(57)【要約】【課題】導電性シャフト上に直接樹脂層を設けた現像ローラを用いて画像形成を繰り返し行った時、現像ローラ表面における残留電位の上昇を起こすことなく、安定した画像形成を行うことが可能な現像ローラを提供する。【解決手段】導電性シャフトの周りに２層の樹脂層を有し、現像ローラ表面を構成する層の表面抵抗値をＲｓｏ、導電性シャフト側に隣接する層の表面抵抗値をＲｓｕとしたときに、０．１≦Ｒｓｕ／Ｒｓｏ≦１０．０の関係を有する。【選択図】図１
2009020256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性シャフトの周りに２層の樹脂層を有する現像ローラであって、
前記樹脂層のうち、前記現像ローラ表面を構成する層の表面抵抗値をＲｓｏ、導電性シャフトに隣接する層の表面抵抗値をＲｓｕとしたときに、
０．１≦Ｒｓｕ／Ｒｓｏ≦１０．０
の関係を有することを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
導電性シャフトの周りに２層の樹脂層を設けた現像ローラ表面にトナーを担持させ、担持させたトナーを像担持体上に供給して像担持体上の静電潜像を現像する工程を有する画像形成方法であって、
前記像担持体上にトナーを供給する前記現像ローラが、
前記樹脂層のうち、前記現像ローラ表面を構成する層の表面抵抗値をＲｓｏ、導電性シャフトに隣接する層の表面抵抗値をＲｓｕとしたときに、
０．１≦Ｒｓｕ／Ｒｓｏ≦１０．０
の関係を有するものであることを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ受信機等の電子写真方式の画像形成装置に使用される現像ローラ、及び、当該現像ローラを用いた画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成方法は、通常、以下の手順を経て用紙等の転写シート上にトナー画像を形成する。先ず、電子写真感光体に代表される像担持体上に形成された静電潜像に電荷の付与されたトナーを供給して静電潜像を現像する。次に、現像により像担持体上に形成されたトナー画像を転写シート上に転写させる。さらに、転写シート上のトナー画像を定着により固定し、転写シート上にトナー画像を形成する。
【０００３】
像担持体上にトナー画像を形成する現像方法には、キャリアとトナーより構成される２成分現像剤を用いる２成分現像方式と、トナーのみからなる１成分現像剤を用いる１成分現像方式がある。このうち、１成分現像方式の１つに非磁性１成分トナーを用いた現像方式は、現像ローラ近傍に配置した帯電部材や現像ローラ自身により摩擦帯電したトナーの層を現像ローラ表面に形成し、層形成されたトナーを飛翔させて像担持体にトナー供給を行っている。この様に、非磁性１成分トナーを用いた画像形成は簡素な現像装置により像担持体上にトナー画像を形成するので、フルカラープリンタのコンパクト化を実現する上で有効な手段である。
【０００４】
非磁性１成分現像方式で使用される現像ローラは、従来より、導電性シャフトの外周にシリコーンゴム等を用いた弾性層を有するものが用いられ、トナーの搬送性と帯電性を確保するために、弾性層上にさらに表面層が設けられていた。たとえば、帯電付与性能やトナー搬送性の向上、トナー付着防止等の観点からフッ素ゴムを表面層に用いる技術がある。具体的には、弾性層上にフッ素ゴム層を形成する技術として、弾性層表面にシランカップリング剤の層を設け、その上にフッ素ゴム等を主成分とする層を形成することで、弾性層上に表面層を設けた技術（たとえば、特許文献１参照）等がある。
【０００５】
ところで、家庭用のプリンタの登場に代表される様に、最近では画像形成装置の普及に拍車がかかり、それに伴って装置のコンパクト化がますます進められる様になってきた。この様な背景から、本発明者は現像装置の構成部品である現像ローラのコンパクト化を試み、シャフト上に樹脂層を直接設けた構造の現像ローラを検討した。そして、この様な弾性層をもたない現像ローラに対し、たとえば、金属製シャフト上に導電性の樹脂層を直接設けた導電ロールの技術等（たとえば、特許文献２、３参照）の知見を利用してローラの帯電性向上を検討した。さらに、樹脂層のシャフトへの接着性も向上させることができる様に樹脂層の機能分離化を検討し、２層化した樹脂層を有する現像ローラを検討した。
【特許文献１】特開平８−１９０２６３号公報
【特許文献２】特開平５−２５７３７０号公報
【特許文献３】特開平５−２９７７１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、導電性シャフト上に２層の樹脂層を設けた現像ローラを作製して画像形成を試みたところ、連続プリントの様に画像形成を繰り返し行った場合に現像ローラが所定量の電荷をトナーに付与できなくなる傾向が見られた。すなわち、画像形成を連続で行うことで現像ローラ表面の電位上昇が起こり、現像ローラ表面でのトナー帯電が行いにくくなる結果、トナー飛散によるカブリの発生や高濃度部やハーフトーン部で画像濃度が得られにくくなった。また、十分に帯電されなかったトナーが現像ローラや像担持体からこぼれるトナーこぼれにより機内汚染を発生させた。この傾向は低温低湿環境下で画像形成を行ったときに顕著にあらわれた。
【０００７】
本発明は、導電性シャフト上に直接樹脂層を設けた現像ローラを用いて画像形成を繰り返し行った時に、ローラ表面における電位上昇を起こさず、安定した画像形成が行える現像ローラを提供することを目的とするものである。特に、低温低湿環境下で連続プリントを行っても、現像ローラ表面で電位上昇を起こさず、画像欠陥の発生やトナーこぼれによる機内汚染を発生させることのない現像ローラの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題が下記に記載のいずれかの構成により解消されるものであることを見出した。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、
『導電性シャフトの周りに２層の樹脂層を有する現像ローラであって、
前記樹脂層のうち、前記現像ローラ表面を構成する層の表面抵抗値をＲｓｏ、導電性シャフトに隣接する層の表面抵抗値をＲｓｕとしたときに、
０．１≦Ｒｓｕ／Ｒｓｏ≦１０．０
の関係を有することを特徴とする現像ローラ。』というものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、
『導電性シャフトの周りに２層の樹脂層を設けた現像ローラ表面にトナーを担持させ、担持させたトナーを像担持体上に供給して像担持体上の静電潜像を現像する工程を有する画像形成方法であって、
前記像担持体上にトナーを供給する前記現像ローラが、
前記樹脂層のうち、前記現像ローラ表面を構成する層の表面抵抗値をＲｓｏ、導電性シャフトに隣接する層の表面抵抗値をＲｓｕとしたときに、
０．１≦Ｒｓｕ／Ｒｓｏ≦１０．０
の関係を有するものであることを特徴とする画像形成方法。』というものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、導電性シャフト上に２層構造の樹脂層を設け、２つの樹脂層の表面抵抗値Ｒｓの関係を特定することにより、繰り返し画像形成を行っても現像ローラ表面での電位上昇を抑制することができる様になった。その結果、連続プリントを行っても、現像ローラ表面では画像欠陥を起こすことのないレベルに電位が維持されて、良好な画像形成が行える様になった。
【００１２】
