JP5504297B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、感光体上に形成された静電潜像を現像する現像装置及び画像形成装置に関するものである。

一般的に、画像形成装置としてのプリンタに対して交換自在な現像装置は、主に、感光体上に形成された静電潜像に現像剤としてのトナーを付着させて現像する現像ローラ、現像ローラにトナーを供給するトナー供給ローラ、現像ローラ上に供給されたトナーの層厚を規制する現像ブレード、感光体を一様均一に帯電させる帯電ローラ等を備える。

このような構成を有する現像装置において、適度な耐久性と安定した帯電特性を付与するため、現像ローラの表面にウレタン処理を施したものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−１５２０２４号公報

しかしながら、従来のウレタン処理が施された現像ローラにおいては、使用を開始した初期の負帯電トナーとの組み合わせにおける帯電性が低く、トナーが非画像領域に付着しカブリが発生することがあった。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、カブリの発生を抑制し、良好な画像品位を得ることが可能な現像装置及び画像形成装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明に係る現像装置は、潜像担持体上に形成された潜像に現像剤を供給することで前記潜像を可視化させる現像剤担持体を備え、前記現像剤担持体は、導電性支持体の外周面に形成され、ウレタンゴムを主成分とする弾性層と、前記弾性層の表面を、ウレタンポリマー、シリコーン樹脂粒子、及び導電剤を含む処理液で処理することにより形成された表層とを備え、前記表層は、前記ウレタンゴムを含む山部と、前記シリコーン樹脂粒子と前記導電剤とが積層する谷部と、を有することを特徴としている。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記記載の現像装置と、前記潜像を可視化するために供給された前記現像剤を記録媒体に転写する転写部と、前記記録媒体に転写された前記現像剤を定着させる定着部とを備えることを特徴としている。

本発明によれば、カブリの発生を抑制し、良好な画像品位を得ることが可能な現像装置及び画像形成装置を提供することができる。

プリンタの構成を説明するための概略図である。 現像装置の構成を説明するための概略図である。 現像ローラの構成を説明するための概略図である。 現像ローラの断面概略図である。 現像ローラ表面の拡大図である。 図３−２における表層拡大図である。 図３−３における部分拡大図である 図４−１における断面図である。 比較例１に係る現像ローラ表面の部分拡大図である。 図５−１における断面図である。 比較例２に係る現像ローラ表面の部分拡大図である。 図６−１における断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

［第１の実施形態］
まず、本発明に係る画像形成装置としてのプリンタについて説明し、次いで、現像装置について説明する。

図１は、画像形成装置としてのプリンタ１００の構成を説明するための概略図である。プリンタ１００は電子写真方式により記録媒体としての用紙Ｐ上に画像を形成する画像形成装置である。このような機能を実現するプリンタ１００は、給紙カセット１０を始点とし、排紙トレイ１６を終端とする媒体搬送路に沿って、搬送ローラ１１、転写ベルト１２、及び定着装置１５を備える。

そして、転写ベルト１２の上面部には、媒体搬送路上流側から順に、現像部としてのブラック（Ｋ）の現像剤像を現像する現像装置１Ｋ、イエロー（Ｙ）の現像剤像を現像する現像装置１Ｙ、マゼンタ（Ｍ）の現像剤像を現像する現像装置１Ｍ、シアン（Ｃ）の現像剤像を現像する現像装置１Ｃがプリンタ１００本体から着脱自在に装着されている。また、後述する各現像装置が備える潜像担持体としての感光ドラムの直上には、入力された画像情報に基づく光を感光ドラム表面に照射して潜像を形成させるＬＥＤ（Light Emitting Diode）ヘッド１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃがそれぞれ配設されている。また、転写ベルト１２の上面部を介した感光ドラムと対峙する位置には、感光ドラム表面において現像された現像剤像を用紙Ｐに転写させる転写ローラ１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃが配設されている。

