JP2008233475A - トナー供給ローラおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高速で回転させても，長期間にわたり安定したニップ巾が確保できるトナー供給ローラおよび画像形成装置を提供すること。
【解決手段】本発明のトナー供給ローラ１は，芯金２と円筒状の発泡弾性体層３とを有し，軸方向長さが１０ｍｍ，幅が発泡弾性体層の最大接触幅以上である加圧面を有する加圧部材を用いて，１０ｍｍ／分を超えない一定の速さで，発泡弾性体層の厚さの７５％まで押し込み，直ちに同じ速さで加圧部材を初期の位置まで引き戻したときに，押し込み過程における押し込み圧の押し込み量による積分値に対して，押し込み過程における押し込み圧と引き戻し過程における押し込み圧との差の押し込み量による積分値が占めるヒステリシスロス率が２０％以下であり，押し込み過程における２５％押し込み時の押し込み圧が３〜７ｋＰａの範囲内にあるものである。
【選択図】図３

Description

本発明は，電子写真方式の画像形成装置およびそれに用いられるトナー供給ローラに関する。さらに詳細には，現像ローラに接触しつつ回転されるとともに，柔軟な材質で形成されているトナー供給ローラおよび画像形成装置に関するものである。

従来より，電子写真方式の画像形成装置では，静電潜像が形成される感光体を有している。そして，その静電潜像をトナー等で現像するための現像装置には，感光体に対向する位置に，例えば現像ローラが備えられている。トナー供給ローラは，この現像ローラに接触しつつ回転され，現像ローラの表面に適切な量のトナーを供給する。このトナー供給ローラとしては，例えば，ウレタンフォーム等の比較的柔軟な部材で形成されているものが提案されている（例えば，特許文献１参照。）。

ここで，トナー供給ローラには，主に，Ａ）トナー供給機能，Ｂ）トナー回収機能，Ｃ）トナー劣化抑制機能の３つの機能が要求されている。Ａ）トナー供給機能は，トナータンクから送られてきたトナーを適量含み，現像ローラ上へと供給する機能である。Ｂ）トナー回収機能とは，現像に供されずに現像ローラ上に残留している残留トナーを掻き取って回収する機能である。Ｃ）トナー劣化抑制機能とは，トナー供給ローラと現像ローラとの間でのトナーへのストレス付与をできるだけ減少させ，トナーや現像ローラの劣化を抑制する機能である。

ここで，Ａ）やＢ）をより良好なものとするためには，トナー供給ローラと現像ローラとのニップ巾を大きくすることが好ましい。そのためにはある程度，食い込み量を大きくしなければならない。しかし，食い込み量を大きくすると一般に，トナーへのストレス付与が大きくなり，Ｃ）の機能が低下する。そのため，従来では，Ａ）やＢ）の機能が確保できる範囲内で，できるだけニップ巾を小さくする方針がとられてきた。
特開２００４−３１７８８２号公報

しかしながら，近年のプロセス速度の高速化から，トナー供給ローラの周速は早くされる傾向にある。そのため，上記のようにニップ巾を設定された従来のトナー供給ローラでは，Ｂ）トナーの回収機能が十分得られない場合があった。回収が十分になされていないと，前回印刷された画像が次回の画像にうっすらと重なる，いわゆるメモリ画像が発生する。特に低温低湿の環境下において，その現象が起きる傾向にあるという問題点があった。

本発明は，前記した従来のトナー供給ローラおよび画像形成装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，高速で回転させても，長期間にわたり安定したニップ巾が確保できるトナー供給ローラおよび画像形成装置を提供することにある。

この課題の解決を目的としてなされた本発明のトナー供給ローラは，芯金と円筒状の発泡弾性体層とを有し，画像形成装置で現像ローラへのトナーの供給を行うトナー供給ローラであって，軸方向長さが１０ｍｍ，幅が発泡弾性体層の最大接触幅以上である加圧面を有する加圧部材を用いて，１０ｍｍ／分を超えない一定の速さで，発泡弾性体層の厚さの７５％まで押し込み，直ちに同じ速さで加圧部材を初期の位置まで引き戻したときに，押し込み過程における押し込み圧の押し込み量による積分値に対して，押し込み過程における押し込み圧と引き戻し過程における押し込み圧との差の押し込み量による積分値が占めるヒステリシスロス率が２０％以下であり，押し込み過程における２５％押し込み時の押し込み圧が３〜７ｋＰａの範囲内にあるものである。