特に、本発明では残留電荷が発生し易く現像ローラ表面での電位上昇が起こり易いとされる低温低湿環境下で連続プリントを行っても、現像ローラ表面における電位上昇が抑制されて、電位上昇による帯電不良に伴う画像不良やトナーこぼれによる機内汚染等の発生が解消される様になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、導電性シャフトの周りに樹脂層を直接設けた構造の現像ローラに関する。現像ローラには、ローラ表面で良好な帯電付与性能が求められるとともに、樹脂層からシャフトに向けて不要な電荷を移動させるリーク性能が求められていた。また、樹脂層をシャフト表面にしっかりと接着させて耐久性を向上させることも求められていた。本発明者は、現像ローラに求められるこれらの性能を同時に実現させる手段として、樹脂層の２層化を考えたのである。
【００１４】
導電性シャフトの周りに樹脂層を直接設けた構造の現像ローラは、樹脂層が導電性シャフトに直接接触しているので、構造上、現像ローラ表面に残留電荷と呼ばれる不要な電荷が存在しても導電性シャフトに向けてリークが行い易いものと考えられた。したがって、樹脂層が２層構造の現像ローラも、残留電荷による電位上昇が発生しにくいものと考えられていた。しかしながら、樹脂層が２層構造の現像ローラでは、画像形成を繰り返し行った時にローラ表面の電位上昇が顕れ、樹脂層を導電性シャフト上に直接設けた現像ローラが必ずしも電荷をリークし易い性質を有するものではなかった。
【００１５】
本発明者は、樹脂層を２層構造にした時に電荷が導電性シャフトからリークしにくくなる要因があると考え、２つの樹脂層間の電気抵抗差が電荷の移動を邪魔していると推測した。すなわち、２つの樹脂層界面が電荷の移動を邪魔するバリアになっていると考えた。そこで、本発明者は、２つの樹脂層の電気抵抗値をある程度のレベルに揃えておけば、バリアが解消されて層間を電荷がスムーズに移動できる様になると考えたのである。この様に、導電性シャフトに樹脂層を直接設けた現像ローラにおいて、樹脂層を２層化した際に各層の表面抵抗値をある程度のレベルに揃えることで、２つの樹脂層間での電荷の移動を促進させることを見出した。
【００１６】
ところで、２つの樹脂層の表面抵抗値をある程度のレベルに揃えて樹脂層間における電荷の移動を促進させようという本発明の思想は弾性層を有する現像ローラの技術から想到されるものではないと推測される。その理由は、弾性層を有する現像ローラでは、現像ローラ全体の抵抗値が弾性層の抵抗値に支配されているため、仮に弾性層表面に２層の樹脂層を設けその間に抵抗差があったとしても、その影響が弾性層の抵抗に打ち消されると推測されるからである。一方、導電性シャフトに樹脂層を直接設けた構造の現像ローラは、２つの樹脂層間の抵抗差の影響が顕在化し、樹脂層を構成する各層の抵抗値をある程度のレベルに揃えて、層間での電荷移動がスムーズに行える環境を作ることが必要になった。
【００１７】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１８】
本発明に係る現像ローラは、導電性シャフトの周りに２層からなる樹脂層を有し、現像ローラ表面を構成する上層の表面抵抗値をＲｓｏ、導電性シャフトに隣接する下層の表面抵抗値をＲｓｕとしたときに、
０．１≦Ｒｓｕ／Ｒｓｏ≦１０．０
の関係を有するものである。
【００１９】
本発明は、導電性シャフト上に直接樹脂層を設けた現像ローラを構成する上層及び下層の表面抵抗値が上記関係式を満足するとき、現像ローラ表面に存在する残留電荷が導電性シャフトよりリークし易い状態が形成されることを見出したものである。すなわち、導電性シャフトへの電荷のリークを行う部位に該当する下層の表面抵抗値が、現像ローラ表面を構成する上層の表面抵抗値よりも高い場合でも、残留電荷を導電性シャフトに向けてリークさせることができる場合があることを見出している。これは、上層から下層に向けて電荷を移動させる際、上層と下層の間を電気的にバリアフリーの環境を形成することにより、本発明の効果が発現される様になったともいえる。この様に、本発明では電荷の移動が一般に困難と考えられる様なケースでも現像ローラ表面に形成される残留電荷を導電性シャフトよりリークさせることで、現像ローラ表面における帯電環境を維持できることを見出している。
【００２０】
なお、上記関係式の値が０．１よりも小さくなると、下層の表面抵抗値が上層に比べて大きくなりすぎ、現像ローラ表面から導電性シャフトに向けての電荷の移動が困難になり、現像ローラ表面の電位が上昇して、所定量の電荷をトナーに付与できなくなる。一方、上記関係式の値が１０．０よりも大きくなると、下層の表面抵抗値が小さくなりすぎて現像ローラ表面に電荷を留めておくことが困難になり、所定量の電荷をトナーに付与することができなって良好な画像形成が行えなくなる。
【００２１】
なお、上記関係式を構成する上層及び下層の表面抵抗値の具体的な数値やその制御方法、表面抵抗値の測定方法については後述する。また、ここでは現像ローラを構成する２層構造の樹脂層のうち、現像ローラ表面を構成する層のことを上層と呼び、その表面抵抗値ＲｓをＲｓｏとする。また、導電性シャフトに隣接する層のことを下層と呼び、その表面抵抗値ＲｓをＲｓｕとする。
【００２２】
図１に本発明に係る現像ローラの代表的な断面構成を示す。図１に示す様に、現像ローラ１０は、導電性シャフト１１の周りに樹脂層１２を有し、樹脂層１２は現像ローラ１０表面を構成する樹脂層である上層１２ａと、導電性シャフト１１に隣接する樹脂層である下層１２ｂよりなる２層構造を構成する。
【００２３】
先ず、樹脂層１２を保持する導電性シャフト１１は、導電性の部材で構成され、具体的には、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼、鉄、アルミニウム、ニッケル、アルミニウム合金、ニッケル合金等の金属材料が好ましい。また、前述した金属の粉体物やカーボンブラック等の導電性材料を樹脂中に充填させた導電性樹脂も使用可能である。導電性シャフト１１は、その比抵抗が１×１０4Ω・ｃｍ以下のものが好ましく、また、その外径は５ｍｍ〜３０ｍｍが好ましく、１０ｍｍ〜２０ｍｍがより好ましい。
【００２４】
また、樹脂層１２を２層構造とすることで、樹脂層１２で求められている複数の性能を上層及び下層で分離させて発現させることができる様になる。すなわち、樹脂層１２において、現像ローラ表面を構成する上層１２ａ用の樹脂にトナーへの帯電付与が積極的に行える性質のものが選択でき、導電性シャフト１１に隣接する下層１２ｂ用の樹脂に電荷のリークが積極的に行える様な樹脂を選択することができる。
【００２５】
その結果、上層１２ａと下層１２ｂではそれぞれ異なる性能が独立して発現される様になり、現像ローラ表面でのトナーの帯電付与と導電性シャフト近傍での電荷のリークが単層の現像ローラよりも効率よく行える様になる。また、導電性シャフト１１に対して強い接着力を発現することが可能な樹脂を下層１２ｂ用の樹脂に選択することで、樹脂層１２が導電性シャフト１１よりみだりに剥離することがなくなり、現像ローラの耐久性を向上させることも可能になる。
【００２６】
２層構造の樹脂層１２の厚さは、合計で１μｍ以上２００μｍ以下とすることが好ましく、１０μｍ以上１００μｍ以下とすることがより好ましい。
【００２７】
また、樹脂層１２（最上層１２ａ、下層１２ｂ）中には、電荷の移動を促進させる目的で、カーボンブラック等の導電性材料を含有させることも可能である。この様に、導電性材料を樹脂層中に添加により樹脂層１２中における電荷移動の制御が行え、現像ローラ表面におけるトナーの帯電付与性能も導電性材料の添加により制御することが可能である。すなわち、導電性材料の添加により樹脂層１２を構成する上層１２ａと下層１２ｂの表面抵抗値を制御することも可能である。
【００２８】
