(57)【要約】 【課題】  現像ローラへのトナー供給性の優れており、画質品位の良好な画像を形成させることができる供給ローラ、この供給ローラを備えた非磁性１成分現像装置および非磁性１成分現像方法を提供することを目的とする。【解決手段】  トナーを供給ローラ５によって現像ローラ４上に供給し、現像ローラ４の周面において薄層化されたトナーを、現像ローラ４によって感光体２表面に供給して静電潜像からトナー像に現像する非磁性１成分現像装置に搭載される供給ローラである。この供給ローラ５は、少なくとも表層部は、発泡体からなり、表層部の表面に、開口部が形成されており、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％未満である。【選択図】      図１
2007248921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを供給ローラによって現像ローラ上に供給し、前記現像ローラの周面において薄層化されたトナーを、前記現像ローラによって感光体表面に供給して静電潜像からトナー像に現像する非磁性１成分現像装置に搭載される供給ローラであって、
少なくとも表層部は、発泡体からなり、
前記表層部の表面に、開口部が形成されており、
全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％未満であることを特徴とする供給ローラ。
【請求項２】
前記表層部の表面に形成される全開口部の開口径は、前記発泡体の平均セル径の２倍以下であることを特徴とする請求項１記載の供給ローラ。
【請求項３】
前記発泡体の平均セル径は、２００μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２記載の供給ローラ。
【請求項４】
少なくとも表層部が発泡体からなり、前記表層部の表面に開口部が形成されており、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％未満である供給ローラと、
供給ローラによって供給されたトナーを搬送する現像ローラとを有し、
前記供給ローラによって、トナーを前記現像ローラ上に供給し、前記現像ローラの周面において薄層化されたトナーを、前記現像ローラによって感光体表面に供給して静電潜像からトナー像に現像することを特徴とする非磁性１成分現像装置。
【請求項５】
少なくとも表層部が発泡体からなり、前記表層部の表面に開口部が形成されており、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％未満である供給ローラによって、トナーを現像ローラ上に供給し、前記現像ローラの周面において薄層化されたトナーを、前記現像ローラによって感光体表面に供給して静電潜像からトナー像に現像することを特徴とする非磁性１成分現像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非磁性１成分現像装置に搭載される供給ローラ、非磁性１成分現像装置および非磁性１成分現像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタおよび静電情報記録装置などの電子写真方式を利用した画像形成装置は、良好な画質品位の画像を容易に形成することができることから、広く利用されている。電子写真方式を利用した画像形成装置は、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程および定着工程などによって画像が形成される。帯電工程では、光導電性物質を含む感光体表面を一様に帯電する。露光工程では、帯電した感光体に原稿像を投射することにより、感光体表面に静電潜像を形成する。現像工程では、感光体表面に形成された静電潜像に現像剤を付着させることにより、現像剤に含まれるトナーからなるトナー像を形成する。転写工程では、感光体表面に形成されたトナー像に紙およびシートなどの記録媒体を接触させ、トナー像と接触している記録媒体の面とは反対側からコロナ放電などを行い、トナーとは逆の極性の電荷を記録媒体に与えることにより、トナー像を記録媒体に転写する。定着工程では、加熱および加圧などの手段により記録媒体に転写された可視像を定着する。クリーニング工程では、記録媒体に転写されずに感光体の表面に残ったトナーを回収する。以上の工程を繰り返すことによって、電子写真方式を利用した画像形成装置は、記録媒体上に所望の画像を形成する。
【０００３】
このような電子写真方式を利用した画像形成装置は、感光体上にトナー像を形成するために、たとえば、非磁性１成分現像装置が用いられる。非磁性１成分現像装置は、現像剤としてトナーのみを用い、現像ローラに圧接しながら回転する供給ローラによって、トナーを現像ローラに供給する。現像ローラに供給されたトナーは、現像ローラに当接するように配置される規制ブレードによって、薄膜化される。薄膜化されたトナーは、現像ローラに接触するように配置される感光体に供給される。そうすることによって、非磁性１成分現像装置は、感光体上にトナー像を形成する。非磁性１成分現像装置は、装置の保守管理が容易であり、小型化、軽量化および低コスト化が可能であることから、その利用が多くなりつつある。