本発明のトナー供給ローラによれば，芯金と発泡弾性体層を有し，その発泡体層の特性が上記のように規定されている。まず，ヒステリシスロス率が２０％以下である。ヒステリシスロス率が２０％以下であれば，粘性が小さく，復元が早い。従って，高速プロセスにおいても適切なニップ巾を確保することができる。さらに，押し込み過程における２５％押し込み時の押し込み圧が３〜７ｋＰａの範囲内にある。この押し込み圧が大き過ぎると弾性が高すぎ，トナー供給ローラと現像ローラとの間に挟まれたトナーの劣化が著しい。また，押し込み圧が小さ過ぎると弾性が低すぎ，部材強度に劣る。本形態の範囲であれば，トナーの劣化を抑制しつつ，十分な部材強度を有するものとすることができる。

また本発明のトナー供給ローラは，トナーを含んでいる状態で前述と同じ条件で押し込みおよび引き戻しを行ったときに，ヒステリシスロス率が３０％以下であり，押し込み過程における２５％押し込み時の押し込み圧が３〜１０ｋＰａの範囲内にあるものであってもよい。このようなものでも，同様の効果が得られる。

また，本発明は，感光体と，現像ローラと，現像ローラへのトナーの供給を行うトナー供給ローラとを有し，トナー供給ローラが芯金と円筒状の発泡弾性体層とを有する画像形成装置であって，トナー供給ローラが，軸方向長さが１０ｍｍ，幅が発泡弾性体層の最大接触幅以上である加圧面を有する加圧部材を用いて，１０ｍｍ／分を超えない一定の速さで，発泡弾性体層の厚さの７５％まで押し込み，直ちに同じ速さで加圧部材を初期の位置まで引き戻したときに，押し込み過程における押し込み圧の押し込み量による積分値に対して，押し込み過程における押し込み圧と引き戻し過程における押し込み圧との差の押し込み量による積分値が占めるヒステリシスロス率が２０％以下であり，押し込み過程における２５％押し込み時の押し込み圧が３〜７ｋＰａの範囲内にある画像形成装置にも及ぶ。

また，本発明は，感光体と，現像ローラと，現像ローラへのトナーの供給を行うトナー供給ローラとを有し，トナー供給ローラが芯金と円筒状の発泡弾性体層とを有する画像形成装置であって，トナー供給ローラが，トナーを含んでいる状態で，軸方向長さが１０ｍｍ，幅が発泡弾性体層の最大接触幅以上である加圧面を有する加圧部材を用いて，１０ｍｍ／分を超えない一定の速さで，発泡弾性体層の厚さの７５％まで押し込み，直ちに同じ速さで加圧部材を初期の位置まで引き戻したときに，押し込み過程における押し込み圧の押し込み量による積分値に対して，押し込み過程における押し込み圧と引き戻し過程における押し込み圧との差の押し込み量による積分値が占めるヒステリシスロス率が３０％以下であり，押し込み過程における２５％押し込み時の押し込み圧が３〜１０ｋＰａの範囲内にある画像形成装置にも及ぶ。

本発明のトナー供給ローラおよび画像形成装置によれば，高速で回転させても，長期間にわたり安定したニップ巾が確保できる。

以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，現像ローラに現像剤を供給するためのトナー供給ローラを有する画像形成装置に本発明を適用したものである。

本形態に係る画像形成装置１０は，図１にその主要部分を示すように，感光体１１，現像装置１２，ホッパ１３を有している。また，感光体１１の周囲には，感光体１１の表面を所定の電位に帯電する帯電装置１４と，感光体１１の表面にレーザー光を照射して潜像を形成する露光装置１５，感光体１１上に残留した現像剤を回収するクリーナ１６も備えられている。なお，ここではホッパ１３が現像装置１２とは別に備えられた画像形成装置１を図示しているが，本発明は，ホッパが一体となった使い切り式の画像形成装置にも適用できる。

現像装置１２は，図１に示すように，現像ローラ２１，トナー供給ローラ１，攪拌ローラ２３，搬送ローラ２４を有している。また，ホッパ１３内には，搬送部材３１および攪拌部材３２が設けられている。そして，ホッパ１３と現像装置１２との間には，現像剤を搬送するための搬送路３３が設けられている。