前述した様に、本発明では現像ローラ１０の樹脂層１２を構成する上層１２ａの表面抵抗値Ｒｓｏと下層１２ｂの表面抵抗値をＲｓｕとしたときに、
０．１≦Ｒｓｕ／Ｒｓｏ≦１０．０
の関係を満足すると、本発明の効果が発現される２層構造の現像ローラが得られることを見出している。本発明では、上層１２ａと下層１２ｂの表面抵抗値が上記関係を満足するときに、上層１２ａと下層１２ｂの間で電荷の移動がスムーズに行え、現像ローラ表面にトナー帯電を行うのに最適量の電荷を存在させスムーズな帯電付与が行える。
【００２９】
樹脂層１２を構成する上層１２ａ及び下層１２ｂの表面抵抗値の具体的な値は、１．０×１０6Ω／□以上１．０×１０13Ω／□以下が好ましく、１．０×１０8Ω／□以上１．０×１０11Ω／□以下がより好ましいものである。上記表面抵抗値の範囲内にあり、かつ、両者の表面抵抗値の比率が前述の関係式を満足することが好ましい。
【００３０】
表面抵抗値（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ、単位：Ω／□（オームパースクエアと読む））は、樹脂層１２を構成する上層１２ａと下層１２ｂ表面における単位面積当たりの電気抵抗を示すもので、シート抵抗あるいは表面抵抗率とも呼ばれるものである。
【００３１】
上層１２ａ及び下層１２ｂの表面抵抗値Ｒｓは、図２に示す装置を用いて測定した値である。図２は現像ローラの表面抵抗値Ｒｓを測定する表面抵抗測定装置３０の構成図である。図２に示す様に、表面抵抗測定装置３０は、現像ローラ１０、電極ローラ３１Ａ、３１Ｂ、直流電源３２、電流計３３より構成される。
【００３２】
表面抵抗値Ｒｓの測定は以下の手順で行う。
（１）先ず、樹脂層１２（上層１２ａ、下層１２ｂ）が電極ローラ３１Ａ、３１Ｂに十分接触する様にシャフト１１両端をそれぞれ９．８Ｎで押圧するとともに現像ローラ１０を２８ｒｐｍで回転させる。
（２）この状態で直流電源３２より電極ローラ３１Ａに直流１００Ｖを５秒間印加する。印加中の電流値を電流計３３で測定し、算出された電流値と上記電圧値を計算することにより表面抵抗値Ｒｓが得られる。なお、測定値は単位印加時間（１秒）あたりの平均値とする。
（３）上記表面抵抗測定装置３０による測定条件は以下のとおりである。すなわち、
・測定環境  温度２３℃±５℃、湿度５７±１０％ＲＨ
現像ローラ１０を上記環境下に２時間以上放置した後測定を行う
・直流印加時間  ５秒
・電極ローラ径  １２ｍｍ
なお、図２の表面抵抗測定装置３０の具体例としては、たとえば、電機抵抗計「ＨＩＯＫＩ８８０６型（日置電機（株）製）」等が挙げられる。
【００３３】
樹脂層１２（上層１２ａ、下層１２ｂ）の表面抵抗値Ｒｓ（上層１２ａの表面抵抗値Ｒｓｏ、下層１２ｂの表面抵抗値Ｒｓｕ）を制御する具体的な方法としては、たとえば、以下の方法がある。すなわち、樹脂層１２中にカーボンブラックに代表される導電性材料を添加し、その添加量を制御することにより上層１２ａと下層１２ｂの表面抵抗値を調整する方法がある。すなわち、樹脂層１２中への導電性材料の添加量を多くすれば樹脂層１２の導電性が増大してその表面抵抗値は低減する。一方、導電性材料の添加量が少なくなれば樹脂層１２の導電性は低下して表面抵抗値が増大する。
【００３４】
また、樹脂層１２の厚みを調整して表面抵抗値を制御する方法もある。すなわち、樹脂層を厚くすると樹脂層の導電性が低下して表面抵抗値を増大させ、一方、樹脂層を薄くすると樹脂層の導電性が増大して表面抵抗値が低減する。さらに、導電性材料の導電率に基づいて表面抵抗値を制御する方法もあり、たとえば、電気伝導度の高い（低抵抗の）ものを選択して樹脂層の導電性を増大させて表面抵抗値を低減させる一方、電気伝導度の低いものを選択して表面抵抗値を増大させる。
【００３５】
本発明に使用可能な導電性材料としては、たとえば、カーボンブラックやグラファイトの他に、アルミニウム、銅、スズ、ステンレス等の各種導電性金属または合金、酸化亜鉛や酸化チタン、酸化スズ、酸化インジウム、酸化スズ−酸化アンチモン固溶体、酸化スズ−酸化インジウム固溶体等の金属酸化物、これらの導電性材料で被膜された絶縁性物質等の微粉末が挙げられる。これらの導電性材料の中でも、カーボンブラックが、比較的容易に入手可能で、良好な帯電性を発現可能なことから好ましい。なお、導電性材料の代表例であるカーボンブラックについては後で詳述する。
【００３６】
これらの導電性材料は、平均粒径が５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の大きさを有するものが好ましい。また、樹脂層１２中への添加量は、樹脂１００質量部に対して５〜７０質量部が好ましく、２０〜５０質量部がより好ましい。また、前述した酸化チタンは、アナターゼ型、ルチル型、ブルッカイト型等の結晶形態を有するものやアモルファス構造のものを使用することが可能である。
【００３７】
次に、樹脂層１２に添加可能な導電性材料の１つであるカーボンブラックについて説明する。樹脂層１２に添加可能なカーボンブラックの種類は特に限定されるものではない。具体的なカーボンブラックの例としては、ファーネスブラック、ガスブラック、チャンネルブラック、フレームブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、プラズマブラック等が挙げられる。また、ＤＥ１９５２１５６５号に開示されるインバーションブラック（Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎｓｒｕｓｓ）、ＷＯ９８／４５３６１号やＤＥ１９６１３７９６号に開示されるケイ素含有カーボンブラック、ＷＯ９８／４２７７８号に開示の金属含有カーボンブラック、アーク放電ブラック（Ｌｉｃｈｂｏｇｅｎｒｕｓｓ）、及び、化学的な製造方法で副生成物として得られるカーボンブラック等が挙げられる。また、ゴム混合物に補強充填剤として添加されるカーボンブラックや、対紫外線安定化に使用されるカーボンブラック、ビチューメンなどのゴム以外の用途に補強充填剤として使用されるカーボンブラック、さらには、プラスチックに充填剤として添加されるカーボンブラックや、冶金における還元剤として使用されるカーボンブラック等も挙げられる。
【００３８】
樹脂層１２中へのカーボンブラック含有量は、前述の様に、樹脂１００質量部に対して５〜７０質量部が好ましく、２０〜５０質量部がより好ましい。カーボンブラックを上記範囲とすることで、樹脂層１２中での電荷の移動が適度に制御される様になる。すなわち、樹脂層１２より導電性シャフト１１に向けての電荷のリークが適度に行えるので、現像ローラ表面に不要な電荷が残留することがなくなり、現像ローラの表面電位を所定レベルに維持することができる。したがって、現像ローラ表面では適正なトナー帯電が常時行え、所定帯電量のトナーが現像ローラ表面から像担持体に飛翔、供給されるので適正な画像形成を安定して行うことができる。
【００３９】
また、前述したカーボンブラックや金属、金属酸化物の他に、無機イオン塩や有機イオン塩等のイオン導電剤と呼ばれる化合物を使用することも可能である。具体的な無機イオン塩としては、リチウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ金属またはアルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩等が挙げられる。また、有機イオン塩としては、脂肪族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルコールリン酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加硫酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加リン酸エステル塩、４級アンモニウム塩等が挙げられる。これらの中でも、４級アンモニウム塩が特に好ましく、具体的には、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウム、ステアリルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、アルキル硫酸塩、カルボン酸塩スルホン酸塩等が挙げられる。