【０００４】
また、非磁性１成分現像装置は、良好な画質品位の画像を形成させるためには、感光体に供給されるトナー薄層が均一な厚さである必要がある。そのためには、供給ローラがトナーを現像ローラに適量ずつ供給することが必要である。供給ローラは、表面に形成される開口部を利用してトナーを搬送するので、この開口部が、得られる画像に大きな影響を及ぼす。
【０００５】
典型的な従来の技術は、特許文献１に記載されている。特許文献１のトナー搬送用ローラは、ポリウレタンフォームで形成されており、そのポリウレタンフォームのセル径が３０μｍ〜２００μｍである。
【０００６】
他の従来技術としては、特許文献２に記載されている。特許文献２には、現像剤供給体（供給ローラ）の密度をρ（ｋｇ／ｍ３）とし、硬さをＨ（ｋｇｆ）とし、気泡のセル数をＳ（セル／インチ）として、Ｆ＝Ｓ・ρ／Ｈとしたとき、Ｆが７２ないし１１４、ρが２８ないし３０、Ｈが９ないし１５、Ｓが３２ないし４２である現像剤供給体を設けた電子写真装置の現像装置が記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平３−１５５５７５号公報
【特許文献２】特開平４−２８１４７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１によると、上記のようなポリウレタンフォームを用いたトナー搬送用ローラは、たとえば粒径が５〜１０μｍであるような超微粒子トナーを用いた場合であっても、ローラ表面に形成される開口部にトナーが入り込んで目詰まりして硬化することもなく、適量のトナーを搬送することができる。また、特許文献２によると、上記のような物性値のポリウレタンゴムなどを用いた現像剤供給体は、現像剤搬送体に均一な厚さのトナー薄層を形成させることができる。したがって、これらの供給ローラを用いた場合、現像ローラにトナーを適量供給することができるので、画質品位の良好な画像を形成させることができる。
【０００９】
供給ローラは、ポリウレタンフォームなどの発泡体の表面を砥石などで切削加工して製造する。たとえば、砥石は、使用すると研磨特性が低下するが、製造コストを削減するために、この研磨特性の低下した砥石で、表面を切削加工した場合、発泡体に形成されているセルの隔壁を破壊してしまう。このような場合、供給ローラの表層部を構成する発泡体のセル径などの物性値を上記のように規定して製造しても、供給ローラは、現像ローラに適量のトナーを搬送することができず、均一な厚さのトナー薄層を感光体に供給することができない。したがって、このような供給ローラを用いると、得られた画像の一部に筋状の濃い部分が形成される現象、いわゆるはけ筋などが発生し、画質品位の良好な画像を形成することができない。
【００１０】
本発明の目的は、現像ローラへのトナー供給性の優れており、画質品位の良好な画像を形成させることができる供給ローラ、この供給ローラを備えた非磁性１成分現像装置および非磁性１成分現像方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、トナーを供給ローラによって現像ローラ上に供給し、前記現像ローラの周面において薄層化されたトナーを、前記現像ローラによって感光体表面に供給して静電潜像からトナー像に現像する非磁性１成分現像装置に搭載される供給ローラであって、
少なくとも表層部は、発泡体からなり、
前記表層部の表面に、開口部が形成されており、
全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％未満であることを特徴とする供給ローラである。
【００１２】
また本発明は、前記表層部の表面に形成される全開口部の開口径は、前記発泡体の平均セル径の２倍以下であることを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、前記発泡体の平均セル径は、２００μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、少なくとも表層部が発泡体からなり、前記表層部の表面に開口部が形成されており、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％未満である供給ローラと、
供給ローラによって供給されたトナーを搬送する現像ローラとを有し、
前記供給ローラによって、トナーを前記現像ローラ上に供給し、前記現像ローラの周面において薄層化されたトナーを、前記現像ローラによって感光体表面に供給して静電潜像からトナー像に現像することを特徴とする非磁性１成分現像装置である。
【００１５】
また本発明は、少なくとも表層部が発泡体からなり、前記表層部の表面に開口部が形成されており、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％未満である供給ローラによって、トナーを現像ローラ上に供給し、前記現像ローラの周面において薄層化されたトナーを、前記現像ローラによって感光体表面に供給して静電潜像からトナー像に現像することを特徴とする非磁性１成分現像方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、トナーを供給ローラによって現像ローラ上に供給し、現像ローラの周面において薄層化されたトナーを、現像ローラによって感光体表面に供給して静電潜像からトナー像に現像する非磁性１成分現像装置に搭載される供給ローラである。