給紙カセット１０は、内部に用紙Ｐを積層した状態で収納し、プリンタ１００下部に着脱自在に装着されている。給紙カセット１０は、上部に設けられた給紙ローラを回転させることで、収納された用紙Ｐをその最上部から１枚ずつ媒体搬送経路に繰り出す。

搬送ローラ１１は、給紙カセット１０から給紙された用紙Ｐを挟持しながら、図１中ｘ方向に搬送する。搬送ローラ１１により搬送された用紙Ｐは、斜行が矯正されながら、転写ベルト１２まで搬送される。

転写ベルト１２は、無端のベルト部材であり、用紙Ｐを静電吸着して現像装置まで搬送する。

ＬＥＤヘッド１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃは、ＬＥＤ素子とレンズアレイとを有し、画像情報に基づき該ＬＥＤ素子から照射される光が感光ドラム表面で結像する位置に配設されている。

転写ローラ１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃは、転写ベルト１２の上面部を介した感光ドラムと対峙する位置に配置され、高圧電源から印加された所定のバイアス電圧に基づき感光ドラム表面に現像された現像剤像を用紙Ｐに転写させる。

定着装置１５は、現像装置１Ｋ、現像装置１Ｙ、現像装置１Ｍ、現像装置１Ｃ以降の媒体搬送経路下流側に配置されており、定着ローラ１５１、加圧ローラ１５２を備える。定着ローラ１５１は、例えば、アルミニウム等からなる中空円筒状の芯金にシリコーンゴムの耐熱弾性層を被覆し、その上にＰＦＡ（テトラフルオロエチレンーパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブを被服することによって形成されている。そして、その芯金内には、例えば、ハロゲンランプ等のヒータが設けられている。加圧ローラ１５２は、例えば、アルミニウム等からなる芯金にシリコーンゴムの耐熱弾性層を被覆し、その上にＰＦＡを被覆した構成であり、バネから付与された加圧力により定着ローラ１５１との間に圧接部が形成されるように配設されている。現像装置１Ｋ、現像装置１Ｙ、現像装置１Ｍ、現像装置１Ｃにおいて形成された現像剤像が転写された用紙Ｐが所定の温度に維持された定着ローラ１５１と加圧ローラ１５２とから形成される圧接部を通過することにより、用紙Ｐ上の現像剤に熱、及び圧力が付与され、当該現像剤は溶融し、現像剤像が定着される。

排紙トレイ１６は、定着装置１５を通過することで、現像剤像が定着された用紙Ｐを積載する。

なお、図１には示されていないが、プリンタ１００を構成する他の部材として、プリンタ１００は、マイクロプロセッサ，ＲＯＭ（Read Only Memory），ＲＡＭ（Random Access Memory），入出力ポート，タイマ等を備える印刷制御部、画像情報及び制御コマンドを受信してプリンタ１００の全体のシーケンスを制御し印刷動作を実行するインタフェース制御部、また、インタフェース制御部を介して入力された画像情報を一時的に記憶する受信メモリ、この受信メモリに記憶された画像情報を受け取ると共に、この画像情報を編集処理することによって、形成された画像データ（イメージデータ）を記憶する画像データ編集メモリ、プリンタ１００の状態を表示するための、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示装置を備える表示部、ユーザからの指示を受付けるための、例えばタッチパネル等の入力手段を備える操作部、プリンタ１００の動作状態を監視するための、例えば、用紙位置検出センサ，温湿度センサ，濃度センサ等の各種センサ、画像データ編集メモリに記憶されたイメージデータをＬＥＤヘッド１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃに送り、このＬＥＤヘッド１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃの駆動を制御するヘッド駆動制御部、定着装置１５の温度を制御する温度制御部、用紙Ｐを搬送する搬送ローラ１１等を回転させるための駆動モータを制御する用紙搬送モータ制御部、感光ドラム等の各種ローラを回転させるための駆動モータを制御する駆動制御部、及び各種ローラに電圧を印加する高圧電源等を備える。