【００４０】
前述の様に、本発明では、上層１２ａの表面抵抗値Ｒｓｏと下層１２ｂの表面抵抗値Ｒｓｕが、
０．１≦Ｒｓｕ／Ｒｓｏ≦１０．０
となる時に、上層１２ａと下層１２ｂの間での抵抗差の影響が解消されて層間を電荷がスムーズに移動できる様になるものと推測される。その結果、画像形成の進行に伴って残留電荷が増大することはなく、画質に変動を来さずにプリント作成が行える。たとえば、数千枚レベルで連続プリントを行うケースでも、残留電荷が下層１２ｂより導電性シャフト１１にリークされ、樹脂層１２中に不要な電荷が残存しないので、現像ローラ表面（上層１２ａ表面）の電位は常に一定レベルに維持されるものと推測される。そして、後述する実施例にも示す様に、たとえば、３０００枚の連続プリントを実施した時に、プリント開始時と３０００枚の連続プリント実施後における現像ローラの表面電位の変動が絶対値で１０Ｖ以内になっている。この様に、本発明によれば、連続プリントを行った場合でも現像ローラ表面の電位がほとんど変動せず、品質にバラツキのないプリント物を得ることが可能である。
【００４１】
なお、現像ローラ表面の電位は、図３に示す残留電位測定装置に現像ローラを装填することにより測定が行える。現像ローラ表面の電位を測定する条件は、たとえば、以下に示す様な条件が挙げられる。すなわち、
測定条件
帯電器            ：コロトロン
帯電電流Ｉｃ      ：８５０μＡ
帯電ギャップ      ：１ｍｍ
回転数            ：２４０ｒｐｍ
測定環境          ：２０℃、６０％ＲＨ
なお、低温低湿環境下で残留電位を測定する場合の測定環境は１０℃、２０％ＲＨとする。また、画像形成に伴う残留電位の変動を測定する場合、先ず、プリント実施前の段階で現像装置より取り外した現像ローラを図３の残留電位測定装置に取り付けて電位を測定する。測定後、当該現像ローラを現像装置に取り付け、画像形成装置に現像装置をセットして所定枚数のプリントを行う。所定枚数のプリント実施後、現像装置より当該現像ローラを取り外し、前述の残留電位測定装置に取り付けて残留電位を測定する。この様にして、画像形成の進行に伴う残留電位の変動を確認する。
【００４２】
樹脂層１２は、その表面にトナー層を形成して摩擦帯電によりトナーを帯電するとともに表面でトナーを搬送するものである。また、樹脂層１２はシャフト１１との間に強固な接着力を発現させることが求められる。
【００４３】
この性能を発現させる樹脂の例として、たとえば、ポリオールとイソシアネートとを反応させて得られるポリウレタン系樹脂が挙げられる。また、前記ポリウレタン系樹脂の作製時に、ポリオールとイソシアネートに加えて鎖伸長剤を必要に応じて添加することも可能である。
【００４４】
前記ポリオールの具体例としては、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリ−ε−カプロラクトンジオール、ポリカーボネートポリオール、ポリプロピレングリコール等のポリウレタン用ポリオール化合物が挙げられる。これらの中でも、高温高湿環境下での画像形成時にトナーの帯電量低下の発生を防止するポリウレタン樹脂を形成するポリカーボネートポリオールが好ましい。具体的には、ポリヘキサメチレンカーボネートジオール等の脂肪族または脂環式のポリカーボネートポリオールがより好ましい。
【００４５】
また、前記イソシアネートの具体例としては、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、シクロヘキサンジイソシアネート、水添ＭＤＩ、イソホロンジイソシアネート、１，３−キシリレンジイソシアネート、２，４−トリ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が挙げられる。
【００４６】
また、上記イソシアネートやポリオール、さらにはポリアミンとを用い、分子末端にイソシアネート基を有する様に反応させて得られるウレタンプレポリマーを用いることも可能である。
【００４７】
前記鎖伸長剤としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン（ＩＰＤＡ）、ヒドラジン等が挙げられる。
【００４８】
ポリウレタン樹脂の代表的な製造方法としては一段法と二段法が挙げられる。一段法はポリオールとジイソシアネート化合物、及び、必要に応じて鎖伸長剤や重合停止剤を適当な溶媒中で一度に反応させることによりポリウレタン樹脂を作製する方法である。また、二段法はポリオールとジイソシアネート化合物をイソシアネート基が過剰な環境下で反応させることにより、ポリオール鎖の末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを調製し、次いで、これを適当な溶媒中で鎖伸長剤や重合停止剤を存在させた環境下で反応を行うものである。このうち、二段法は均一なポリマー溶液を得られ易いメリットを有する。
【００４９】
ポリウレタン樹脂を作製する際に使用される溶剤としては、通常、以下のものが挙げられる。ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族溶剤；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤；メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ジアセトンアルコール等のアルコール系溶剤；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、その他ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン等が挙げられる。これらの有機溶剤を単独または混合して使用することが可能である。
【００５０】
また、樹脂−シリカハイブリッド体と呼ばれる樹脂成分とシリカ成分とを分子結合で一体化した分子構造を有する化合物を樹脂層１２に含有させることにより、樹脂層１２とシャフト１１の間での接着性を向上させることも可能である。樹脂−シリカハイブリッド体は、ケイ素原子と酸素原子の交互結合による網目状のシリカ構造（本発明ではシリカ骨格ともいう）を有する領域と、ポリウレタン樹脂やビニル重合体樹脂からなる有機高分子の領域とから構成されるものである。
【００５１】
樹脂−シリカハイブリッド体は、エポキシ基と反応性を有する官能基を有する樹脂とエポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物との反応によりアルコキシ基含有シラン変性樹脂を形成し、アルコキシ基含有シラン変性樹脂を縮合反応により硬化させてシリカ構造を形成するものである。
【００５２】
次に、本発明に係る現像ローラの製造方法について説明する。本発明に係る現像ローラは、導電性シャフトの周りに２層構造の樹脂層を設けた構造のもので、樹脂層を構成する樹脂を含有してなる塗布液を塗布し、塗布後、加熱処理を行って作製されるものである。
【００５３】
本発明に係る現像ローラの作製手順の例を以下に説明する。
【００５４】