【００１７】
この供給ローラは、少なくとも表層部は、発泡体からなり、表層部の表面に、開口部が形成されている。そうすることによって、この開口部を利用してトナーを搬送して現像ローラにトナーを供給することができる。
【００１８】
また、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％未満であるので、この供給ローラには、トナーの搬送に利用することができる開口部が充分に形成されている。
【００１９】
したがって、トナーを適量ずつ現像ローラに供給することができ、現像ローラへのトナー供給性の優れた供給ローラが得られる。この供給ローラを用いると、現像ローラから均一な層厚のトナー薄層を感光体に供給することができ、得られた画像の一部に筋状の濃い部分が形成される現象、いわゆるはけ筋などが発生せず、良好な画質品位の画像を形成させることができる。
【００２０】
また本発明によれば、表層部の表面に形成される全開口部の開口径は、発泡体の平均セル径の２倍以下である。そうすると、トナーの搬送に利用することができない開口部が形成されていないので、現像ローラへのトナー供給性のより優れた供給ローラが得られる。
【００２１】
また本発明によれば、発泡体の平均セル径は、２００μｍ以上５００μｍ以下である。そうすることによって、現像ローラへのトナー供給性のより優れた供給ローラが得られる。
【００２２】
また本発明によれば、少なくとも表層部が発泡体からなり、前記表層部の表面に開口部が形成されており、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％未満である供給ローラと、供給ローラによって供給されたトナーを搬送する現像ローラとを有する非磁性１成分現像装置である。この非磁性１成分現像装置は、供給ローラによって、トナーを現像ローラ上に供給し、現像ローラの周面において薄層化されたトナーを、現像ローラによって感光体表面に供給して静電潜像からトナー像に現像する。
【００２３】
この非磁性１成分現像装置に搭載されている供給ローラは、少なくとも表層部が発泡体からなり、前記表層部の表面に開口部が形成されており、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％未満であるので、トナー供給性の優れた供給ローラである。したがって、均一な厚みの薄層化されたトナーを、感光体表面に供給することができるので、得られた画像の一部に筋状の濃い部分が形成される現象、いわゆるはけ筋などが発生せず、良好な画質品位の画像を形成させることができる非磁性１成分現像装置が得られる。
【００２４】
また本発明によれば、少なくとも表層部が発泡体からなり、表層部の表面に開口部が形成されており、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％未満である供給ローラによって、トナーを現像ローラ上に供給し、現像ローラの周面において薄層化されたトナーを、現像ローラによって感光体表面に供給して静電潜像からトナー像に現像する非磁性１成分現像方法である。
【００２５】
この非磁性１成分現像方法で用いられる供給ローラは、少なくとも表層部が発泡体からなり、前記表層部の表面に開口部が形成されており、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％未満であるので、トナー供給性の優れた供給ローラである。したがって、均一な厚みの薄層化されたトナーを、感光体表面に供給することができるので、得られた画像の一部に筋状の濃い部分がでる現象、いわゆるはけ筋などが発生せず、良好な画質品位の画像を形成させることができる非磁性１成分現像を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は、本発明の実施形態である非磁性１成分現像装置３を備える電子写真方式の画像形成装置１における要部の構成を模式的に示す側面図である。画像形成装置１は、矢符１０の方向に回転自在に支持され、その周面に静電潜像が形成される感光体２と、感光体２の周面に対向し、感光体２の軸線が延びる方向に対して平行に延びるように設けられる本発明の実施形態である非磁性１成分現像装置３とを含んで構成される。
【００２７】
感光体２の周囲には、感光体２の周面に対向し、矢印１０の回転方向上流側から下流側に向かって、図示しない帯電器、露光手段、非磁性１成分現像装置３、図示しない転写手段およびクリーニング手段がこの順番に設けられる。
【００２８】