次いで、現像装置の構成について図２を用いて説明する。図２は、現像装置１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃの構成を説明するための概略図である。なお、現像装置１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃの構成は収容する現像剤としてのトナーのみが異なり、他の構成は全て同一であるため、以下の説明では、符号のＫ、Ｙ、Ｍ、Ｃを除いて数字のみの符合を付して説明する。

現像装置１は、トナー３を収容するトナーカートリッジ２と、トナー３と、潜像担持体としての感光ドラム４と、現像剤担持体としての現像ローラ５と、現像ローラ５にトナー３を供給する供給ローラ６と、感光ドラム４表面を一様均一に帯電させる帯電ローラ７と、現像ローラ５上のトナー３の層厚を規制する規制ブレード８と、感光ドラム４表面のカブリトナーや転写残トナーを回収するクリーニングブレード９とを備える。

トナーカートリッジ２は、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の何れかの色のトナー３を収容する収容空間を有し、現像装置１に対して着脱自在となるように形成されている。

トナー３としては、結着樹脂と、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の何れかの色を示す着色剤と、磁性体微粒子、帯電制御剤、離型剤、又は外添剤といった添加剤とを含み、例えば、懸濁重合法や乳化重合法で作成された重合トナーや、混練粉砕法で作成された粉砕トナーを用いることができる。

感光ドラム４は、例えば、アルミニウムからなる金属シャフトと光導電層によって構成され、金属シャフトの外周面に光導電層としての電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層した構成の有機感光体である。

現像ローラ５は、導電性支持体としての芯金の外周面に形成されたウレタンゴムを主成分とする弾性層と、弾性層の表面を、ウレタンポリマー、シリコーン系添加剤、及び導電剤を含む処理液で処理することにより形成された表層とを備える。ここで、芯金と弾性層との接着性を高めるために、必要に応じて、接着剤、又はプライマー等を芯金外周面に塗布してもよい。また、該接着剤、又はプライマー等は、必要に応じて、導電化してもよい。なお、現像ローラ５については、後ほど、詳細に説明する。

供給ローラ６は、例えば、ＳＵＭからなる金属シャフトと導電性を付与したスポンジ層とによって構成され、所定の外径となるように研磨されている。

帯電ローラ７は、例えば、金属シャフトとエピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）を主成分とするイオン導電性のゴム弾性層とによって構成されている。このゴム弾性層表面は、イソシアネート（ＨＤＩ）成分を含む表面処理液を浸透させて硬化させる表面処理が施されており、感光ドラムの汚染性、トナーやその外添剤等の離型性が確保されている。

規制ブレード８は、例えば、ばね性を有する厚さ０．１ｍｍ程度のＳＵＳにより形成されており、その一端側先端部は外側に向けてＬ字型に折り曲げられている。そして、該一端側先端部は、後述する画像形成動作時には、現像ローラ５に対して所定の圧接力を持って当接するように配設されている。

クリーニングブレード９は、例えば、ウレタンゴム製のゴム部材であり、その一端が感光ドラム４表面の所定の位置と当接するように配設されている。また、クリーニングブレード９の下方には、感光ドラム４から掻き落とされた廃トナーを収容する空間が設けられており、収容された廃トナーは、図示せぬ廃トナー回収器に搬送される。

感光ドラム４、現像ローラ５、供給ローラ６、及び帯電ローラ７は、図２中矢印方向にそれぞれ回転する。転写ベルト１２により搬送される用紙Ｐの到達タイミングに合わせて、回転する感光ドラム４に対峙する位置に配置された転写ローラ１４には、所定のバイアス電圧が印加され、感光ドラム４表面に現像された現像剤像は用紙Ｐに転写される。

