JP2003162142A - トナー供給ローラおよび現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピッチむらや濃度むらなどの不具合のない画
像を得ることのできる、発泡弾性体からなるトナー供給
ローラおよび該トナー供給ローラを搭載した現像装置を
提供する。 【解決手段】現像剤としてのトナーを収納したトナー収
納部、トナー供給ローラおよび現像ローラを有し、トナ
ーを感光体表面の静電潜像に供給してトナー像を形成す
る現像装置に搭載される発泡弾性体からなるトナー供給
ローラであって、該発泡弾性体の表面に開口した発泡セ
ルを有し、発泡弾性体表面の発泡セルの開口部分の平均
径が５０〜３００μｍ、発泡弾性体の表面積に対する発
泡セルの開口部分の総面積の比率が５０〜８０％、発泡
弾性体の圧縮バネ定数が0.２５〜１．５Ｎ／ｍｍ、発泡
弾性体の圧縮弾性回復率が６０％以上、発泡弾性体表面
の摩擦抵抗係数が０．４〜３．０であるトナー供給ロー
ラおよび該トナー供給ローラを搭載した現像装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真・静電記
録等のプリンターにおける現像装置におけるトナー供給
ローラおよび現像装置に関し、更に詳しくは、現像剤と
してのトナーを収納したトナーカートリッジ、トナー供
給ローラおよび現像ローラを有し、トナーを感光体表面
の静電潜像に供給してトナー像を形成する現像装置に搭
載されるトナー供給ローラおよび該現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子複写機，レーザービームプリ
ンター、ファクシミリなどの電子写真装置における現像
プロセスに配置される現像装置では、現像ローラにトナ
ー供給ローラにトナー供給ローラを擦りつけることによ
りトナーを摩擦帯電させる方式が用いられている。従っ
てトナー供給ローラには、現像ローラとの安定した摩擦
性、摩擦部位への高いトナー供給性が要求される。ま
た、トナー供給ローラには、現像ローラ上に残存する現
像に使用されなかったトナーの掻き取り性も合わせて要
求される。このため、従来、この種のトナー供給ローラ
には、ゴムやウレタン等を発泡させた発泡弾性体材料が
一般に用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らが、発泡弾性体からなる従来のトナー供給ローラの
性能を検討したところ、現像した画像にピッチむらや濃
度むら等による不具合を発生する場合があることが分か
った。これはトナー供給ローラによるトナーの供給が不
十分あるいは不均一であったり、トナーの掻き取りが不
十分あるいは不均一である場合に起こり、例えば画像の
濃度低下が引き起こされるために鮮明な画像が得られな
いことともなるものである。本発明はこのような従来の
事情に鑑みてなされたもので、ピッチむらや濃度むらな
どの不具合や濃度低下のない画像を得ることのできる、
発泡弾性体からなるトナー供給ローラおよび該トナー供
給ローラを搭載した現像装置を提供することを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記のよ
うな画像不具合を発生させたトナー供給ローラについて
調べた結果、白ベタ画像のような濃度の低い画像を印刷
した直後に黒ベタ画像のような濃度の高い画像を印刷す
ると、黒ベタ画像の印刷先端濃度が、印刷後端部濃度に
比べて濃いという濃度むらが発生し、この濃度むらは、
白ベタ印刷では現像ローラから感光体へのトナー搬送量
が少ないため、現像ローラ上の残存トナー量が多くな
り、トナー供給ローラによるトナーの掻き取り不足が生
じやすくなるために、現像ローラ上の残存トナー量が徐
々に増加し、白ベタ印刷に続いて黒ベタ印刷を行うと、
現像ローラの１周ないし２周分による印刷が印刷後端部
と比べて画像濃度が濃くなることによって起こったり、
現像ローラへ供給するトナー量が現像ローラの１周ない
し２周分に比べて、印刷後端部に対応する３〜４周分で
不足することによって起こることを見出した。さらに研
究を重ねた結果、トナー供給ローラによるトナーの掻き
取り性は、トナー供給ローラを形成する発泡弾性体の表
面に開口した発泡セルの平均開口径（以下、セル開口平
均径と云う）、発泡弾性体表面の面積に対する発泡セル
の開口部分の面積の比率（以下、セル開口率と云う）、
さらに発泡弾性体表面近傍のスキン層の圧縮バネ定数と
圧縮弾性回復率および発泡弾性体表面の摩擦抵抗係数と
に大いに関係があることを発見した。そして、発泡弾性
体表面に開口した発泡セルの開口平均径、セル開口率、
スキン層の圧縮バネ定数と圧縮弾性回復率および発泡弾
性体表面の摩擦抵抗係数を好適なものとした場合に、不
具合のない画像を形成することができることを見出し
た。本発明はかかる知見に基づいてなされたものであ
る。