感光体２には、導電性支持体の表面に感光層が形成された従来の感光体を使用できる。導電性支持体としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、亜鉛、ステンレス鋼、チタンなどの金属からなるドラムおよびシート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリスチレンなどの合成樹脂、硬質紙、ガラス、セラミックなどの基材上に導電性層が形成されたドラム、シートおよびシームレスベルトなどが挙げられる。前記の各種基材上に形成される導電性層としてもこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、金属箔、金属蒸着膜、導電性材料を含む樹脂組成物の塗布層、酸化スズ、酸化インジウムなどの導電性金属酸化物の蒸着層、塗布層などが挙げられる。また導電性支持体の表面には、必要に応じて画質に影響のない範囲で、陽極酸化皮膜処理、薬品および熱水などによる表面処理、着色処理、表面の粗面化などの乱反射処理などを施してもよい。感光層は、電荷発生物質と電荷輸送物質とを一層内に含む単層型であってもよく、また、電荷発生物質を含む電荷発生層と電荷輸送物質を含む電荷輸送層とが積層された積層型でもよい。感光層は、さらに中間層、下引き層および保護層などを含むことができる。感光体２の周面は、図示しない帯電器によって単一極性の電荷を均一に付与された後、図示しない露光手段によって画像情報に基づく光が照射され、静電潜像が形成される。
【００２９】
本発明の実施形態である非磁性１成分現像装置３は、感光体２の周面にトナーを供給して静電潜像をトナー像に現像する現像ローラ４と、現像ローラ４にトナーを供給する供給ローラ５と、現像ローラ４周面上のトナー層の層厚を均一化する規制ブレードであるドクター６と、トナーを収容する現像槽７と、現像槽７内に設けられ、現像槽７に収容されるトナーを攪拌する攪拌羽根８とを含んで構成される。
【００３０】
また、非磁性１成分現像装置３は、現像ローラ４に現像バイアス用電圧を印加する図示しない現像バイアス用電源、供給ローラ５にバイアス電圧を印加する図示しないトナー供給用バイアス用電源、およびドクター６にバイアス電圧を印加する図示しないドクターバイアス用電源を有する。
【００３１】
現像ローラ４は、その周面が感光体２および供給ローラ５の周面にそれぞれ接触するように設けられ、矢符１１の方向に回転自在に支持される。現像ローラ４は、ステンレス鋼などの金属からなる円柱形状の芯金４ａと、芯金４ａの周囲に、均一な層厚で形成される導電性弾性層４ｂとを含んで構成され、円柱形状に形成される。導電性弾性層４ｂは、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合系合成ゴム（ＥＰＤＭ）、天然ゴムなどのゴムと、カーボンブラックなどの導電性材料とを含む導電性ゴム弾性体である。これらの中でも、導電性ウレタンゴム弾性体が好ましい。導電性弾性層４ｂの表面粗さ（Ｒｚ）は特に制限されないけれども、５μｍ以上２５μｍ以下が好ましい。表面粗さ（Ｒｚ）は、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に規定される十点平均粗さである。
【００３２】
導電性弾性層４ｂが導電性ウレタンゴム弾性体を含んで構成される現像ローラ４は、たとえば、次のようにして製造できる。まず、ポリエステルオール（ニッポランＮ−４０３２、日本ポリウレタン工業社製）１００重量部に導電性カーボン１重量部を添加して均一に分散させた後、１４０℃に昇温し、かつ１０〜２０ｍｍＨｇ（約１．３×１０３〜約２．７×１０３Ｐａ）の減圧下で攪拌しながら、１２時間脱水乾燥する。次いで、１１０〜１２０℃の加熱下に、この混合物にトリレンジイソシアネート（コロネートＴ−８０、日本ポリウレタン工業社製）７重量部を加え、２分間激しく混合する。この混合物を、１１０℃に加熱され、芯金４ａが所定の位置に充填された金型に流し込み、２時間硬化させる。芯金４ａの表面には、必要に応じて接着剤が塗布される。さらに、１１０℃で２４時間２次架橋を行うと、芯金４ａの表面に導電性ウレタンゴム発泡体層が形成される。この発泡体層を、所望の径、表面粗さになるように研削することにより、導電性弾性層４ｂが形成され、現像ローラ４が得られる。
【００３３】
現像ローラ４は、図示しない現像バイアス用電源から電圧を印加され、それによって、その周面に供給ローラ５から供給されるトナーを薄層として担持する。このトナー薄層は、その薄層をドクター６によって適宜均一化された後、感光体２周面の静電潜像が形成された部分に当接され、接触現像方式により静電潜像がトナー像に現像される。
【００３４】
供給ローラ５は、その周面が現像ローラ４の周面に接触するように設けられ、矢符１２の方向に回転自在に支持される。供給ローラ５には、図示しないトナー供給バイアス用電源から、一般には、トナーを現像ローラ４に押す方向にバイアス電圧が印加される。また、トナーが負極性であれば、より負極側に大きなバイアス電圧が印加される。
【００３５】
供給ローラ５は、少なくともその表層部が、平均セル径２００μｍ以上５００μｍ以下の発泡体、たとえば連単泡性ゴム発泡体からなり、その表面に開口部が形成されている。供給ローラ５は、この開口部を利用してトナーを搬送して現像ローラにトナーを供給することができる。
【００３６】