次に、現像ローラ５について説明する。図３−１は、現像ローラ５の構成を説明するための概略図である。また、図３−２は、現像ローラ５の断面概略図である。

図３−１、及び図３−２に示すように、現像ローラ５は、ＳＵＭからなる導電性支持体としての芯金２１の外周面に沿ってウレタンゴムを主成分とする弾性層２２が形成されている。そして、弾性層２２表面を所定の表面粗さとなるように研磨後、帯電性付与剤、表面改質剤、導電性付与剤等を含む処理液で表面処理することにより形成された表層２３とを備える。

ウレタンゴムを主成分とする弾性層２２には、エーテル系ポリオールとポリイソシアネートとを反応させることにより得られる注型タイプのポリウレタンを用いることができる。また、弾性層２２には、導電性付与剤が配合されている。導電性付与剤としては、電子導電性を付与するものであれば、特に制限はなく、例えば、一次粒径１５ｎｍ−４０ｎｍのカーボンブラックを用いることができる。

そして、弾性層２２の表面処理に用いられる処理液としては、２，６−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、３，３−ジメチルジフェニル−４，４’−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、又はヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）等のイソシアネート化合物とポリオールとからなるウレタンプレポリマーを主成分とするウレタン成分の処理液を用いることができる。また、該処理液には、一次粒径が１５ｎｍ−４０ｎｍのカーボンブラック、及び一次粒径が０．５μｍ−２．０μｍのシリコーン系添加剤が、ウレタンプレポリマー成分に対して２−４０重量％の割合でそれぞれ添加されている。

また、処理液に用いられる有機溶媒としては、イソシアネート化合物であるウレタンプレポリマー成分を溶解できるものであれば、特に制限はなく、例えば、酢酸エチル、メチルエチルケトン、又はトルエン等を用いることができる。

このような処理液を用いて表面処理を施した現像ローラ５表面の拡大図を図３−３、図３−２における表層拡大図を図３−４に示す。図３−３、及び図３−４に示すように、表層２３には、ウレタン成分を主成分とする山部ａと、シリコーン成分を主成分とする谷部ｂとが形成されている。

具体的には、図３−３における部分拡大図である図４−１、及び図４−１における断面図である図４−２に示すように、表層２３を構成する山部ａは主にウレタン成分２４で構成され、山部ａの間である谷部ｂは、無数に存在する粒状のカーボンブラック２５の上部にシリコーン成分２６が積層されて構成されている。シリコーン系添加剤、及びカーボンブラックは、製法上表面張力の影響により、谷部ｂに溜まりやすく、また、それぞれの相互作用に係る力が弱いため、上記のような表層構造となる。

次に、上記構成を有する現像装置１による現像プロセスについて説明する。

まず、図示せぬ制御部から画像形成指示が入力されると、図示せぬ駆動制御部は駆動モータの回転を開始させる。駆動モータが回転を開始すると、その駆動力は、プリンタ１００本体に配設された図示せぬ複数のギアを介してドラムギアに伝達され、感光ドラム４は回転を開始する。

また、現像ローラ５は、ドラムギアから現像ローラギアに駆動力が伝達することにより、回転を開始する。同様に、供給ローラ６は、現像ギアからアイドルギアを介して供給ローラギアへ駆動力が伝達されることにより回転を開始する。

一方、これと同時に、ドラムギアからチャージギアに駆動力が伝達されることにより帯電ローラ７が、ドラムギアから転写ギアに駆動力が伝達されることにより転写ローラ１４がそれぞれ回転を開始する。なお、それぞれのローラ、感光ドラム４の回転方向は、図２中の矢印で示した方向である。

そして、帯電ローラ７に印加された帯電ローラバイアス電圧と、その回転により感光ドラム４の表面は一様均一に帯電される（例えば、−６００Ｖ）。感光ドラム４表面の帯電された部分がＬＥＤヘッド１３の下方に到達すると、図示せぬヘッド駆動制御部の制御に従い、ＬＥＤヘッド１３は入力された画像情報に基づく発光を行い、感光ドラム４表面上に潜像を形成させる。