【０００５】即ち本発明は、以下のトナー供給ローラ、
該トナー供給ローラを搭載した現像装置、および該現像
装置を装着した画像形成装置を提供するものである。 １．現像剤としてのトナーを収納したトナー収納部、ト
ナー供給ローラおよび現像ローラを有し、トナーを感光
体表面の静電潜像に供給してトナー像を形成する現像装
置に搭載される発泡弾性体からなるトナー供給ローラで
あって、該発泡弾性体の表面に開口した発泡セルを有
し、以下の特性を有することを特徴とするトナー供給ロ
ーラ。 （１）発泡弾性体表面の発泡セルの開口部分の平均径が
５０〜３００μｍ、（２）発泡弾性体の表面積に対する
発泡セルの開口部分の総面積の比率が５０〜８０％、
（３）発泡弾性体の圧縮バネ定数が0.２５〜１．５Ｎ／
ｍｍ、（４）発泡弾性体の圧縮弾性回復率が６０％以
上、（５）発泡弾性体表面の摩擦抵抗係数が０．４〜
３．０。 ２．発泡弾性体を導電性とし、該導電性発泡弾性層を良
導電性シャフトの外側に形成してなるものである上記１
のトナー供給ローラ。 ３．導電性発泡弾性層が発泡弾性体に導電剤を添加した
ものである上記２のトナー供給ローラ ４．発泡弾性体がポリウレタンフォームで形成され、該
ポリウレタンフォームのアセトン抽出率が５重量％以下
である上記１〜３いずれかのトナー供給ローラ。 ５．上記１〜４いずれかのトナー供給ローラを搭載した
現像装置。 ６．上記５の現像装置を装着した画像形成装置。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明のトナー供給ローラは、現
像剤としてのトナーを収納したトナー収納部、トナー供
給ローラおよび現像ローラを有し、トナーを感光体表面
の静電潜像に供給してトナー像を形成する現像装置に搭
載されるものである。このような現像装置の一例とし
て、例えば、図１に示すレーザープリンターが挙げられ
る。図１において、感光体１の表面を１次帯電器２で一
様に帯電した後、制御部から送信されてくる画像信号を
ＬＥＤアレイプリントヘッド３を用いて光信号に変換し
て、これを感光体１の表面に露光して静電潜像を形成す
る。この静電潜像はトナーによって現像されてトナー像
が形成されるが、トナーはトナーカートリッジ４に収納
されており、トナー供給ローラ５および現像ローラ６を
介して感光体１に供給され、トナー像が形成される。感
光体１の表面に形成されたトナー像は、ペーパーマガジ
ン７から供給されるペーパー面に転写帯電器８によって
転写され、熱定着器９により定着され、ペーパーは矢印
方向に搬送、排出される。転写後の感光体１はクリーニ
ングユニット１０によって初期状態に戻る。

【０００７】図２はトナー供給ローラ５によるトナーの
摩擦帯電の状況を示す説明図であり、図２（Ｂ）は図２
（Ａ）の符号Ｂに示す部分の拡大図である。現像ローラ
６におけるトナー供給ローラ５との当接部６０と、トナ
ー供給ローラ５における現像ローラ６との当接部５０は
それぞれ矢印方向に動いているため、両者に挟まれたト
ナー（●で示す）は当接部５０との摩擦力により、当接
部６０の上を進行方向とは反対方向に滑ることにより摩
擦帯電される。すなわち、トナーと当接部６０との間で
滑りが生じてトナーが帯電され、現像ローラ上に帯電さ
れたトナーが供給される。ここでトナーとの摩擦抵抗係
数が適正なローラをトナー供給ローラとして用いること
により、トナー摩擦力（言い換えれば、トナー保持性）
が改善されトナーへのダメージが少ないトナー供給とト
ナー帯電が行なわれ、その結果、画像不具合のない現像
を行うことができる。