先ず、樹脂層１２の１つである下層１２ｂを形成する材料を有機溶剤に混合、溶解させて下層１２ｂ形成用塗布液を作製する。なお、下層１２ｂ形成用塗布液を作製する際、下層１２ｂの電気特性を制御するため、塗布液中にカーボンブラック等の導電性材料を添加することも可能である。
【００５５】
塗布液を作製する際には、塗布液中の成分が均一になることが好ましく、たとえば、カーボンブラック等を樹脂とともに添加して塗布液を調製する場合には、カーボンブラック等が均一分散する様に調製することが好ましい。塗布液を調製する手段としては、たとえば、「ダイノーミルＴＩＬＡＢ（シンマルエンタープライセス社製）」に代表されるサンドグラインダ型の分散装置等が挙げられる。サンドグラインダ型の分散装置では、たとえば、直径０．５ｍｍガラスビーズ等を使用して分散処理が行われる。
【００５６】
この様に塗布液中にカーボンブラック等の導電性材料を均一分散させて、下層１２ｂ形成用塗布液を調製する。
【００５７】
さらに、樹脂材料、溶媒、導電性材料等を選択し、下層１２ｂ形成用塗布液の調製手順と同様の手順により、現像ローラ表面を構成する上層１２ａ形成用塗布液を調製することが可能である。
【００５８】
次に、導電性シャフト１１上に下層１２ｂ形成用塗布液を塗布する。塗布方法は、下層１２ｂ形成用塗布溶液の粘度等に応じて種々の方法を選択することが可能である。具体的な塗布方法としては、具体的にはディッピング法、スプレー法、ロールコート法または刷毛塗り法等の方法が挙げられ、本発明ではこれらの塗布方法を限定するものではない。
【００５９】
導電性シャフト上に下層１２ｂ形成用塗布液を塗布後、乾燥及び加熱処理（たとえば、温度；１２０〜２００℃、処理時間；２０〜９０分）を行い、下層１２ｂ形成用塗布液中の溶剤を除去することにより、下層１２ｂが形成される。なお、本発明では下層１２ｂを形成した時に図２の表面抵抗測定装置３０を用いて下層１２ｂの表面抵抗値Ｒｓｕを測定する。
【００６０】
導電性シャフト１１上に下層１２ｂを形成後、下層１２ｂ上に上層１２ａ形成用塗布液を塗布し、塗布後、塗布液を乾燥及び加熱処理することにより、上層１２ａを形成する。上層１２ａを形成する際の塗布方法や乾燥、加熱処理方法は、下層１２ｂを形成する際に行った方法と同様のものを用いることができ、下層１２ｂ上に上層１２ａを形成することにより、図１に示す２層構造の現像ローラが作製される。そして、上層１２ａを形成した時、図２の表面抵抗測定装置３０を用いて上層１２ａの表面抵抗値Ｒｓｏを測定する。
【００６１】
次に、本発明に係る画像形成方法について説明する。本発明に係る現像ローラは、キャリアを用いずに画像形成を行う非磁性一成分系現像剤を用いる画像形成装置に好ましく使用される。
【００６２】
本発明に係る現像ローラは、静電潜像を形成する像担持体上にトナーを供給する現像装置に装填されるものである。現像装置は、本発明に係る現像ローラの他に、トナー層規制部材とトナー補給補助部材とを有し、これらの部材がそれぞれ当接する様に配置されている。現像装置ではトナー層規制部材とトナー補給補助部材により現像ローラ上にトナーの薄層を形成し、これを像担持体上に供給して像担持体上に形成された潜像を可視画像化する。
【００６３】
トナー層規制部材は、現像ローラ上にトナーを均一な薄層状態にして供給するとともに、供給したトナーを摩擦帯電する。トナー層規制部材は、ウレタンゴムや金属板等の様に、ある程度の弾性を有する部材が用いられ、現像ローラに当接することにより現像ローラ上にトナーの薄層を形成する。現像ローラ上に形成されたトナーの薄層は、トナー粒子が最大で１０個分、好ましくは５個分以下の厚さを有するものである。
【００６４】
トナー層規制部材の現像ローラへの押圧力は、１００ｍＮ／ｃｍ〜５Ｎ／ｃｍが好ましく、２００ｍＮ／ｃｍ〜４Ｎ／ｃｍが特に好ましい。押圧力を上記範囲内にすることで、搬送ムラを起こさずにトナー搬送が行え、白スジ等の画像不良の発生が回避される。また、押圧力を上記範囲とすることで、トナーを変形、破砕させる様な負荷を与えずに現像ローラに供給する。現像ローラへの押圧力は、トナー層規制部材を構成する材質や、画像形成時における部材の長さや厚さを調整することにより、上記範囲内にある所望の大きさに設定することが可能である。
【００６５】
トナー補給補助部材は、現像ローラにトナーを安定に供給するためのものである。トナー補給補助部材には、例えば、撹拌羽根をつけた水車状のローラやスポンジ状のローラが使用されている。トナー補給補助部材の大きさ（直径）は、現像ローラの直径の０．２〜１．５倍が好ましく、この範囲のときに、現像ローラにトナーが過不足なく供給されて、画像不良のない良好な画像形成を可能にする。
【００６６】
また、本発明に係る画像形成方法に使用される像担持体としては、無機感光体、アモルファスシリコン感光体、有機感光体等が挙げられ、この中でも、有機感光体が特に好ましく、さらに、電荷輸送層と電荷発生層とを積層構造としたものが好ましい。
【００６７】
以下、本発明に係る画像形成方法に使用可能な現像器（現像装置）について具体的に説明する。
【００６８】
図４は本発明に係る画像形成方法に使用可能な現像装置２０の断面図である。
【００６９】
図４に示す現像装置２０は、非磁性１成分系トナー（非磁性１成分現像剤）を用いて現像を行うことが可能である。現像装置２０は、本発明に係る現像ローラ１０と、現像ローラ１０の左側に設けられたバッファ室２２と、バッファ室２２に隣接するホッパ２３とを有する。現像ローラ１０は、図示しないモータにより図中反時計回り方向に回転駆動され、図示しない画像形成装置に組み込まれた状態にある像担持体と接触または近接する。
【００７０】
バッファ室２２にはトナー規制部材であるブレード２４が現像ローラ１０に圧接させた状態で配置されている。ブレード２４は、現像ローラ１０上のトナーの帯電量及び付着量を規制するものである。また、現像ローラ１０の回転方向に対してブレード２４の下流側に、現像ローラ１０上のトナー帯電量・付着量の規制を補助するための補助ブレード２５をさらに設けることも可能である。
【００７１】
現像ローラ１０には供給ローラ２６が押圧されている。供給ローラ２６は、図示しないモータにより現像ローラ１０と同一方向（図中反時計回り方向）に回転駆動する。供給ローラ２６は、導電性の円柱基体と基体の外周にウレタンフォームなどで形成された発泡層を有する。
【００７２】
ホッパ２３には一成分現像剤であるトナーＴが収容されている。また、ホッパ２３にはトナーＴを攪拌する回転体２７が設けられている。回転体２７には、フィルム状の搬送羽根が取付けられており、回転体２７の矢印方向への回転によりトナーＴを搬送する。搬送羽根により搬送されたトナーＴは、ホッパ２３とバッファ室２２を隔てる隔壁に設けられた通路２８を介してバッファ室２２に供給される。なお、搬送羽根の形状は、回転体２７の回転に伴い羽根の回転方向前方でトナーＴを搬送しながら撓むとともに、通路２８の左側端部に到達すると真っ直ぐの状態に戻るようになっている。このように羽根はその形状を湾曲状態を経て真っ直ぐに戻るようにすることでトナーＴを通路２８に供給している。
【００７３】
また、通路２８には通路２８を閉鎖する弁２８１が設けられている。この弁はフィルム状の部材で、一端が隔壁の通路２８右側面上側に固定され、トナーＴがホッパ２３から通路２８に供給されると、トナーＴからの押圧力により右側に押されて通路２８を開けるようになっている。その結果、バッファ室２２内にトナーＴが供給される。
【００７４】
また、弁２８１の他端には規制部材２８２が取り付けられている。規制部材２８２と供給ローラ２６は、弁２８１が通路２８を閉鎖した状態でも僅かな隙間を形成する様に配置される。規制部材２８２は、バッファ室２２の底部に溜まるトナー量が過度にならないように調整するもので、現像ローラ１０から供給ローラ２６に回収されたトナーＴがバッファ室２２の底部に多量に落下しないように調整される。