連単泡性ゴム発泡体は、その内部に独立気泡と連続気泡とが混在して存在するゴム発泡体である。このような連単泡性のゴム発泡体を用いると、独立気泡と連続気泡とが混在することによって、独立気泡単独の場合、すなわち単泡性発泡体のように、供給ローラ５の表面硬さが高くなりすぎることがなく、表面硬さが高くなりすぎることに起因する種々の不都合も発生しない。また、連続気泡単独の場合、すなわち連泡性発泡体のように、トナーが気泡中に残存し、供給ローラ５の表面硬さを高めることがないので、現像ローラ４の周面へのトナーフィルミング、トナー劣化、供給ローラ５への摩耗などの発生が防止される。また、連単泡性のゴム発泡体であっても、平均セル径が２００μｍを著しく下回ると、表面硬さが高くなり、駆動トルクが高くなって、種々の不都合を生じる。一方、平均セル径が５００μｍを大幅に超えると、現像装置の使用（駆動）時間が長くなるにつれて、供給ローラ５周面において、セル間の壁が裂けまたは壊れた状態になり、担持できるトナー量が減少し、現像ローラ４周面へのトナーの供給性が低下し、ベタ画像の追従性が悪くなってカスレなどの画像不良を生じる。平均セル径は、ゴム性発泡体の押出方向（ＭＤ方向）およびそれに直交する方向（ＴＤ方向）、さらには両方向と直交する厚み方向（ＶＤ方向）の断面の拡大写真を顕微鏡により撮影し、その写真において、一直線（長さＬ）上の気泡の数を計数し、長さＬと気泡数とから求める。
【００３７】
供給ローラ５は、表層部の表面に形成される全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％未満である。全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％以上であると、トナーの搬送に利用することができる開口部が充分に形成されていないので、担持できるトナー量が減少する。このような供給ローラを用いると、現像ローラから均一な層厚のトナー薄層を感光体に供給することができず、得られた画像の一部に筋状の濃い部分が形成される現象、いわゆるはけ筋などが発生して、良好な画質品位の画像を形成させることができない。
【００３８】
したがって、少なくとも表層部が好適な平均セル径を有する発泡体からなり、開口径のばらつきの小さい供給ローラを用いると、現像ローラから均一な層厚のトナー薄層を感光体に供給することができ、得られた画像の一部に筋状の濃い部分が形成される現象、いわゆるはけ筋などが発生せず、良好な画質品位の画像を形成させることができる。また、開口部は、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が形成されないほうが好ましいので、０％が下限値である。
【００３９】
開口径は、以下のようにして求める。開口を埋めないようにトナーを供給ローラ表面に付着させて、トナーが付着していない領域を開口部として開口径を求めた。具体的には、まず現像ローラにイエロートナーを均一に塗布し、この現像ローラおよび供給ローラを現像槽にセットし、手動で現像ローラを回転させる。その後、供給ローラを取り出し、供給ローラの表面をカメラで撮影し、その撮影により得られた写真において、トナーが付着していない領域を開口部として開口径を求めた。開口径は、開口部の長径とした。また、全開口部の開口径の平均値は、全開口部の開口径の中央値、相加平均値、相乗平均値、調和平均値のいずれであってもよい。本実施形態では、平均値は中央値である。
【００４０】
また、表層部の表面に形成される全開口部の開口径は、発泡体の平均セル径の２倍以下であることが好ましい。そうすると、トナーの搬送に利用することができない開口部が形成されていないので、現像ローラへのトナー供給性のより優れた供給ローラが得られる。
【００４１】
供給ローラ５を構成する連単泡性ゴム発泡体は、発泡率が０．７５以上０．８５以下であることが好ましい。発泡率が０．７５を著しく下回ると、発泡体の密度が高くなりすぎ、供給ローラ５の表面硬さが高くなり、現像ローラ４との摩擦力が高くなることで、駆動トルクが上昇し、かつ現像ローラ４周面へのトナーフィルミング、トナー劣化、供給ローラ５の磨耗などが生じ易くなる可能性がある。発泡率が０．８５を大幅に超えると、供給ローラ５の表面硬さが小さくなりすぎ、現像ローラ４に付着するトナーの余分量を掻き取る力が不充分になり、感光ドラム２へのトナーの供給過多が起こり、非印字部にトナーが付着し、下地カブリなどの画像不良を発生するおそれがある。さらにトナー担持量が必要以上に増加するため、駆動時間の経過とともに供給ローラ５が硬化するおそれがある。
【００４２】