ところで、供給ローラ６には、例えば、−３０５Ｖの供給ローラバイアス電圧が印加されており、現像ローラ５には、例えば、−２０５Ｖの現像ローラバイアス電圧が印加されている。感光ドラム４表面に形成された潜像部分が現像ローラ５にまで到達すると、感光ドラム４表面上の潜像（例えば、−２０Ｖ）と現像ローラ５との電位差により、規制ブレード８によって薄層化された現像ローラ５上のトナー３が感光ドラム４表面上の潜像部分に付着することで潜像部分は可視像化され、現像剤像が現像される。なお、感光ドラム４の回転開始で始まるこの現像プロセスは、以下に説明するプリンタ１００による画像形成プロセスにおける所定のタイミングが開始される。

次に、プリンタ１００の画像形成プロセスについて説明する。

図１に示した給紙カセット１０に収容された用紙Ｐは、給紙ローラによって給紙カセット１０から図１中矢印方向に一枚ずつ取り出される。その後、媒体搬送経路に沿って、搬送ローラ１１によって斜行が矯正されながら、現像装置１に搬送される。なお、上述した現像プロセスは、用紙Ｐが現像装置１に搬送される間の所定のタイミングで開始される。

そして、図示せぬ転写ローラ用電源によって転写バイアスが印加された転写ローラ１４によって、上記の現像プロセスによって感光ドラム４表面上に形成された現像剤像を用紙Ｐに転写する転写プロセスが行われる。

その後、用紙Ｐは定着ローラ１５１と加圧ローラ１５２とを備えた定着装置１５へと搬送される。現像剤像が転写された用紙Ｐは、図示せぬ温度制御手段によって制御されて所定の表面温度に保たれた定着ローラ１５１と加圧ローラ１５１との間に搬送される。そこで、定着ローラ１５１の熱が用紙Ｐ上のトナー３を溶融させ、さらに用紙Ｐ上で溶融したトナー３を定着ローラ１５１と加圧ローラ１５２との圧接部で加圧することにより、現像剤像が用紙Ｐ上に定着する。

現像剤像が定着した用紙Ｐは、排紙トレイ１６に排出される。

なお、現像剤像が転写された後の感光ドラム４の表面には、カブリトナーや転写残トナーが残留する場合がある。この残留したトナーは、クリーニングブレード９によって除去される。クリーニングブレード９は、感光ドラム４の表面の所定の位置に当接するように配設され、感光ドラム４の回転に伴い、残留したトナーを除去する。なお、クリーニングされた感光ドラム４は繰り返し使用される。

［実施例１］
実施例１に係る感光ドラム４には、金属シャフトとしてアルミニウムシャフトの外周面に光導電層としての電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層した構成の有機感光体を用いた。なお、感光ドラム４の外径は３０．０ｍｍであり、感光ドラム４に対して現像ローラ５が０．１ｍｍ押し込まれている。

実施例１に係るトナー３には、平均粒径５．５μｍの非磁性一成分の負帯電粉砕トナーであり、バインダー樹脂としてポリエステル樹脂のものを用いた。トナー３の飽和帯電量は、−４４μＣ／ｇである。

実施例１に係る供給ローラ６には、ＳＵＭからなる、径６ｍｍの金属シャフトの外周面に沿って、導電性を付与したスポンジ層を形成した外径１５．８ｍｍのものを用いた。供給ローラ６の中央部はクラウン形状であり、その中央部の径は１６．２ｍｍである。また、供給ローラ６と現像ローラ５との中心間距離は１４．７５ｍｍに設定した。

実施例１に係る規制ブレード８には、ＳＵＳからなる、板厚０．０８ｍｍのものを用いた。現像ローラ５と当接する一端側先端部における曲げ部の曲率半径Ｒは、０．１８ｍｍであり、表面粗さは、十点平均粗さでＲｚ＝０．６μｍである。

実施例１に係る現像ローラ５には、径１２ｍｍの芯金２１の外周面に形成されたウレタンゴムを主成分とする弾性層２２を備えるものを用いた。そして、弾性層２２の表面は、表面粗さが、十点平均粗さＲｚ＝５μｍ-１０μｍ、好ましくは７μｍ程度（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）となるように研磨処理を施した。