現像装置１２には適量の現像剤が収容され，画像形成に使用されるとともに，攪拌ローラ２３によって適宜攪拌されている。ホッパ１３内には新しい現像剤が収容され，図１中矢印で示すように回転する攪拌部材３２によって攪拌されている。現像装置１２内の現像剤が使用されて少なくなると，ホッパ１３から現像装置１２へ現像剤が供給される。その際には，搬送部材３１により，搬送路３３を介して現像装置１２へ現像剤が供給される。そして，現像装置１２では，搬送ローラ２４によって図中奥行き方向（感光体１１の軸方向）に搬送される。

画像形成時には，図１中に矢印で示すように，感光体１１，トナー供給ローラ１，現像ローラ２１がそれぞれ回転される。感光体１１は，帯電装置１４によってその表面が一様に帯電され，露光装置１５によって部分的に露光されて，表面に静電潜像が形成される。静電潜像が形成された感光体１１の部分は，さらに回転されて，次に現像装置１２に対面する。このとき，現像ローラ２１の表面には，トナー供給ローラ１によって適量の現像剤が供給されている。現像ローラ２１と対面した位置において，感光体１１の静電潜像が現像される。感光体１１上に形成されたトナー像は，その後の工程で用紙に転写され，定着される。

本形態のトナー供給ローラ１は，図２に示すように，芯金２と弾性体層３とを有している。トナー供給ローラ１は，現像ローラ２１に接触して回転され，現像ローラ２１上にトナーを供給する。なお，弾性体層３は，現像ローラ２１に比較して柔らかい。そのため，現像ローラ２１とトナー供給ローラ１との接触箇所では，主に弾性体層３が圧縮されることによってニップ部が形成される。

本形態では，芯金２は，円柱形状の鉄製芯金である。また，弾性体層３は，軸方向に貫通孔が形成された，円筒形状の発泡弾性体である。芯金２は弾性体層３の貫通孔に接着されている。ここでは，芯金２の直径Ｑは約５ｍｍであり，弾性体層３の外径Ｒは例えば約１４．６ｍｍであり，弾性体層３の軸方向（紙面に垂直な方向）の長さは約３００ｍｍである。この場合，弾性体層３の初期状態での厚さＤは，Ｄ＝（Ｒ−Ｑ）／２であり，ここでは約４．８ｍｍである。

一般に，弾性部材では，圧縮率と圧縮圧力との間の関係は，図３に示すようなヒステリシス曲線を描く。これは，弾性部材の復元速度と圧縮部材による押し込みあるいは引き戻しの速度との関係から，押し込み過程と引き戻し過程とで，同じ圧縮率（あるいは押し込み量）でも圧縮圧力（押し込み圧）が異なることによる。この関係は，この図に示すようなヒステリシス曲線となるので，以下ではヒステリシス特性という。本形態のトナー供給ローラ１は，後述するヒステリシスロス率が２０％以下であり，かつ，押し込み過程における２５％押し込み時の押し込み圧が３〜７ｋＰａの範囲内であるようなヒステリシス特性を有するものである。

本形態のトナー供給ローラ１のヒステリシス特性を測定する方法は以下の通りである。まず，図４に示すように，軸方向長さ約１０ｍｍ以上の加圧板４を弾性体層３の外周面に当接させる。トナー供給ローラ１としては，芯金２を含んだ状態で行う。加圧板４の巾方向の大きさは，最大押し込み時にもトナー供給ローラ１との接触幅より大きいものであればよい。その加圧板４を１０ｍｍ／ｍｉｎ以下の一定速度ｖで，芯金２に垂直な方向に押し込む。そして，その圧縮率が７５％となったら，すなわち，圧縮箇所での弾性体層３の厚さｈが初期状態の厚さＤの２５％となったら，直ちに，同じ速度ｖで加圧板４を引き戻す。この過程で，押し込み開始から加圧板４が弾性体層３から離れるまでの間の圧縮圧力ｗを測定する。この過程で，圧縮率に対する圧縮圧力の変化を示したものが，図３のグラフである。

この図３のグラフにおいて，図中上側の曲線Ｌ１は，押し込み過程での圧縮率に対する圧縮圧力の大きさを示す。図中下側の曲線Ｌ２は，引き戻し過程での圧縮率に対する圧縮圧力の大きさを示す。測定開始から押し込みを開始し，２５％押し込み時の状態は点ｐ１であり，さらに押し込み，７５％押し込み時には点ｐ２となる。ここから引き戻しを開始し，２５％押し込み状態まで戻ったときの状態は点ｐ３である。さらに引き戻し，加圧板４がトナー供給ローラ１から離れたとき，圧縮圧力は０となる。このとき弾性体層３はまだ復元途中であり，歪みが少し残っている。この状態が点ｐ４である。また，点ｐ２から横軸に垂線を下ろし，それらの交点を点ｐ５とした。