供給ローラ５を構成する連単泡性ゴム発泡体の材料になるゴム材としては特に制限されないけれども、可塑剤を添加しなくても加硫発泡が可能なゴム材が好ましい。その具体例としては、たとえば、エチレンプロピレンゴム（エチレン−プロピレン−ジエン共重合系合成ゴム、ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、イソプレンゴム、イソブチレン−イソプレンゴムなどが挙げられる。これらの中でも、ＥＰＤＭが好ましい。ＥＰＤＭは、可塑剤を使用しなくとも完全架橋が可能であり、長期にわたり適度の弾性を保持し、駆動トルクを上昇させることもないので、駆動トルクを適度な範囲に安定化することが可能である。また、ゴム材としては、ＥＰＤＭに、カーボンブラックなどの導電性材料を含む導電性ゴム弾性体が好ましい。導電性ゴム弾性体の抵抗（ローラ抵抗）は、１×１０６Ω以上１×１０８Ω以下が好ましい。本実施形態では、導電性ゴム弾性体の抵抗が４×１０７Ωである供給ローラを用いる。可塑剤を使用した合成ゴムを用いると、現像ローラ４と供給ローラ５との摩擦、熱などによって可塑剤が消失することで、弾性が失われ、表面の硬化、ひいては駆動トルクの上昇が起こる。また、ＥＰＤＭは、従来から供給ローラ５を構成する材料として用いられるウレタン発泡体に匹敵する微細なセル径を有する発泡体とすることができ、現像ローラ４上のトナーの掻き取り能力、現像ローラ４へのトナーの供給能力などの点からも有利である。
【００４３】
供給ローラ５は、公知の方法に従って製造できる。たとえば、ゴム材、発泡剤、導電剤、充填剤、軟化剤、加硫剤、加硫促進剤などを含む未加硫の発泡用ゴム組成物を調製する。各成分の配合量は特に制限されず、他成分の種類および配合量、加硫発泡に用いられる加硫装置の加硫条件などに応じて広い範囲から適宜選択される。各成分の混合は、たとえば、一般的なゴム混練用ニーダーとロールにて混練することにより行われる。このようにして得られる未加硫の発泡用ゴム組成物を、押出機によりチューブ状に押出し成形し、このチューブを連続的に熱風加硫機にて加熱することによって、発泡加硫が進行し、導電性発泡チューブが得られる。この導電性発泡チューブを所定の長さに切断する。このチューブに、その周面に接着剤を塗布した芯金５ａを圧入させ、チューブと芯金５ａとを接着する。さらにチューブに、加圧ロールなどの加圧手段によって圧力を加え、独立気泡の一部を破泡させて連続気泡に変換し、所望の発泡率（空隙率）および平均セル径を有するゴム性発泡体とする。さらに、ゴム性発泡体と芯金５ａとの接着体に研削加工を施し、その径、表面粗さなどの所望の値に調整する。本実施形態では、外径１６ｍｍとなるように研削加工を施す。これにより、芯金５ａの周面にゴム性発泡体を含む被覆層５ｂが形成された構造を有する供給ローラ５が得られる。芯金５ａは、たとえば、普通鋼、ステンレス鋼、合成樹脂などからなる、円柱状成形体を使用できる。本実施形態では、外径８ｍｍの芯金５ａを用いる。
【００４４】
未加硫の発泡用ゴム組成物を加硫発泡する装置としては、ＵＨＦ（Ultra High
Frequency）連続加硫装置が好ましい。この装置において、たとえば、ＵＨＦ出力を０．１〜１．５ｋｗ、ＵＨＦ槽温度を２００〜２４０℃、および熱風加硫（ＨＡＶ）槽を２００〜２３０℃の範囲にそれぞれ設定して加硫発泡を行い、好ましくは加圧操作を実施することにより、連続気泡と独立気泡とが混在し、前記範囲の発泡率（空隙率）および平均セル径を有するゴム性発泡体を得ることができる。なお、ＵＨＦ連続加硫装置を用いる場合には、加硫発泡後の加圧操作を実施しなくても、本発明で使用するゴム性発泡体が得られる場合がある。
【００４５】
切削加工する装置としては、心なし研削盤（センタレス）が好ましい。この装置において、たとえば、粒度番号＃１００のカーボングラファイト砥粒と結合材とからなる砥石を用い、砥石周速４００ｍ／分以上８００ｍ／分以下、砥石送り速度１ｍ／分以上５ｍ／分以下の範囲にそれぞれ設定して研削加工を行う。本実施形態では、砥石周速６００ｍ／分、砥石送り速度３ｍ／分の範囲にそれぞれ設定して研削加工を行う。
【００４６】
砥石は、研削加工を施した接着体の本数が増えるにつれて研磨特性が低下するので、ドレッシング加工を施す必要がある。砥石は、接着体を２５００本研削加工する毎に、ドレッシング加工を施すことが好ましい。より好ましくは、砥石は、接着体を１０００本研削加工する毎に、ドレッシング加工を施すことが好ましい。２５００本より多い接着体を研削加工しても、砥石にドレッシング加工を施さないと、砥石の研磨特性が低下し、好適な材料で供給ローラ５を製造しても、上記のような開口径のばらつきの少ない開口部を形成することができず、得られた供給ローラは、良好な画質品位の画像を形成させることができない。
【００４７】
上記の方法で得られる発泡体の断面を走査型顕微鏡で観察することによって、連続気泡と独立気泡とが混在する連単泡性のゴム性発泡体であることを確認できる。本発明で使用するゴム性発泡体において、連続気泡と単独気泡との割合は特に制限されず、ゴム性発泡体の切断面を走査型電子顕微鏡で観察する時に、連続気泡および単独気泡が視認できればよいけれども、連続気泡の割合を示す連続気泡率は、好ましくは５％以上、さらに好ましくは１０％以上、特に好ましくは１０％以上６０％以下である。
【００４８】
ゴム性発泡体の発泡率（空隙率）は、次のようにして求められる。体積Ｖ（ｍｍ３）のゴム性発泡体を、縦１０００ｍｍ×横１０００ｍｍの内寸法を有する水槽の水面下に沈め、その時に水面が上昇した高さｈ（ｍｍ）を測定し、次式に従って算出した。
発泡率（％）＝［（Ｖ−１０００×１０００×ｈ）／Ｖ］×１００
【００４９】
また、連続気泡の割合である連続気泡率（％）は、ＡＳＴＭ  Ｄ−２８５６に規定されるエアーピクノメータ（空気比較式比重計）法（１−１／２−１気圧法）に従って測定できる。その際、東芝ベックマン(株)製の空気比較式比重計を用いる。