【０００８】図３はトナー供給ローラ５によるトナー供
給およびトナー掻き取りの状況を示す説明図であり、図
３（Ａ）は図３の符号Ａに示す部分（トナー供給が行わ
れる領域）の拡大図、図３（Ｂ）は図３の符号Ｂに示す
部分（トナー掻き取りが行われる領域）の拡大図であ
る。図３（Ａ）の部分では、トナー供給ローラ５の最外
層に存在する開口発泡セル５１によって運ばれてきたト
ナーが該発泡セル５１の開口部５２から外に出て、現像
ローラ６上に供給される。図３（Ｂ）の部分では、現像
ローラ６上の残存トナーの掻き取りがトナー供給ローラ
５の最外層に存在する開口する発泡セルのエッヂ部分５
３および発泡セルに挟まれた最外層表面５４で行われ、
掻き取られたトナーは該発泡セル５１のエッヂ部分５３
が開放されたときの復元力によって飛ばされ、トナー収
納槽内のトナーと攪拌混合され均一化される。ここで、
トナー供給ローラ発泡弾性体の平均発泡セル径、発泡弾
性体の最外層に存在する開口発泡セルのセル開口径、セ
ル開口率が適正なローラをトナー供給ローラとして用い
ることにより、トナー供給性が改善され好適なトナー供
給が行えるようになり、さらにここで、発泡弾性体表面
の圧縮バネ定数、圧縮弾性回復率が適正なローラをトナ
ー供給ローラとして用いることにより、トナー掻き取り
性が改善され好適なトナー掻き取りが行えるようになる
ので、その結果、画像不具合のない現像を行うことがで
きる。

【０００９】本発明のトナー供給ローラを形成する発泡
弾性体表面（外周部）に開口した発泡セルの開口平均径
は５０〜３００μｍ、好ましくは５０〜２５０μｍであ
る。このセル開口平均径が５０μｍ未満であると、現像
ローラヘのトナー供給が十分に行えないという不都合か
生じ、３００μｍを超えると、現像ローラ上に搬送する
トナー量にむらが生じるという不都合が生じる。トナー
供給ローラを形成する発泡弾性体表面の面積に対する発
泡セル開口部分の総面積の比率は５０〜８０％、好まし
くは５５〜７５％である。このセル開口率が５０％未満
であると、現像ローラヘのトナー供給が十分に行えない
という不都合が生じ、８０％を超えると、現像ローラ上
に残存するトナーを十分に掻き取れないという不都合が
生じる。これらのセル開口平均径およびセル開口率の測
定は通常、写真撮影により行なわれる。

【００１０】本発明のトナー供給ローラは、発泡弾性体
の圧縮バネ定数が０．２５〜１．５Ｎ／ｍｍであること
が好ましく、更に好ましくは０．２５〜１．２Ｎ／ｍ
ｍ、特に好ましくは０．２５〜１．０Ｎ／ｍｍである。
圧縮バネ定数が０．２５Ｎ／ｍｍ未満であるとトナーが
十分に摩擦帯電されないという不都合があり、１．５Ｎ
／ｍｍを超えるとトナーへのダメージが大きくなるとい
う不都合がある。また、発泡弾性体の圧縮弾性回復率は
６０％以上であることが好ましく、更に好ましくは７０
％以上である。圧縮弾性回復率が６０％未満であると現
像ローラ上に残存するトナーを十分に掻き取れないとい
う不都合がある。本発明のトナー供給ローラの発泡弾性
体表面の摩擦抵抗係数は０．４〜３．０であることが好
ましく、更に好ましくは０．８〜３．０である。摩擦抵
抗係数が０．４未満であると滑りが大きすぎてトナーを
搬送できないという不都合があり、３．０を超えるとト
ナーへのダメージが大きくなるため、トナーが劣化しや
すくなるという不都合が生じる。なお、これらの圧縮バ
ネ定数、圧縮弾性回復率および摩擦抵抗係数は後述の実
施例に示す方法により測定される。