図３のグラフにおいて，ヒステリシスロス率は，押し込み過程における押し込み圧の押し込み量による積分値に対する，押し込み過程における押し込み圧と引き戻し過程における押し込み圧との差の押し込み量による積分値が占める割合で表すことができる。ここでは，原点−点ｐ１−点ｐ２−点ｐ５−原点で囲まれる面積Ｓ１と原点−点ｐ１−点ｐ２−点ｐ３−点ｐ４−原点で囲まれる面積Ｓ２とから，
ヒステリシスロス率（％） ＝ （Ｓ２／Ｓ１） ×１００
となる。本形態のトナー供給ローラ１では，この値が２０％以下である。すなわち，押し込み時と引き戻し時との押し込み圧の差が小さい。これは，弾性体層３の復元が速いことを意味する。

このようなものであれば，高速供給プロセスにおいても適切なニップ巾が確保できる。例えば，現像ローラ２１の周速が３００ｍｍ／ｓ以上の高速プロセスでは，トナー供給ローラ１の周速が１００ｍｍ／ｓ以上，プロセス速度が２００ｍｍ／ｓ以上となる。このような高速プロセスにおいても適切なニップ巾を確保するためには，粘性が小さく，復元が早いことが必要である。ヒステリシスロス率が２０％より大きいと，粘性が高くなり，変形に対する復元が遅いため望ましくない。

また，押し込み過程における２５％押し込み時の押し込み圧は，図３のグラフにおいて，点ｐ１の値で表され，ここでは「ｇ」の記号で表している。本形態のトナー供給ローラ１では，この値が，３ｋＰａ以上７ｋＰａ以下である。この押し込み圧が大き過ぎると弾性が高すぎ，トナー供給ローラと現像ローラ２１との間に挟まれたトナーの劣化が著しいものとなってしまう。特に，単位時間当たりの圧縮回数が多い高速供給プロセスにおいては，２５％押し込み時の押し込み圧が７ｋＰａより大きいと，トナーの劣化が促進されるため好ましくない。また，押し込み圧が小さ過ぎると弾性が低すぎ，部材強度に劣る。トナー供給ローラ１としての十分な強度を有するようにするには，２５％押し込み時の押し込み圧が３ｋＰａ以上であることが望ましい。

このような特徴を有する本形態のトナー供給ローラ１の弾性体層３は，発泡弾性体によって形成されている。発泡弾性体としては，樹脂発泡体あるいはゴム発泡体が適当である。特には，耐久性に優れたポリウレタン発泡体を用いることが望ましい。このポリウレタン発泡体の主原料は，ポリオールとイソシアネートである。

ポリオールとしては，活性水素基を有するものが好ましい。例えば，ポリエーテルポリオール，ポリエステルポリオール，ポリカーボネートポリオール，ポリジエン系ポリオール等の公知のポリオールが，単独または２種類以上を併用した形で使用できる。また，イソシアネートとしては，例えば，トルエンジフェニルジイソシアネート（ＴＤＩ），ＴＤＩプレポリマー，メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ），クルードＭＤＩ，ポリメリックＭＤＩ，ウレトジオン変性ＭＤＩまたは，カルボジイミド変性ＭＤＩ等の公知の芳香族系，脂肪族系または脂環族系等の各種ポリイソシアネートを用いることができる。

また，これらのポリオール成分とポリイソシアネート成分とが配合されてなるウレタン原料にさらに，架橋剤，発泡剤（例えば，水，低沸点物，ガス体等），界面活性剤，触媒等を添加したものでも良い。またさらに，難燃剤，充填剤，帯電防止剤を添加したものとしても良い。

また，本形態のトナー供給ローラ１では，その弾性体層３に導電性を付与したものとしている。そのために，上記の原料によって形成された発泡弾性体に，カーボンブラックを含む含浸液を含浸させ，加熱乾燥させたものとしている。このようにすれば，導電性付与後においても，発泡弾性体が有する圧縮に関する特性があまり変化しないからである。さらに，このようにして導電性を付与することにより，抵抗値や硬度が環境によって変動することを，極力抑えることが可能である。

なお，カーボンブラックとしては，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，カラーブラック等が使用できる。あるいは，カーボンブラックに代えてグラファイトを使用しても良い。また，カーボンブラックや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しても良い。あるいは，含浸液を含浸させる代わりに，発泡弾性体の原料に導電性物質をあらかじめ混合して，発泡成形しても良い。また，導電性物質としては，例えば，カーボンブラックに代えて，ポリピロールまたはイオン導電物質なども使用できる。