【００５０】
供給ローラ５の周速度Ｓｂは、現像ローラ４の周速度Ｓａに対して０．４〜１．０の範囲である。０．４未満では、現像ローラ４へのトナー供給性が低下し、ベタ画像の追従性が悪化し、カスレなどの画像不良を生じる。１．０を超えると、現像ローラ４および／または供給ローラ５の駆動トルクが増大し、それに伴う不都合が生じる。
【００５１】
さらに、現像ローラ４および供給ローラ５は、それぞれ矢符１１および矢符１２の方向に回転し、それらが圧接触する部分（ニップ）では、回転方向が逆方向になり、対向するように摺接する。このとき、ニップ幅Ｗは特に制限されないけれども、２．０〜４．０ｍｍの範囲にあることが好ましい。ニップ幅が２．０ｍｍを著しく下回ると、供給ローラ５から現像ローラ４へのトナーの供給性が低下し、ベタ画像の追従性が悪くなる。４．０ｍｍを大幅に超えると、現像ローラ４と供給ローラ５との摩擦が増加し、それに伴って、駆動トルクが上昇し、かつ現像ローラ周面へのトナーフィルミング、トナー劣化、供給ローラ５の磨耗などが生じ易くなる。
【００５２】
供給ローラ５は、現像ローラ４との接触下に矢符１２の方向に回転し、現像槽７内に収容されるトナーをその周面に担持し、そのトナーを現像ローラ４周面に供給する。
【００５３】
ドクター６は、トナー槽７に固定される固定端６ａと、現像ローラ４から離反する方向に微少量傾斜する先端部６ｃと、固定端６ａと先端部６ｃとの間に位置し、弾性変形により現像ローラ４の周面に圧接可能に設けられる接触部６ｂとを含んで構成される。ドクター６は、図示しないドクターバイアス用電源から所定のバイアス電圧が印加される。すなわち、ドクター６からトナーを現像ローラ４側へと押す方向にバイアス電圧が印加される。また、トナーが負極性であれば、トナーよりも負極側に大きなバイアス電圧をドクター６に印加する。
【００５４】
接触部６ｂは、少なくとも現像ローラ４周面に対向する面がばね弾性を有する弾性変形可能な材料によって構成され、その長手方向（現像ローラ４の回転軸方向）に沿って、先端部６ｃ近傍の、現像ローラ４周面に対向する接触部６ｂが現像ローラ４周面に所定圧で圧接される。
【００５５】
ドクター６は、たとえば、ステンレス鋼などからなる金属板によって構成される板状物であり、その板厚は、たとえば、０．０７ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下である。先端部６ｃは、金属板に、機械的な切削加工、研磨加工、曲げ加工などを施すことによって形成できる。また、金属板に、予め所望の形状に成形加工したチップ状先端部を導電性接着剤などで貼り付ける方法、金属板の先端に段差加工を施し、その上から導電性接着剤などで金属箔を貼り付ける方法などの加工法により形成される。
【００５６】
ドクター６は、矢符１１の方向における現像ローラ４と供給ローラ５との接触面より下流側で現像ローラ４周面に圧接（または当接）し、現像ローラ４周面に担持されるトナー薄層の層厚を均一化する。層厚が均一化されたトナー薄層は、現像ローラ４が感光体２に接触する現像領域に搬送される。
【００５７】
トナー槽７は、トナーを収容する。トナー槽７を構成する材料としては、たとえば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレンなどの合成樹脂、ステンレス鋼およびアルミニウムなどの金属が挙げられる。
【００５８】
攪拌羽根８は、トナー槽７内に設けられ、回転自在に支持される。攪拌羽根８は、トナー槽７内に収容されるトナーを攪拌することによって、供給ローラ５へのトナーの供給を円滑に進行させ、それとともに、トナーの堆積による固化を防止する機能をも有する。
【００５９】
非磁性１成分現像装置３において用いるトナーとしては、特に制限されず、従来の非磁性１成分トナーを使用できる。非磁性１成分トナーは、トナー粒子に必要に応じてシリカなどの一般的な外添剤を添加混合し、凝集物、異物などを除去したものである。トナー粒子は、たとえば、結着樹脂（定着樹脂）、着色剤および添加剤を乾式ブレンダ、スーパーミキサ、ボールミルなどによって均一に予備混合し、得られる混合物を、たとえば、ハンドミキサ、ロール、一軸押出混練機、二軸押出混練機などの混練装置を用いて均一に溶融混練し、得られる混練物を冷却して粉砕し、さらに必要に応じて分級することにより得ることができる。結着樹脂、着色剤および添加剤としては、この分野で常用されるものをいずれも使用できる。
【００６０】
非磁性１成分現像装置３においては、トナー槽７に収容されるトナーが、供給ローラ５を介して現像ローラ４に供給される。現像ローラ４周面に付着するトナーは、ドクター６によって層厚を均一化され、トナー薄層が形成される。このトナー薄層は、感光体２の周面に形成される静電潜像に供給され、これによって、静電潜像が現像されてトナー像が形成される。非磁性１成分現像装置３において、供給ローラ５が現像ローラ４上にトナーを供給するメカニズムは、トナーが現像ローラ４と摩擦によって帯電状態になり、現像ローラ４に付着するものと考えられる。
【実施例】
【００６１】
以下に実施例および比較例を挙げ、本発明を具体的に説明する。