【００１１】本発明のトナー供給ローラを形成する発泡
弾性体としては、上記特徴を具備するものであればよ
く、例えばエステル系ポリウレタンフォーム、エーテル
系ポリウレタンフォームやニトリルゴム、エチレンプロ
ピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、スチレン
ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、天
然ゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、クロロプレン
ゴム、ブチルゴム、エピクロルヒドリンゴムなどのゴム
材料のフォームを挙げることができ、特にエステル系ポ
リウレタンフォーム、エーテル系ポリウレタンフォー
ム、ニトリルゴムフォーム、エチレンプロピレンゴムフ
ォーム、エチレンプロピレンジエンゴムフォーム、シリ
コーンゴムフォームが好適である。これらは単独で用い
てもよく二種以上を組み合わせて発泡弾性体としてもよ
い。また発泡弾性体は、摩擦抵抗係数をコントロールす
る目的で上記フォーム原料にシリコーンオイルを混合し
たり、上記フォームで作製された表面にシリコーンオイ
ルを塗布したりすることもできる。

【００１２】本発明のトナー供給ローラは、導電性のも
のでも良く、従来、導電性トナー供給ローラとして通常
に用いられているものと同様に、金属製シャフト等の良
導電性シャフトの外側に導電性発泡弾性層を形成して作
製することができる。金属製シャフトとしては、硫黄快
削鋼などの鋼材に亜鉛等のメッキを施したもの、アルミ
ニウム、ステンレス鋼、りん青銅鋼等からなるものが挙
げられる。導電性発泡弾性層には、適当な発泡弾性体に
導電剤を添加して導電性を付与した発泡弾性材料が用い
られる。

【００１３】発泡弾性体に導電性を付与する場合に加え
る導電剤としては、イオン導電剤や電子導電剤が用いら
れる。イオン導電剤の例としては、テトラエチルアンモ
ニウム、テトラブチルアンモニウム、ドデシルトリメチ
ルアンモニウム（例えばラウ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、オクタデ
シルトリメチルァンモニウム（例えばステアリルトリメ
チルアンモニウム）、変性脂肪酸ジメチルエチルアンモ
ニウムなどの過塩素酸塩、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、エチル
硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩などのアンモニウ
ム塩や、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウ
ム、マグネシウムなどのアルカリ金属やアルカリ土類金
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、スルホン酸塩などが挙げられる。

【００１４】また、電子導電剤の例としては、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：
ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、
ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボン：酸化処理を施したイン
ク用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人
造グラファイト：酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の
導電性金属酸化物：ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等
の金属などを挙げることができる。これらの導電剤は単
独でも、二種以上を組み合わせて用いてもよい。

【００１５】導電剤の添加量は特に制限はないが、イオ
ン導電剤の場合、発泡弾性体１００重量部に対して、通
常０．０１〜５重量部、好ましくは０．０５〜２重量部
の範囲で選ばれる。電子導電剤の場合、発泡弾性体１０
０重量部に対して１〜５０重量部、好ましくは５〜４０
重量部の範囲で選ばれる。なお、この導電性発泡弾性層
には、前記導電剤以外に必要に応じて公知の充填剤や架
橋剤など、他のゴム用添加剤を適宜添加することができ
る。

【００１６】また本発明においては、トナー供給ローラ
の発泡弾性体をポリウレタンフォームで形成する場合、
該ローラ表面への析出物がトナーを融着させることがな
いように、ポリウレタンフォームのアセトン抽出率を５
重量％以下とすることが好ましいので、導電剤を添加す
る場合はその配合量を十分に吟味することが必要であ
る。すなわち、揮発量の多いカーボンブラック（例えば
チャンネルブラック）を多量配合するとアセトン抽出率
が増大し、一方、吸油量の大きいカーボンブラック（例
えばアセチレンブラックや高ストラクチャのオイルファ
ーネスプラック）を配合するとアセトン抽出率を低下さ
せることができる。