【００７５】
現像装置２０では、画像形成時に現像ローラ１０が矢印方向に回転駆動するとともに供給ローラ２６の回転によりバッファ室２２のトナーが現像ローラ１０上に供給される。現像ローラ１０上に供給されたトナーＴは、ブレード２４、補助ブレード２５により帯電、薄層化された後、像担持体との対向領域に搬送され、像担持体上の静電潜像の現像に供される。現像に使用されなかったトナーは、現像ローラ１０の回転に伴ってバッファ室２２に戻り、供給ローラ２６により現像ローラ１０から掻き取られ回収される。
【００７６】
また、現像装置２０に設けられる現像バイアス電源装置２９は、現像バイアス電圧Ｖｂの設定値（例えば５００Ｖ程度）を出力する直流電圧電源と交番電界（例えばＶｐｐが２．０ｋＶ，周波数２ｋＨｚ）を形成する交流電源装置より構成される。なお、「Ｖｐｐ」とは、交番電圧波形の振幅の山と谷の差であるピーク・トゥー・ピーク電圧を示す。
【００７７】
画像形成時、静電潜像担持体１１が、帯電装置（図示せず）により例えば８００Ｖ程度の電位に一様に帯電され、その後、所定部分がレーザ等の光学ヘッドにより露光されると、たとえば１００Ｖ程度の電位に減衰されて静電潜像が形成される。
【００７８】
現像領域では、現像バイアス電源装置２９から印加される現像バイアス電圧Ｖｂと交番電圧により形成される電界の作用により、現像ローラ１０上で薄層形成していたトナーが現像ローラ１０周面から飛翔してパウダクラウド化する。そして、静電潜像が形成されている静電潜像担持体上にトナー供給が行われ、静電潜像が現像されてトナー像が形成される。
【００７９】
現像ローラ１０上に形成されるトナー層の厚さは、たとえば、以下の様な条件設定を行うことにより制御される。すなわち、静電潜像担持体１１の周速を１００ｍｍ／ｓｅｃ、現像ローラ１０の周速を２００ｍｍ／ｓｅｃ、トナー規制部材２４が現像ローラ１０を押圧する押圧力を、前述の様に１００ｍＮ／ｃｍ〜５Ｎ／ｃｍ、好ましくは２００ｍＮ／ｃｍ〜４Ｎ／ｃｍに設定する。その結果、１０層（トナー粒子１０個分）以下、好ましくは、５層（トナー粒子５個分）以下のトナー層を形成することができる。
【００８０】
なお、本発明に係る現像ローラを搭載可能な現像装置の構成は、図４に示すものに限定されるものではない。
【００８１】
次に、図４に示す現像装置２０が搭載可能なフルカラー画像形成装置の一例を図５に示す。なお、図４に示す現像装置２０が搭載可能な画像形成装置は図５に示すものに限定されるものではない。図５の画像形成装置は、回転駆動される感光体ドラム１５の周囲に、感光体ドラム１５表面を所定電位に均一帯電させる帯電ブラシ１６、感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するクリーナ１７が設けられている。
【００８２】
レーザ走査光学系１８は、帯電ブラシ１６により均一帯電された感光体ドラム１５上を走査露光し、感光体ドラム１５上に静電潜像を形成する。レーザ走査光学系１８は、レーザダイオード、ポリゴンミラー、ｆθ光学素子を内蔵し、その制御部にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック毎の印字データがホストコンピュータから転送される。そして、上記各色の印字データに基づいて、レーザビームが順次出力され、感光体ドラム１５上を走査露光して、各色毎の静電潜像を形成する。
【００８３】
本発明に係る現像装置２０を収納した現像装置ユニット３０は、静電潜像が形成された感光体ドラム１５に各色トナーを供給して現像を行う。現像装置ユニット３０には、支軸３３の周囲にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各非磁性１成分トナーをそれぞれ収納した４つの現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂｋが装着され、支軸３３を中心に回転して、各現像装置２０が感光体ドラム１５と対向する位置に導かれる。
【００８４】
現像装置ユニット３０は、レーザ走査光学系１８により感光体ドラム１５上に各色の静電潜像が形成される毎に、支軸３３を中心に回転し、対応する色のトナーを収容した現像装置２０を感光体ドラム１５に対向する位置に導く。そして、各現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂｋより感光体ドラム１５上に、帯電された各色トナーを順次供給して現像を行う。
【００８５】
図５の画像形成装置は、現像装置ユニット３０より感光体ドラム１５の回転方向下流側に無端状の中間転写ベルト４０が設けられ、感光体ドラム１５と同期して回転駆動する。中間転写ベルト４０は、１次転写ローラ４１により押圧された部位で感光体ドラム１５と接触し、感光体ドラム１５上に形成されたトナー画像を転写する。また、中間転写ベルト４０を支持する支持ローラ４２と対向して、２次転写ローラ４３が回転可能に設けられ、支持ローラ４２と２次転写ローラ４３との対向する部位で、中間転写ベルト４０上のトナー画像が記録紙等の記録材Ｓ上に押圧転写される。
【００８６】
なお、現像装置ユニット３０と中間転写ベルト４０との間には、中間転写ベルト４０上の残留トナーを除去するクリーナ５０が中間転写ベルト４０に対して接離可能に設けられている。
【００８７】
記録材Ｓを中間転写ベルト４０に導く給紙手段６０は、記録材Ｓを収容する給紙トレイ６１と、給紙トレイ６１に収容した記録材Ｓを１枚ずつ給紙する給紙ローラ６２、給紙した記録材Ｓを２次転写部位に送るタイミングローラ６３より構成される。
【００８８】
トナー画像が押圧転写された記録材Ｓは、エアーサクションベルト等で構成された搬送手段６６により定着装置７０に搬送され、定着装置７０で転写されたトナー画像が記録材Ｓ上に定着される。定着後、記録材Ｓは垂直搬送路８０を搬送され、装置本体１００の上面に排出される。
【実施例】
【００８９】
以下、実施例を挙げて本発明の実施態様を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
１．現像ローラの作製
１−１．塗布液の作製
（１）塗布液１の作製
ファーネスブラック                                            ３０質量部
平均粒径２６０ｎｍのルチル型酸化チタン「ＧＴＲ−１００（堺化学（株）製）」
１０質量部
メチルエチルケトン（ＭＥＫ）                                ４００質量部
を、上記の順にメディアタイプの分散機「ダイノーミルＴＩＬＡＢ（シンマルエンタープライセス社製）」に投入し、さらに、直径０．５ｍｍのガラスビーズ１００質量部を投入して、１０００ｒｐｍで２時間の分散処理を行って１次分散液を調製した。
【００９０】
次に、上記１次分散液中に、
ウレタン樹脂「ニッポラン５１２０（日本ポリウレタン社製）」  １００質量部
を投入し、１０００ｒｐｍで分散処理を行うことにより「塗布液１」を作製した。
（２）塗布液２の作製
ファーネスブラック                                            ２０質量部
４級アンモニウム塩としてテトラエチルアンモニウムの塩素酸塩      ５質量部
メチルエチルケトン（ＭＥＫ）                                ４００質量部
を、上記の順にメディアタイプの分散機「ダイノーミルＴＩＬＡＢ（シンマルエンタープライセス社製）」に投入し、さらに、直径０．５ｍｍのガラスビーズ１００質量部を投入して、１０００ｒｐｍで２時間の分散処理を行って１次分散液を調製した。