（処理液の調整）
実施例１に係る処理液には、酢酸エチル１００重量部、ウレタン成分であるウレタンプレポリマー２０重量部、シリコーン系添加剤２重量部、及びカーボンブラック３重量部を配合し、ボールミルで３時間分散混合させたものを用いた。

（弾性層表面処理）
上記表面粗さを示す弾性層２２を２３℃の温度に保った処理液にディッピング製法を用いて３０秒浸漬させた。３０秒後、処理液から引き出し、直ちに弾性層２２に付着している処理液を不織布でふき取った後、１２０℃の温度に保たれたオーブンで１時間加熱して表層２３を形成させた。なお、不織布による弾性層２２のふき取りは、処理液から引き出した後、２分以内に行うことが好ましい。このようにして形成された表層２３の山部ａと谷部ｂとの間隔Ｓｍは、１０μｍであった。

［比較例１］
比較例１における現像ローラ５は、実施例と同様に、径１２ｍｍの芯金２１の外周面に形成されたウレタンゴムを主成分とする弾性層２２を備えるものを用いたものであるが、表層２３がウレタン成分のみで構成されている。図５−１は、比較例１に係る現像ローラ５表面の部分拡大図であり、図５−２は、図５−１における断面図である。図５−１、及び図５−２に示すように、表層２３を構成する山部は主にウレタン成分２４で構成され、山部の間である谷部は、無数に存在する粒状のカーボンブラック２５で構成されている。

（処理液の調整）
比較例１に係る処理液には、酢酸エチル１００重量部、ウレタン成分であるウレタンプレポリマー２０重量部、及びカーボンブラック３重量部を配合し、ボールミルで３時間分散混合させたものを用いた。

（弾性層表面処理）
実施例１と略同じ表面粗さを示す弾性層２２を２３℃の温度に保った処理液にディッピング製法を用いて３０秒浸漬させた。３０秒後、処理液から引き出し、直ちに弾性層２２に付着している処理液を不織布でふき取った後、１２０℃の温度に保たれたオーブンで１時間加熱して表層２３を形成させた。

［比較例２］
比較例２における現像ローラ５は、実施例と同様に、径１２ｍｍの芯金２１の外周面に形成されたウレタンゴムを主成分とする弾性層２２を備えるものを用いたものであるが、表層２３がシリコーン成分のみで構成されている。図６−１は、比較例２に係る現像ローラ５表面の部分拡大図であり、図６−２は、図６−１の断面図である。図６−１、及び図６−２に示すように、表層２３を構成する山部は主にシリコーン成分２６で構成され、山部の間である谷部は、無数に存在する粒状のカーボンブラック２５で構成されている。

（処理液の調整）
比較例２に係る処理液には、酢酸エチル１００重量部、シリコーン成分であるシリコーン樹脂２０重量部、及びカーボンブラック３重量部を配合し、ボールミルで３時間分散混合させたものを用いた。

（弾性層表面処理）
実施例１と略同じ表面粗さを示す弾性層２２を２３℃の温度に保った処理液にディッピング製法を用いて３０秒浸漬させた。３０秒後、処理液から引き出し、直ちに弾性層２２に付着している処理液を不織布でふき取った後、１２０℃の温度に保たれたオーブンで１時間加熱して表層２３を形成させた。

次に、作製した実施例１、比較例１、比較例２に係る現像ローラをそれぞれ用い、白地カブリ評価、及び印刷評価を行った。

画像印刷は、電子写真プリンタＣ８８００ｄｎ（解像度６００ｄｐｉ、株式会社沖データ製）を使用した。トナーには、平均粒径５．５μｍの非磁性一成分の負帯電性粉砕トナーを用いた。そして、印刷時における感光ドラムの回転速度は１０６ｒｐｍ、印刷速度は３３ｐｐｍとした。印刷時のバイアス条件は、帯電ローラバイアス電圧を−１０５０Ｖ、感光ドラム表面電位を約−６００Ｖ、現像ローラバイアス電圧を−２０５Ｖ、供給ローラバイアス電圧を−３０５Ｖとした。なお、印刷環境は、温度２３℃４５％ＲＨである。なお、本評価で使用する現像装置は初期品を使用するものとする。