【００１７】本発明の現像装置に使用する現像ローラ
は、導電性であり、従来導電性現像ローラとして通常に
用いられているものと同様に、良導電性シャフトの外側
に導電性弾性層を形成したものであっても、良導電性シ
ャフトをそのまま用いる、いわゆる現像スリーブであっ
ても良い。このような導電性弾性層を形成した現像ロー
ラには、適当なゴム状弾性体に前述のような導電剤を添
加して導電性を付与した弾性材料が用いられる。ここ
で、ゴム状弾性体については特に制限はなく、従来導電
性現像ローラにおいて慣用されているものの中から任意
に選択して用いることができる。このゴム状弾性体とし
ては、例えばニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、
エチレンプロピレンジエンゴム、スチレンブタジエンゴ
ム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、シリ
コーンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、クロロプレ
ンゴム、ブチルゴム、エピクロルヒドリンゴムなどを挙
げることができ、特にニトリルゴム、ウレタンゴム、エ
ピクロルヒドリンゴム、エチレンプロピレンゴム、エチ
レンプロピレンジエンゴム、シリコーンゴムが好適であ
る。これらは単独で用いてもよく二種以上を組み合わせ
て用いても良い。

【００１８】導電性弾性層を形成した現像ローラにおい
ては、感光体の汚染防止などのために、例えばアルキッ
ド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂およびそれらの
混合物などの架橋性樹脂からなる厚さ１〜１００μｍの
樹脂被覆層をローラ表面に設けることが好ましい。これ
らの架橋性樹脂には、所望により、荷電制御剤、滑剤、
導電剤、その他の樹脂など、種々の添加剤を含有させる
ことができる。樹脂被覆層は、通常は、架橋性樹脂、架
橋剤および各種添加剤を溶解または分散させてなる塗工
液（溶媒としてメタノール等のアルコール系溶媒、メチ
ルエチルケトン等のケトン系溶媒などを使用）をディッ
ピング法、ロールコーター法、ドクターブレード法、ス
プレー法などにより、弾性層上に塗布したのち、常温あ
るいは５０〜１７０℃程度の温度で乾燥し、架橋硬化さ
せて形成することができる。

【００１９】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明の主旨を超えない限り、以下の実施
例に限定されるものではない。

【００２０】以下の実施例および比較例において、トナ
ー供給ローラの物性測定は次のように行なった。 （１）セル開口平均径 ハイロックス（株）製のＣＣＤビデオカメラを用い、４
０〜６０倍の倍率で写真撮影を行い、写真画像のセル開
口径を測定し、その平均を求めた。 （２）セル開口率 ハイロックス（株）製のＣＣＤビデオカメラを用い、４
０〜６０倍の倍率で写真撮影を行い・写真画像のセル開
口部分の面積を算出し、写真画像全体の面積で除してセ
ル開口率を求めた。

【００２１】（３）圧縮バネ定数 図４に示す測定方法によって、トナー供給ローラの圧縮
バネ定数をローラの周方向およびローラの長手方向に亙
って測定した。図４に示すように、トナー供給ローラ５
の回転軸１１をＶブロック１３にて水平に固定し、発泡
弾性体ローラ１２の上部に設置したフォースゲージ１４
を下方向に一定速度（０．１ｍｍ／ｓｅｃ）で移動させ
て、フォースゲージ１４の先端部に設けた直径１３ｍｍ
の円板状圧縮治具（円板圧子）１５によって約１．０ｍ
ｍの深さまで圧縮し、測定された応力−歪曲線から、バ
ネ定数を算出した。圧縮バネ定数は、ローラ長手方向に
対しては３０ｍｍ間隔で、ローラ周方向に対しては９０
度間隔で４点測定し、その平均値とした。