【００９１】
次に、上記１次分散液中に、
ウレタン樹脂「ニッポラン５１２０（日本ポリウレタン社製）」  １００質量部
を投入し、１０００ｒｐｍで分散処理を行うことにより「塗布液２」を作製した。
（３）塗布液３の作製
「塗布液１」の作製において、ファーネスブラックの添加量を２０質量部に変更した他は同様の手順により、「塗布液３」を作製した。
（４）塗布液４の作製
「塗布液１」の作製において、ルチル型酸化チタンの添加量を２０質量部に変更した他は同様の手順により、「塗布液４」を作製した。
（５）塗布液５の作製
ファーネスブラック                                            １５質量部
メチルエチルケトン（ＭＥＫ）                                ４００質量部
を、メディアタイプの分散機「ダイノーミルＴＩＬＡＢ（シンマルエンタープライセス社製）」に投入し、さらに、直径０．５ｍｍのガラスビーズ１００質量部を投入して、１０００ｒｐｍで２時間の分散処理を行って１次分散液を調製した。
【００９２】
次に、上記１次分散液中に、
ウレタン樹脂「ニッポラン５１２０（日本ポリウレタン社製）」  １００質量部
を投入し、１０００ｒｐｍで分散処理を行うことにより「塗布液５」を作製した。
１−２．現像ローラ１〜１０の作製
（１）現像ローラ１の作製
直径１０ｍｍのＳＵＳ３０３製シャフト周面に、「塗布液１」を乾燥時の厚さが１５μｍになる様に塗布し、１００℃の加熱処理を１時間行って下層を形成し、図２に示す円形電極を用いて下層の表面抵抗値を測定したところ２．０×１０9Ω／□であった。続いて、下層上に「塗布液２」を乾燥時の厚さが１５μｍになる様に塗布し、１００℃の加熱処理を１時間行って上層を形成して、導電性シャフト上に２層の樹脂層を有してなる「現像ローラ１」を作製した。なお、現像ローラ１の上層の表面抵抗値を前記円形電極を用いて測定したところ、１．０×１０10Ω／□であった。
（２）現像ローラ２の作製
「現像ローラ１」の作製において、下層の形成に「塗布液２」を用い、上層の形成に「塗布液１」を用いた他は同様の手順で「現像ローラ２」を作製した。なお、下層の表面抵抗値は１．０×１０10Ω／□、上層の表面抵抗値は２．０×１０9Ω／□であった。
（３）現像ローラ３の作製
「現像ローラ１」の作製において、下層の形成に「塗布液３」を用い、上層の形成に「塗布液２」を用いた他は同様の手順で「現像ローラ３」を作製した。なお、下層の表面抵抗値は１．０×１０9Ω／□、上層の表面抵抗値は１．０×１０10Ω／□であった。
（４）現像ローラ４の作製
「現像ローラ１」の作製において、下層の形成に「塗布液４」を用い、上層の形成に「塗布液１」を用いた他は同様の手順で「現像ローラ４」を作製した。なお、下層の表面抵抗値は２×１０8Ω／□、上層の表面抵抗値は２×１０9Ω／□であった。
（５）現像ローラ５の作製
「現像ローラ２」の作製において、上層にも「塗布液２」を用いた他は同様の手順で「現像ローラ５」を作製した。
（６）現像ローラ６の作製
「現像ローラ２」の作製において、上層及び下層の乾燥後の厚さがそれぞれ８μｍになる様に塗布液を塗布した他は同様の手順で「現像ローラ６」を作製した。なお、上層及び下層の表面抵抗値は「現像ローラ２」と同じであった。
（７）現像ローラ７の作製
「現像ローラ２」の作製において、上層及び下層の乾燥後の厚さがそれぞれ２２μｍになる様に塗布液を塗布した他は同様の手順で「現像ローラ７」を作製した。なお、上層及び下層の表面抵抗値は「現像ローラ２」と同じであった。
（８）現像ローラ８の作製
「現像ローラ１」の作製において、下層の形成に「塗布液５」を用い、上層の形成に「塗布液２」を用いた他は同様の手順で「現像ローラ８」を作製した。なお、下層の表面抵抗値は２×１０11Ω／□、上層の表面抵抗値は１×１０10Ω／□であった。
（９）現像ローラ９の作製
「現像ローラ８」の作製において、上層の形成に「塗布液１」を用いた他は同様の手順で「現像ローラ９」を作製した。なお、下層の表面抵抗値は２×１０11Ω／□、上層の表面抵抗値は２×１０9Ω／□であった。
（１０）現像ローラ１０の作製
「現像ローラ１」の作製において、上層の形成に「塗布液５」を用いた他は同様の手順で「現像ローラ１０」を作製した。なお、下層の表面抵抗値は２×１０9Ω／□、上層の表面抵抗値は２×１０11Ω／□であった。
【００９３】
以上の様に作製した導電性シャフト上に２層の樹脂層を有してなる「現像ローラ１〜１０」における下層と上層の表面抵抗値の比Ｒｓｕ／Ｒｓｏの値を表１に示す。
【００９４】
【表１】
2009020256.tif 000003
【００９５】
２．トナーの作製
（１）「樹脂粒子分散液１」の作製
撹拌装置を取り付けたフラスコに下記化合物を投入、溶解させて混合液を作製し、さらに８０℃に加温した。
【００９６】
ペンタエリスリトールテトラステアリン酸エステル          ７２．０質量部
スチレン                                              １１５．１質量部
ｎ−ブチルアクリレート                                  ４２．０質量部
メタクリル酸                                            １０．９質量部
一方、撹拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けたセパラブルフラスコに、アニオン系界面活性剤（ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム：ＳＤＳ）７．０８質量部をイオン交換水２７６０質量部に溶解させた界面活性剤溶液を投入し、窒素気流下で撹拌速度２３０ｒｐｍで撹拌しながら８０℃に昇温させた。次いで、循環経路を有する機械式分散機「クレアミックス（エム・テクニック（株）製）」により、前記界面活性剤溶液（８０℃）中に前記混合液（８０℃）を混合分散させ、均一な分散粒子径を有する乳化粒子（油滴）が分散された乳化液を調製した。
【００９７】
この分散液に、重合開始剤（過硫酸カリウム：ＫＰＳ）０．８４質量部をイオン交換水２００質量部に溶解させた開始剤溶液を添加し、この系を８０℃にて３時間にわたり加熱・撹拌して重合反応を行った。得られた反応溶液に、重合開始剤（ＫＰＳ）７．７３質量部をイオン交換水２４０質量部に溶解させた溶液を添加し、１５分後に温度を８０℃とした後、下記化合物よりなる混合液を１００分間かけて滴下した。
【００９８】
スチレン                                              ３８３．６質量部
ｎ−ブチルアクリレート                                １４０．０質量部
メタクリル酸                                            ３６．４質量部
ｎ−オクチルメルカプタン                                    １２質量部
この系を８０℃で６０分間にわたり加熱・撹拌させた後、４０℃まで冷却することにより、ワックスを含有する樹脂粒子分散液（以下、「ラテックス（１）」という。）を作製した。
（２）「着色剤分散液Ｋ」の作製
一方、ｎ−ドデシル硫酸ナトリウム９．２質量部をイオン交換水１６０質量部に撹拌溶解した。この溶液を撹拌しながら、着色剤としてカーボンブラック「モーガルＬ」（キャボット社製）２０質量部を徐々に添加し、次いで、機械式分散機「クレアミックス」（エム・テクニック（株）製）を用いて分散処理することにより、「着色剤分散液Ｋ」を調製した。「着色剤分散液Ｋ」における着色剤粒子の粒子径を電気泳動光散乱光度計「ＥＬＳ−８００」（大塚電子社製）で測定したところ、重量平均粒子径で１２０ｎｍであった。