（白地カブリ評価）
上述した画像印刷条件で白紙画像を現像中に停止させ、現像後転写前の感光ドラム上のトナーを粘着テープ（住友スリーエム社製、スコッチテープ）側に付着させた後に用紙に貼り付けた。そして、粘着テープのみを用紙に貼り付けた場合との色差△Ｅを分光測色計（コニカミノルタ社製、ＣＭ−２６００ｄ）を用いて測定した。ここで、色差△Ｅの値が小さい場合、カブリトナーが少ないことを示している。色差△Ｅの値が１．０よりも大きい場合、粘着テープ上のカブリトナーを目視でも容易に確認することができるため、本評価では、色差△Ｅの値が１．０未満の場合を○、色差△Ｅの値が１．０以上の場合を×とした。

（印刷評価）
印刷評価は、１００％濃度パターンを用紙に印刷して得られる印刷物の濃度が薄くなっているか否かで評価する。分光色彩濃度計Ｘ−Ｒｉｔｅ５２８（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）を用い、１枚の用紙の印刷方向から見て上部から１５ｍｍの箇所の濃度を測定する。ここで、ＯＤ値が１．４未満である場合、濃度として物足りなく見えるため、本評価では、ＯＤ値が１．４以上である場合を○、ＯＤ値が１．４未満の場合を×とした。

白地カブリ評価、及び印刷評価の結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例において、印刷評価の結果である初期濃度の値は１．４７で評価○、白地カブリ評価の結果である初期カブリの値は０．５２で評価○であった。これは、実施例に係る現像ローラの表面構造が、ウレタン成分を主成分とする山部、及び導電剤たるカーボンブラックの上部に摩擦帯電列が上位であるシリコーン成分が積層されて形成された谷部を有する構造であるため、シリコーン成分に正電荷が溜まらず、うまく該正電荷をリークさせることができたためだと考えられる。また、谷部は、カーボンブラックからなる海部、シリコーン成分からなる島部といった、所謂、海島構造を有しているため、トナーを効率的に帯電させやすい。これらのことから、実施例は、印刷評価における高評価と、白地カブリ評価におけるカブリ発生抑制とを両立できたものと考えられる。

実施例に対して、比較例１では、初期濃度の値は１．５２で評価○であったものの、初期カブリの値は１．０６で評価×であった。一般的に、カブリの発生は現像ローラの帯電能力に起因していることが知られている。したがって、表層がウレタン成分のみで構成されている比較例１においては、現像ローラとしての帯電能力が不足しているゆえ、カブリの発生を抑制できなかったものと思われる。

そして、比較例２では、初期濃度の値は１．０６で評価×であったものの、初期カブリの値は０．２３で評価○であった。比較例２で用いたシリコーン樹脂は、摩擦帯電列が上位であり、高い帯電特性を有する。したがって、比較例２に係るシリコーン樹脂は、カブリの発生抑制には効果的であるものの、トナーの帯電極性とは逆の正の電荷を溜めやすい。さらに、比較例２においては、山部は主にシリコーン成分で構成されており、カーボンブラックの分布が小さいため、実施例と比較してうまく正電荷をリークさせることができない。その結果、帯電したトナーが現像ローラ表面に留まることとなり、結果として印刷評価における低評価に繋がったものと思われる。さらに、導電剤たるカーボンブラックは、凝集しやすいといった特徴を有する。製法上、表面張力の影響でカーボンブラックは谷部に留まるため、シリコーン成分近傍（下部、又はその周辺）に該カーボンブラックを配することができないことも印刷評価における低評価の一因として挙げられる。