【００２２】（４）圧縮弾性回復率 図４に示す圧縮バネ定数の測定方法と同様の方法によっ
て、トナー供給ローラの圧縮弾性回復率をローラ中央部
の周方向にて９０度間隔で４点測定し、その平均値とし
た。図４に示すように、トナー供給ローラ５の回転軸１
１をＶブロック１３にて水平に固定し、発泡弾性ローラ
１２の上部に設置したフォースゲージ１４を下方向に一
定速度（０．１ｍｍ／ｓｅｃ）で移動させて、フォース
ゲージ１４の先端部に設けた直径１３ｍｍの円板状圧縮
治具（円板圧子）１５によって約１ｍｍの深さまで圧縮
した後、圧縮速度と同じ速度で円板圧子を上昇させて圧
縮を解放させる（圧縮−解放）過程で測定された応力−
歪曲線の圧縮過程の面積（Ａ）と解放過程の面積（Ｂ）
の比率（Ｂ／Ａ）を圧縮弾性回復率として算出した。

【００２３】（５）摩擦抵抗係数 新東科学（株）製の摩擦試験機「ＨＥＩＤＯＮトライボ
ギア」を用いて、図５に示す測定方法によって、トナー
供給ローラの摩擦抵抗係数を測定した。図５に示すよう
に、トナー供給ローラ５を可動ステージ１６に固定し、
摩擦速度１００ｍｍ／ｍｉｎにて移動させた。摩擦の相
手材は径１２ｍｍのアクリル製丸捧１７で、トナー供給
ローラに対して直角方向に配置して、負荷は０．１Ｎに
て摩擦させた。このときの摩擦力をロードセル１８によ
って測定し、負荷荷重で除したものを摩擦抵抗係数とし
た。摩擦の相手材としてアクリル材を選択したのは、ト
ナーの主成分がアクリル材質に類似しており、本実施例
での組み合わせによる摩擦がトナー供給ローラとトナー
との摩擦を模擬するものとなる理由からである。なお、
本実施例において摩擦抵抗係数は、１本のローラについ
て３回測定し、その平均値を用いた。

【００２４】参考例（現像ローラＡの作製） グリセリンにプロピレンオキシドとエチレンオキシドと
を付加し、分子量５０００としたポリエーテルポリオー
ル（ＯＨ価：３３ｍｇＫＯＨ／ｇ）１００重量部に、
１，４−ブタンジオール１．０重量部、ニッケルアセチ
ルアセトナート０．５重量部、ジブチルチンジラウレー
ト０．０１重量部および過塩素酸ナトリウム０．２重量
部を加え、混合機を用い混合してポリオール組成物を調
整した。このポリオール組成物を減圧下に攪拌して脱泡
した後・ウレタン変性ＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソ
シアネート）を１７．５重量部加えて２分間攪拌した。
これを、金属シャフトを予め１１０℃に加熱した金型に
注型し、１１０℃で２時間硬化させて金属シャフトの外
周に導電性弾性層を形成してローラを得た。得られたロ
ーラの表面を研磨して、表面をＪＩＳの１０点平均粗さ
で４．０μｍＲｚになるように調整した。次に、樹脂被
覆層を形成する樹脂として、オイルフリーアルキッド樹
脂（大日本インキ社製、Ｍ６４０２）およびメラミン樹
脂（大日本インキ社製、スーパーベッカミンＬ−１４５
−６０、固形分率６０重量％）を用い、オイルフリーア
ルキッド樹脂とメラミン樹脂とを固形分重量比８０／２
０となるように溶媒であるメチルエチルケトンに混合
し、固形分濃度が２０重量％となるように調整した。こ
の混合物の固形分１００時重量部に対して２０重量部
（２０ｐｈｒ）のカーボン（Ｄｃｇｕｓｓａ社製、Ｐｒ
ｉｎｔｅｘＬ６：平均粒子径１８ｎｍ）を混合し、ペイ
ントシェーカーを用いて分散させ、塗下液を調整した。
この塗工液中に、上記ローラを浸漬し引き上げ、これを
１３０℃にて３時間加熱し、硬化した樹脂被覆層を有す
る現像ローラＡを作製した。

【００２５】実施例１〜２及び比較例１〜９ 図１に示したプリンターに、参考例で作製した現像ロー
ラＡと以下に示すトナー供給ローラＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，
Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌとを組み合わせて組み込
み、恒温・恒湿（２５℃・５０％ＲＨ）環境にて画像を
作成し、その画像の画質評価を行った。