（３）「着色粒子Ｋ」の作製
温度センサ、冷却管、撹拌装置（撹拌翼を２枚有し、交差角が２０°）、形状モニタリング装置を取り付けた反応容器に、
「ラテックス（１）」                      １２５０質量部（固形分換算）
イオン交換水                                            ２０００質量部
「着色剤分散液Ｋ」                                                全量
を投入し、内温を２５℃に調整後、この分散液混合溶液に５ｍｏｌ／リットルの水酸化ナトリウム水溶液を添加してｐＨを１０．０に調整した。
【００９９】
次いで、塩化マグネシウム・６水和物５２．６質量部をイオン交換水７２質量部に溶解した水溶液を、撹拌下２５℃にて１０分間かけて添加した。その後、直ちに昇温を開始し、この系を５分間かけて９５℃まで昇温（昇温速度１４℃／分）させた。
【０１００】
この状態で「マルチサイザー３（ベックマン・コールター社製）」にて凝集粒子の粒径を測定し、体積基準メディアン径（Ｄ５０）が６．５μｍになった時点で、塩化ナトリウム１１５質量部をイオン交換水７００質量部に溶解させた水溶液を添加して粒子成長を停止させた。さらに、液温度９０℃にて８時間にわたり加熱撹拌（撹拌回転数１２０ｒｐｍ）を行って融着を継続させて熟成処理した後、この系を１０℃／分の条件で３０℃まで冷却し、塩酸を添加してｐＨを３．０に調整し、撹拌を停止した。
【０１０１】
生成した粒子を濾過し、イオン交換水で繰り返し洗浄して遠心分離装置によって液中分級処理し、その後、フラッシュジェットドライヤを用いて乾燥処理して含水率１．０質量％の「着色粒子Ｋ」を生成した。
（４）「トナーＫ」の作製
上記「着色粒子Ｋ」に、数平均一次粒子径が１２ｎｍ、疎水化度が６５の疎水性シリカを０．８質量部、数平均一次粒子径が３０ｎｍ、疎水化度が５５の疎水性チタニアを０．５質量部添加し、ヘンシェルミキサーにて混合して、「トナーＫ」を作製した。
３．評価実験
市販のカラーレーザプリンタ「Ｍａｇｉｃｏｌｏｒ  ５４４０ＤＬ（コニカミノルタビジネステクノロジーズ（株）製）」に、現像ローラ１〜１０と上記トナーを収納した現像装置を搭載して各々評価を行った。現像条件におけるＶｂを４２０Ｖ、Ｖｐｐを１１００Ｖ、交番電界の周波数を２．０ｋＨｚに設定した。表１に示す様に、現像ローラ（現像装置）１〜１０を実施例１〜７、及び、比較例１〜３とした。
【０１０２】
評価は、低温低湿環境（１０℃、２０％ＲＨ）下で３０００枚の連続プリントを実施し、連続プリント実施後に、残留電位変動、カブリの発生、濃度ムラ、白抜け、機内汚れについて行った。なお、連続プリントに使用したプリント画像は、プリント上の画素率が６％となる画像で、反射濃度が０．８０となるハーフトーン画像、人物顔写真、白地画像、ベタ画像がそれぞれ１／４等分されたＡ４サイズの画像を出力したものである。
【０１０３】
〈現像ローラの残留電位〉
連続プリント実施前に、低温低湿環境（１０℃、２０％ＲＨ）下におかれた図３の残留電位測定装置に現像ローラをセットし、プリント実施前における現像ローラの残留電位を測定した。連続プリントを実施後、画像形成装置に装填されている現像装置より現像ローラを取り出して、前記残留電位測定装置にて連続プリント実施後の現像ローラの残留電位を測定した。連続プリント実施前後における電位差が１０Ｖ以下のものを合格とした。
【０１０４】
〈カブリ〉
２９９８枚目から３０００枚目の３枚のプリント画像上のハーフトーン画像、人物顔写真、白地画像を目視評価し、カブリの発生状況を評価した。評価は
○：カブリの発生が見られず問題なし
△：白地部でカブリの発生がわずかに見られたが、ハーフトーン画像や人物顔写真画像上では認められなかった
×：３つの画像上でカブリの発生が確認された
とし、○と△を合格とした。
【０１０５】
〈濃度ムラ〉
２９９８枚目より３０００枚目の３枚のプリント画像中の反射濃度が０．８０となるハーフトーン画像、及び、ベタ画像を用いて評価を行った。それぞれの画像上において測定個所を任意に７点選択し、マクベス反射濃度計（ＲＤ−９１８）を使用して反射濃度を測定し、最大濃度と最小濃度の差を算出して３枚の平均値をとることにより濃度ムラの評価を行った。最大濃度と最小濃度の差が小さいほど濃度ムラが小さい。ハーフトーン画像における濃度差が０．０５以下で、かつ、ベタ画像における濃度差が０．１５以下のものを合格とした。
【０１０６】
〈白抜け〉
３０００枚のプリント終了後に出力した評価用画像上のハーフトーン画像部とベタ画像部で評価を行った。長径が０．４ｍｍ以上の白抜けがＡ４用紙上に何個あるかで判定し、２０個未満を合格とし、特に、白抜けの数が３個以下のものは優れているものと評価した。なお、白抜けの長径はビデオプリンタ付き顕微鏡で測定したものである。
【０１０７】
〈機内汚れ〉
３０００枚の連続プリント後の現像装置からのトナーこぼれによる機内汚れの状態を目視で評価するとともに、現像装置を画像形成装置から取り外したときの手の汚れ具合を評価した。以下の４ランクに分類し判定した。
【０１０８】
◎；現像装置上蓋のトナー付着や装置内の機内汚れが見られず、現像装置を取り外しても全く手が汚れなかった
○；現像装置では現像ローラ付近の上蓋に若干のトナー付着があったが、それ以外の個所ではトナーの付着が見られない。また、装置内のトナー飛散も見られず、現像装置を取り外しても手はよごれなかった
△；現像装置上蓋の一部にトナー付着があったが、装置内のトナー飛散は見られず、現像装置を取り外しても手は汚れなかった
×：機内へのトナー飛散が確認され、また、現像装置を取り外した際に手洗いが必要な程に手が汚れた。
【０１０９】
結果を表２に示す。
【０１１０】
【表２】
2009020256.tif 000004
【０１１１】
表２に示す様に、本発明に該当する現像ローラを搭載した実施例１乃至７は、３０００枚の連続プリント前後で現像ローラ表面における残留電位の変動は問題のないレベルのものであった。また、連続プリント終了時もプリント画像上にカブリや濃度ムラ、白抜けといった画像欠陥は見られず安定した画像形成が行えるとともに機内汚れも認められなかった。一方、比較例１乃至３は上記評価項目中の全ての項目を満足する結果が得られるものはなく、本発明の効果が発現されないことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明に係る現像ローラの断面図である。
【図２】現像ローラの表面抵抗値を測定する表面抵抗測定装置の構成図である。
【図３】現像ローラの表面電位測定装置の概略図である。
【図４】本発明に係る現像ローラが搭載可能な現像装置の断面図である。
【図５】本発明に係る現像ローラが使用可能なフルカラー画像形成装置の断面図で
【符号の説明】
【０１１３】
１０  現像ローラ
１１  導電性シャフト
１２  樹脂層
１２ａ  上層
１２ｂ  下層
２０  現像装置
３０  表面抵抗測定装置
３１Ａ、３１Ｂ  電極ローラ
３２  直流電源
３３  電流計
【図１】
2009020256.tif 000005
【図２】
2009020256.tif 000006
【図３】
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【図４】
2009020256.tif 000008
【図５】
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