（実施例１）
外径８ｍｍの芯金５ａに、カーボンブラックを含むＥＰＤＭ発泡体からなる導電性発泡チューブを接着させた接着体を、以下の条件で心なし研削盤で研削加工することによって、供給ローラ５を製造した。
【００６２】
粒度番号＃１００のカーボングラファイト砥粒と結合材とからなる砥石を用い、砥石周速６００ｍ／分、砥石送り速度３ｍ／分以下となるように設定して研削加工を行った。
【００６３】
本実施例は、ドレッシング加工後１０００本目の研削加工によって製造された供給ローラである。
【００６４】
（実施例２）
ドレッシング加工後２０００本目の研削加工によって製造されたこと以外、実施例１と同様である。
【００６５】
（比較例１）
ドレッシング加工後５０００本目の研削加工によって製造されたこと以外、実施例１と同様である。
【００６６】
図２は、実施例１である供給ローラの表面の写真を示す図面である。図３は、実施例２である供給ローラの表面の写真を示す図面である。図４は、比較例１である供給ローラの表面の写真を示す図面である。
【００６７】
表１は、図２〜４に示す写真に基づいて、上述の方法で供給ローラの表面に形成される開口部の開口径を測定した結果である。
【００６８】
【表１】
2007248921.tif 000003
【００６９】
表１に示すように、実施例１は、全開口部の開口径の中央値Ｌ５０の１．５倍以上ある（１．５×Ｌ５０の）開口径をもつ開口部の存在比が、１１％である。実施例２は、１．５×Ｌ５０の開口径をもつ開口部の存在比が、１１％である。比較例１は、１．５×Ｌ５０の開口径をもつ開口部の存在比が、３１％である。したがって、実施例１および実施例２は、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％未満である供給ローラであり、比較例１は、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％以上である供給ローラである。
【００７０】
表１の実施例２および比較例１について、表層部の断面の写真を撮影することによって、表面状態を評価した。図５は、実施例２である供給ローラの表層部の断面の写真を示す図面である。図６は、比較例１である供給ローラの表層部の断面の写真を示す図面である。
【００７１】
全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％未満である供給ローラ（実施例２）は、図５からわかるように、毛羽立ちの少ない供給ローラである。それに対して、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％以上である供給ローラ（比較例１）は、図６からわかるように、矢印が示す部分が毛羽であり、毛羽立ちの多い供給ローラである。
【００７２】
このことから、研磨特性の低い砥石で研削加工を施した供給ローラは、研削加工の際に、発泡体のセルの隔壁を破壊してしまう。このことによって、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％以上となってしまうことがわかる。
【００７３】
市販の複写機（ＡＲ−２６０：シャープ株式会社製）の現像装置の代わりに、実施例１，２および比較例１である供給ローラを備えた非磁性１成分現像装置３を用いて、Ａ４サイズの記録紙に画像形成を行った。
【００７４】
その結果、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％未満である供給ローラ（実施例１，２）を備えた非磁性１成分現像装置３を用いた場合、はけ筋のない画像品位の良好な画像が形成された。また、全開口部の開口径の平均値の１．５倍以上ある開口径をもつ開口部が、全開口部の１５％以上である供給ローラ（比較例１）を備えた非磁性１成分現像装置を用いた場合、形成された画像にはけ筋が発生し、画像品位の良好な画像を形成することができなかった。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施形態である非磁性１成分現像装置３を備える電子写真方式の画像形成装置１における要部の構成を模式的に示す側面図である。
【図２】実施例１である供給ローラの表面の写真を示す図面である。
【図３】実施例２である供給ローラの表面の写真を示す図面である。
【図４】比較例１である供給ローラの表面の写真を示す図面である。
【図５】実施例２である供給ローラの表層部の断面の写真を示す図面である。
【図６】比較例１である供給ローラの表層部の断面の写真を示す図面である。
【符号の説明】
【００７６】
１  画像形成装置
２  感光体
３  非磁性１成分現像装置
４  現像ローラ
５  供給ローラ
６  ドクター
７  現像槽
８  攪拌羽根
１０，１１，１２  矢符
【図１】
2007248921.tif 000004
【図２】
2007248921.tif 000005
【図３】
2007248921.tif 000006
【図４】
2007248921.tif 000007
【図５】
2007248921.tif 000008
【図６】
2007248921.tif 000009