【００２６】先ず、トナー供給ローラＢ〜Ｌを以下に示
した方法で作製した。グリセリンにエチレンオキシド１
２重量％とプロピレンオキシド８８重量％を付加重合し
た重量平均分子量が５０００、官能基数が３、末端水酸
基が１級水酸基である割合が８０％であるポリエーテル
ポリオール１００重量部、水２．０重量部、架橋剤とし
てジエタノールアミン１．００重量部、触媒としてトリ
エチレンジアミンの３３重量％ＤＰＣ（ジプロピレング
リコール）溶液０．６０重量部、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−
テトラメチルヘキサンジアミン０．３０重量部、ポリエ
ーテル変性シリコーンオイル（ＳＦ２９６５、東レ・ダ
ウコーニングシリコーン（株）製）２．００重量部を予
め攪拌混合し、これをＡ成分とする。一方、ポリイソシ
アネートとしてＴＤＩ−８０が８０重量％とクルードＭ
ＤＩが２０重量％からなるブレンドイソシアネート（日
本ポリウレタン工業（株）製コロネート１０２１）をＢ
成分とする。Ａ成分とＢ成分をそれぞれ小型発泡機のタ
ンクに仕込み、Ａ成分とＢ成分の単位時間当たりの吐出
量の質量比が、Ａ成分／Ｂ成分＝１１０．９０／２９．
２０〜１０５．７０／２６．７７の範囲で吐出流量を調
整し、インペラー回転数を約３０００ｒｐｍとして２成
分を混合攪拌した。その混合物を、中心部に金属製のシ
ャフトを配置した、内径１６．０ｍｍ、長さ２２ｃｍ、
内表面にフッ素樹脂をコーティングした円筒形状のモー
ルドに、その端部に設けられた開口部から吐出ノズルに
より得ようとするポリウレタンフォーム硬度に合わせて
注入量を変えて注入し、注入されたポリウレタン原料が
発泡して円筒の端部から漏れ出す前に端部に蓋をした。
これを７０℃の熱風循環式オーブン中で１０分間加熱し
て硬化させ、シャフトの外周にポリウレタンフォーム層
が形成されたローラをモールドから取り出し、更に１２
０℃の熱風循環式オーブン中で１５分間加熱して硬化さ
せ、ポリウレタンフォーム製トナー供給ローラＢ，Ｃ，
Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌを作製した。トナ
ー供給ローラＧ，Ｈについてはトナー供給ローラＣと同
様にして作製したローラに粘性ワックスを塗布したり、
シリコーンオイルを塗布して、それぞれ摩擦抵抗係数を
変えたものとし、トナー供給ローラＬはトナー供給ロー
ラＫと同様にして作製したローラの表面を０．３ｍｍ程
度研磨してセル開口率を大きくした。

【００２７】得られたトナー供給ローラについて、前述
の要領で物性試験を行った。すなわち、写真撮影により
セル開口平均径およびセル開口率の測定を実施し、図４
に示した方法によって、圧縮バネ定数および圧縮弾性回
復率の測定を実施し、さらに図５に示した方法によっ
て、摩擦抵抗係数の測定を実施した。次にトナー供給ロ
ーラＢ〜Ｌを、図１に示したプリンターのトナー供給ロ
ーラ５として配置し、また現像ローラ６には、現像ロー
ラＡを配置して、画像評価テストを行った。画像評価テ
ストは、Ａ４サイズの用紙を縦送り方向に、恒温・恒温
（２５℃、５０％ＲＨ）環境下で行った。トナー供給ロ
ーラの物性試験および画像評価テストの結果を第１表に
示す。画質評価は、濃灰色ベタ画像を形成して、画質が
均一で良好な場合を（○）、濃淡むら等があり均一でな
い場合を（×）とした。