なお，弾性体層３はポリウレタン発泡体に代えて，以下のもので形成することもできる。例えば，エポキシ樹脂，アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂の発泡体，ポリエチレン，ポリスチレン等の熱可塑性樹脂の発泡体，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，イソプロピレンゴム，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等のゴム原料，もしくは，これらゴム原料の製造原料である単量体等による発泡弾性体が使用できる。さらに，これらの樹脂原料やゴム原料を単独で，または２種以上のものを組み合わせて，得られる発泡弾性体でも良い。なお，単量体等をもゴム原料と表すこともある。

次に，本形態のトナー供給ローラ１の製造方法を説明する。上記のように形成された発泡弾性体を，４０ｍｍ×４０ｍｍ×３００ｍｍ程度の直方体にカットし，その長手方向に直径６ｍｍ程度の穴をあける。次に，その穴に，直径約５ｍｍの鉄製の芯金２を貫通させる。このとき，芯金２の外周面には，あらかじめホットメルト接着剤をロールコータによって塗布しておく。そして，発泡弾性体を貫通した芯金２を，電磁誘導加熱器等によって加熱する。これにより，接着剤を溶融させて，発泡弾性体と芯金２とを接着する。このまま冷却し，接着が完了する。その後，発泡弾性体を外径約１４．５ｍｍの円筒状となるように切削加工する。これにより，発泡弾性体が弾性体層３の形状となり，トナー供給ローラ１が完成する。

ここで，２５％圧縮時の圧力を３ｋＰａ以上７ｋＰａ以下となるようにするには，例えば，ポリオール，ポリイソシアネート，架橋剤，触媒等の平均分子量が２５００〜４５００のものを選択すればよい。あるいは，ポリオールの官能基数（ＯＨ基の数）が２〜４のものを選択する。また，ＭＤＩのような剛直性の低い構造を有するポリイソシアネートを選択する。また，ポリイソシアネートの含有量を従来のものより少なくする。また，発泡剤として用いる水の配合量を従来のものより少なくする。これらのうちから１つ以上のものを採用すればよい。

また，ヒステリシスロス率が２０％以下となるようにするには，例えば，架橋剤を添加すればよい。あるいは，ポリエーテルポリオールとして，分子量の比較的小さいものを用いる。また，イソシアネート成分を高くする。また，発泡剤として用いる水の配合量を従来のものより少なくする。これらのうちから１つ以上のものを採用すればよい。そして，上記の２５％圧縮時の圧力とこのヒステリシスロス率とをともに満たす発泡弾性体を製造することができる。

次に，本発明者らは，このようにして種々のトナー供給ローラを製造して，その評価実験を行った。実施例１〜６はいずれも，２５％圧縮時の押し込み圧が３ｋＰａ以上７ｋＰａ以下であり，かつ，ヒステリシスロス率が２０％以下であるものである。比較例１〜４は，少なくともいずれかの条件を満たしていないものである。

試験機としては，コニカミノルタ社製Ｍａｇｉｃｏｌｏｒ５４４０を改造して高速化したものを用いた。これのトナー供給ローラを実施例１〜６，比較例１〜４に置き換えて，試験を行った。（１）メモリ画像の有無，（２）トナー劣化の程度，（３）部材破損の有無の３点について評価を行った。さらに，これらの３点とも評価が○以上であった場合に，総合評価を○とした。１つでも×のあった場合には，総合評価を×とした。次に，これらの各評価についての評価方法について説明する。

（１）メモリ画像の有無
メモリ画像とは，トナー供給ローラのＢ）トナー回収機能が十分でない場合に見られる画像不良のことである。ここでは，図５に示すような画像チャートを印字することにより評価する。図中上部に所定の大きさのベタ部とその周囲の白紙部を含み，図中下部は一律のハーフ画像部とする。トナー回収機能が十分でない場合には，このような画像のデータに基づき印刷すると，図６に示すように，ハーフ画像部に現像ローラ２１の周期で画像濃度が濃い部分ができてしまう。これをメモリ画像という。

このメモリ画像が発生する理由は，現像ローラ２１の１回転目での，ベタ画像部とその周囲の白紙部との現像ローラ２１上のトナーの帯電量の違いによる。すなわち，現像ローラ２１の１回転目でベタ画像としてトナーが使用された箇所には，２回転目では別の新たなトナーが供給される。このトナーの帯電量は比較的低い。これに対し，現像ローラ２１の１回転目に白紙部であった箇所のトナーが十分に回収されていないと，２回転目に同じトナーが再び規制部材を通過することになる。そのため，このトナーは帯電量が高い状態となる。このことから，低帯電量のトナーが多い部分（１回転目にベタ画像部）は現像されるトナー量が多く，高帯電量のトナーが多い部分（１回転目に白紙部）は現像されるトナー量が少ない。そのため，図６に示すように，メモリ画像が発生する。

なお，この試験は低温・低湿環境（１０℃１５％）において行った。また，プロセス速度は，感光体周速：３００ｍｍ／ｓ，現像ローラ周速：４５０ｍｍ／ｓ，トナー供給ローラ周速４５０ｍｍ／ｓとした。印刷された画像を目視で評価した。この評価基準は，以下の通りとした。
メモリ画像が全く見られないものを◎
メモリ画像がほとんど見られないものを○
メモリ画像が見られたものを×

（２）トナー劣化の程度
トナー劣化の評価としては外添剤が母材に埋め込まれている程度を評価した。新しいトナーでは，外添材は弱い力で母材の周囲に付着している。このトナーが，例えばトナー供給ローラと現像ローラ２１との間で大きい圧力を受けると，外添剤が母材に食い込んだ状態となる。これを外添剤の埋没という。このようになると外添剤のトナーに対する付着強度はかなり大きいものとなる。

そこでここでは，新品のトナーと所定の耐久後のトナーとで外添剤の付着強度の変化を調べた。ここで，所定の耐久後のトナーとは，試験機のプロセス速度を，現像ローラ周速：４５０ｍｍ／ｓ，トナー供給ローラ周速２３０ｍｍ／ｓとし，５０００枚の白紙現像を行った後のトナーのことである。

トナーの外添剤の付着強度は以下のようにして算出する。まず，トナーに添付されている外添剤の含有量Ａ（％）を蛍光Ｘ線分析装置を用いて定量した。続いて，以下に述べる方法でトナーを洗浄し，洗浄後のトナーに残存している外添剤の含有量Ｂ（％）を同様に定量した。トナーの洗浄は，トナーをトリトン溶液（ポリエチレングリコールアルキルフェニルエーテル水溶液）に入れ，超音波洗浄機で３分間洗浄し，そのまま１晩放置した。このようにすると，トナーの母材に弱い力で付着していた外添剤が，トナーから遊離して溶液中に分散する。そこで，この溶液の上澄み液をデカンテーションし，沈殿物であるトナーを回収する。さらに，回収したトナーを真空乾燥機により約１２時間乾燥させた後，蛍光Ｘ線分析装置を用いて定量した。このようにして，定量した外添剤の含有量Ａ，Ｂから，以下の式によって，外添剤の付着強度Ｃを算出した。
Ｃ ＝ （Ｂ／Ａ） ×１００

新品のトナーにおける外添剤の付着強度Ｃ０に対して，耐久後のトナーの外添剤の付着強度Ｃ１が増加している程度をトナー劣化の程度の指標とした。
付着強度増加量 ＝ Ｃ０ − Ｃ１
そして，このトナー劣化の程度の評価基準は，以下の通りとした。
付着強度の増加量が５以下の場合に◎
付着強度の増加量が５を超え１０以下の場合に○
付着強度の増加量が１０を超える場合には×
ここで，付着強度の増加量が５以下のものは，外添剤の埋没がほとんどないものである。また，付着強度の増加量が１０を超えるものは，外添剤の埋没があるものである

（３）部材破損の有無
部材破損の有無の評価には，上記の試験機を（１）と同じ高速回転で駆動させ，１０万枚の印字を行った。印字画像はどのようなものでも良い。その後，トナー供給ローラを取り出し，目視によってその破損の有無を評価した。評価基準は以下の通りとした。
破損が全くない場合に○
多少とも破損がある場合に×

試験の結果は表１に示す通りとなった。実施例１〜６のものは（１）メモリ画像の有無，（２）トナー劣化の程度，（３）部材破損の有無の３点とも満足できる結果が得られた。それに対し，比較例１〜４では（１）〜（３）のいずれかに×があった。従って，２５％圧縮時の圧力が３ｋＰａ以上７ｋＰａ以下であり，かつ，ヒステリシスロス率が２０％以下であるトナー供給ローラ１を用いれば，Ａ）トナー供給機能，Ｂ）トナー回収機能，Ｃ）トナー劣化抑制機能の３つの機能のいずれも満たし，高速で回転させても，長期間にわたり安定したニップ巾が確保できることが分かった。