【００２８】

【表１】

【００２９】第１表の結果より、次のようなことが分か
る。 トナー供給ローラの発泡弾性体の表面に開口した発泡
セルの開口平均径（セル開口平均径）、セル開口率、圧
縮バネ定数、圧縮弾性回復率、摩擦抵抗係数のいずれも
が本発明による適正範囲にある実施例の場合においての
み濃度むら等の不具合のない画像が得られる。 トナー供給ローラのセル開口平均径、セル開口率、圧
縮バネ定数、圧縮弾性回復率、摩擦抵抗係数のいずれか
が本発明による適正範囲から外れている比較例の場合に
は、程度の差はあるが濃度むら等の画像不具合が発生す
る。

【００３０】

【発明の効果】本発明により、セル開口平均径、セル開
口率、圧縮バネ定数、圧縮弾性回復率および摩擦抵抗係
数を適正範囲とすることにより、トナー供給ローラによ
る現像ローラヘのトナー押し付けが好適となり、現像ロ
ーラヘのトナー供給およびトナー帯電が好適に行なわ
れ、かつ現像ローラ上に残存したトナーの掻き取りも好
適に行われるので、ピッチむらや濃度むらなどの欠陥の
ない良好な画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る現像装置の一例であるレーザープ
リンターの現像部の説明図である。

【図２】トナー供給ローラによるトナーの摩擦帯電の状
況を示す説明図である。

【図３】本発明のトナー供給ローラによるトナー供給お
よびトナー掻き取りの状況を示す説明図である。

【図４】トナー供給ローラにおける発泡弾性体の圧縮バ
ネ定数および圧縮弾性回復率の測定法を示す説明図であ
る。

【図５】トナー供給ローラにおける発泡弾性体表面の摩
擦抵抗の測定法を示す説明図である。

【符号の説明】

１：感光体 ２：１次帯電器 ３：ＬＥＤアレイプリントヘッド ４：トナーカートリッジ ５：トナー供給ローラ ６：現像ローラ ７：ペーパーマガジン ８：転写帯電器 ９：熱定着器 １０：クリーニングユニット １１：回転軸 １２：発泡弾性体ローラ １３：Ｖブロック １４：フォースゲージ １５：圧縮治具（円板圧子） １６：可動ステージ １７：アクリル製丸棒 １８：ロードセル １９：負荷荷重 ５０：トナー供給ローラ（現像ローラとの当接部） ５１：開口発泡セル ５２：現像ローラと開口発泡セルとの開口部 ５３：開口発泡セルのエッジ部分 ５４：最外層表面 ６０：現像ローラ（トナー供給ローラとの当接部）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H077 AA12 AA33 AC04 AD06 FA13 FA22 FA25 3J103 AA02 AA12 AA32 AA61 AA85 BA41 FA18 GA02 GA57 GA58 HA03 HA12 HA20 HA48

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現像剤としてのトナーを収納したトナー
   収納部、トナー供給ローラおよび現像ローラを有し、ト
   ナーを感光体表面の静電潜像に供給してトナー像を形成
   する現像装置に搭載される発泡弾性体からなるトナー供
   給ローラであって、該発泡弾性体の表面に開口した発泡
   セルを有し、以下の特性を有することを特徴とするトナ
   ー供給ローラ。 （１）発泡弾性体表面の発泡セルの開口部分の平均径が
   ５０〜３００μｍ、（２）発泡弾性体の表面積に対する
   発泡セルの開口部分の総面積の比率が５０〜８０％、
   （３）発泡弾性体の圧縮バネ定数が0.２５〜１．５Ｎ／
   ｍｍ、（４）発泡弾性体の圧縮弾性回復率が６０％以
   上、（５）発泡弾性体表面の摩擦抵抗係数が０．４〜
   ３．０
2. 【請求項２】 発泡弾性体を導電性とし、該導電性発泡
   弾性層を良導電性シャフトの外側に形成してなるもので
   ある請求項１記載のトナー供給ローラ。
3. 【請求項３】 導電性発泡弾性層が発泡弾性体に導電剤
   を添加したものである請求項２記載のトナー供給ロー
   ラ。
4. 【請求項４】 発泡弾性体がポリウレタンフォームで形
   成され、該ポリウレタンフォームのアセトン抽出率が５
   重量％以下である請求項１〜３のいずれかに記載のトナ
   ー供給ローラ。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載のトナー
   供給ローラを搭載した現像装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の現像装置を装着した画像
   形成装置。