次に，トナー供給ローラ１がトナーを含んでいる状態での，満たすべきヒステリシス特性について説明する。ここで，トナー供給ローラ１がトナーを含んでいる状態とは，一般に使用中の画像形成装置におけるトナー供給ローラ１の状態のことである。トナー供給ローラ１は，通常トナーの中に埋まった状態で回転されるからである。この状態を実験的に作り出す方法は以下の通りである。

まず，トナー供給ローラに板金（素材は何でも構わない）を１ｍｍ程度食い込ませた状態で容器に入れる。この容器に，トナー供給ローラが完全に埋まるまでトナーを入れる。さらに，この状態で，トナー供給ローラを周速３００ｍｍ／ｓで３０分間回転させる。これにより，トナー供給ローラの内部までトナーが進入する。次に，板金を取り出し，容器を空にして，周速３００ｍｍ／ｓで１０秒間回転させる。これにより，表面に載っているトナーは除去される。この結果，トナーを含んでいる状態のトナー供給ローラが作成された。

なお，この「トナーを含んでいる状態」を定量的に表現すると，トナー含み量Ｔ（ｇ／ｍ²）が１００（ｇ／ｍ²）以上である時を言う。このトナー含み量とは，トナー供給ローラを構成する発泡弾性体層の単位面積当たりに含まれるトナー量をいい，次のように測定される。トナーを含んでいるトナー供給ローラの表面の一定面積を吸引し，その吸引されたトナー量を測定する。この吸引されたトナー量を吸引した面積で除せば，トナー含み量Ｔが得られる。

このようにトナーを含むことにより，トナー供給ローラの特性は，含んでいない場合に比較してやや異なるものとなる。本形態では，トナーを含んでいるトナー供給ローラ１は，図３に示すようなヒステリシス曲線において，ヒステリシスロス率が３０％以下であり，かつ，押し込み方向２５％圧縮時の圧縮圧力が３ｋＰａ以上１０ｋＰａ以下であるものである。

このようなものであっても，Ａ）トナー供給機能，Ｂ）トナー回収機能，Ｃ）トナー劣化抑制機能の３つの機能のいずれも満たし，高速で回転させても，長期間にわたり安定したニップ巾が確保できる。上記の実施例１〜６および比較例１〜４について，トナーを含んでいる状態として，上記と同様の試験を行った。この結果，トナーを含んでいない状態で本形態の範囲内となっているトナー供給ローラ（実施例１〜６）は，トナーを含んでいる状態での範囲も満たしていた。それとともに，評価結果も満足できるものであった。また，トナーを含んでいない状態で本形態の範囲内となっていないトナー供給ローラ（比較例１〜４）は，トナーを含んでいる状態での範囲も満たしていなかった。それとともに，評価結果も満足できるものではなかった。

従って，トナーを含んでいるトナー供給ローラ１であって，２５％圧縮時の圧力が３ｋＰａ以上１０ｋＰａ以下であり，かつ，ヒステリシスロス率が３０％以下であるトナー供給ローラ１を用いても，Ａ）トナー供給機能，Ｂ）トナー回収機能，Ｃ）トナー劣化抑制機能の３つの機能のいずれも満たし，高速で回転させても，長期間にわたり安定したニップ巾が確保できることが分かった。

以上詳細に説明したように本形態のトナー供給ローラ１によれば，トナーを含んでいない状態で，２５％圧縮時の圧力が３ｋＰａ以上７ｋＰａ以下であり，かつ，ヒステリシスロス率が２０％以下である。あるいは，トナーを含んでいる状態で，２５％圧縮時の圧力が３ｋＰａ以上１０ｋＰａ以下であり，かつ，ヒステリシスロス率が３０％以下である。このようなトナー供給ローラ１を用いれば，Ａ）トナー供給機能，Ｂ）トナー回収機能，Ｃ）トナー劣化抑制機能の３つの機能のいずれも満たし，高速で回転させても，長期間にわたり安定したニップ巾が確保できる。

なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，上記の形態に記載したトナー供給ローラ１の形状や大きさは１例であり，これに限るものではない。また，芯金の大きさや材質は上記の形態のものに限らない。

画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 トナー供給ローラを示す断面図である。 トナー供給ローラの粘弾性挙動を示すヒステリシス曲線図である。 トナー供給ローラの粘弾性挙動を調べる実験を示す説明図である。 メモリ画像の評価のための画像チャートの例を示す説明図である。 メモリ画像の発生例を示す説明図である。

符号の説明

１ トナー供給ローラ
２ 芯金
３ 弾性体層
１１ 感光体
２１ 現像ローラ

Claims (5)

1. 芯金と円筒状の発泡弾性体層とを有し，画像形成装置で現像ローラへのトナーの供給を行うトナー供給ローラにおいて，
   軸方向長さが１０ｍｍ，幅が前記発泡弾性体層の最大接触幅以上である加圧面を有する加圧部材を用いて，１０ｍｍ／分を超えない一定の速さで，前記発泡弾性体層の厚さの７５％まで押し込み，直ちに同じ速さで加圧部材を初期の位置まで引き戻したときに，
   押し込み過程における押し込み圧の押し込み量による積分値に対して，押し込み過程における押し込み圧と引き戻し過程における押し込み圧との差の押し込み量による積分値が占めるヒステリシスロス率が２０％以下であり，
   押し込み過程における２５％押し込み時の押し込み圧が３〜７ｋＰａの範囲内にあることを特徴とするトナー供給ローラ。
2. 請求項１に記載のトナー供給ローラにおいて，
   トナーを含んでいる状態で前述と同じ条件で押し込みおよび引き戻しを行ったときに， ヒステリシスロス率が３０％以下であり，
   押し込み過程における２５％押し込み時の押し込み圧が３〜１０ｋＰａの範囲内にあることを特徴とするトナー供給ローラ。
3. 感光体と，現像ローラと，前記現像ローラへのトナーの供給を行うトナー供給ローラとを有し，前記トナー供給ローラが芯金と円筒状の発泡弾性体層とを有する画像形成装置において，前記トナー供給ローラは，
   軸方向長さが１０ｍｍ，幅が前記発泡弾性体層の最大接触幅以上である加圧面を有する加圧部材を用いて，１０ｍｍ／分を超えない一定の速さで，前記発泡弾性体層の厚さの７５％まで押し込み，直ちに同じ速さで加圧部材を初期の位置まで引き戻したときに，
   押し込み過程における押し込み圧の押し込み量による積分値に対して，押し込み過程における押し込み圧と引き戻し過程における押し込み圧との差の押し込み量による積分値が占めるヒステリシスロス率が２０％以下であり，
   押し込み過程における２５％押し込み時の押し込み圧が３〜７ｋＰａの範囲内にあることを特徴とする画像形成装置。
4. 芯金と円筒状の発泡弾性体層とを有し，画像形成装置で現像ローラへのトナーの供給を行うトナー供給ローラにおいて，
   トナーを含んでいる状態で，軸方向長さが１０ｍｍ，幅が前記発泡弾性体層の最大接触幅以上である加圧面を有する加圧部材を用いて，１０ｍｍ／分を超えない一定の速さで，前記発泡弾性体層の厚さの７５％まで押し込み，直ちに同じ速さで加圧部材を初期の位置まで引き戻したときに，
   押し込み過程における押し込み圧の押し込み量による積分値に対して，押し込み過程における押し込み圧と引き戻し過程における押し込み圧との差の押し込み量による積分値が占めるヒステリシスロス率が３０％以下であり，
   押し込み過程における２５％押し込み時の押し込み圧が３〜１０ｋＰａの範囲内にあることを特徴とするトナー供給ローラ。
5. 感光体と，現像ローラと，前記現像ローラへのトナーの供給を行うトナー供給ローラとを有し，前記トナー供給ローラが芯金と円筒状の発泡弾性体層とを有する画像形成装置において，前記トナー供給ローラは，
   トナーを含んでいる状態で，軸方向長さが１０ｍｍ，幅が前記発泡弾性体層の最大接触幅以上である加圧面を有する加圧部材を用いて，１０ｍｍ／分を超えない一定の速さで，前記発泡弾性体層の厚さの７５％まで押し込み，直ちに同じ速さで加圧部材を初期の位置まで引き戻したときに，
   押し込み過程における押し込み圧の押し込み量による積分値に対して，押し込み過程における押し込み圧と引き戻し過程における押し込み圧との差の押し込み量による積分値が占めるヒステリシスロス率が３０％以下であり，
   押し込み過程における２５％押し込み時の押し込み圧が３〜１０ｋＰａの範囲内にあることを特徴とする画像形成装置。

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