上記の結果より、印刷評価における高評価と、白地カブリ評価におけるカブリ発生抑制とを両立させるためには、現像ローラ表層の山部にウレタン成分、谷部にシリコーン成分を有し、該シリコーン成分の下部、又はその周辺に正の電荷をリークさせる導電剤を配する構造が必要であることが確認された。

前述したように、使用を開始した初期の負帯電トナーとの組み合わせにおける帯電性が低く、トナーが非画像領域に付着しカブリが発生することがあった。そのため、カブリの発生を抑制しようとして、現像ローラ側の帯電能力を向上させるために、現像ローラ表面の表面粗さを調整するという手法はあるものの、現像ローラフィルミング、地汚れといった問題が生じ、印刷評価における高評価と、白地カブリ評価におけるカブリ発生抑制とを両立させることは難しい。しかしながら、本発明に係る第１の実施形態によれば、現像ローラ表層の山部にウレタン成分、谷部にシリコーン成分を有し、該シリコーン成分の下部、又はその周辺に正の電荷をリークさせる導電剤を配する構造とすることで、印刷評価における高評価と、白地カブリ評価におけるカブリ発生抑制とを両立させることができる。

[第２の実施形態]
第２の実施形態においては、従来技術の問題点である耐久性の向上、すなわち、現像ローラフィルミングの発生を解決できる条件を検討した。下記に示す実施例、及び比較例は第１の実施形態で説明したイソシアネート化合物とポリオールの配合比を調整したものである。なお、現像ローラ表面の硬さ測定には、アスカーＣ硬度計（高分子計器社製）を用い、現像ローラ芯金の両端を固定し測定した。

実施例２：硬度 ７７°
実施例３：硬度 ７８°
実施例４：硬度 ８０°
比較例３：硬度 ７５°
比較例４：硬度 ８３°

次に、作製した実施例２、実施例３、実施例４、比較例３、比較例４に係る現像ローラをそれぞれ用い、画像印刷耐久試験、印刷評価（現像ローラフィルミング）、及び放置評価（現像ローラ周期筋評価）を行った。

画像印刷耐久試験は、電子写真プリンタＣ８８００ｄｎ（解像度６００ｄｐｉ、株式会社沖データ製）を使用した。トナーには、平均粒径５．５μｍの非磁性一成分の負帯電性粉砕トナーを用いた。そして、印刷時における感光ドラムの回転速度は１０６ｒｐｍ、印刷速度は３３ｐｐｍとした。印刷時のバイアス条件は、帯電ローラバイアス電圧を−１０５０Ｖ、感光ドラム表面電位を約−６００Ｖ、現像ローラバイアス電圧を−２０５Ｖ、供給ローラバイアス電圧を−３０５Ｖとした。なお、印刷環境は、２３℃４５％ＲＨである。連続印刷耐久試験は、用紙としてＡ４判の用紙（エクセレントホワイト：沖データ社製）の横送りで行った。試験の画像は１００％濃度パターンを印刷枚数の３％、残りは白紙パターンを使用した。また、印刷枚数が３５０００枚となるように連続印刷を行った。

印刷評価（現像ローラフィルミング）
印刷評価は、１００％濃度パターンを用紙に印刷して得られる印刷物の濃度が薄くなっているか否かで評価する。分光色彩濃度計Ｘ−Ｒｉｔｅ５２８（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）を用い、１枚の用紙の印刷方向から見て上部、及び下部から１５ｍｍの箇所の濃度をそれぞれ測定する。ここで、ＯＤ値の上部、下部の上下濃度差が０．２以上の場合、濃度段差が顕著なため、上下濃度差が０．２未満である場合を○、上下濃度差が０．２以上の場合を×とした。

放置評価（現像ローラ周期筋評価）
放置評価は、現像ローラを回転させずに５０℃５５％ＲＨの環境下で１ヶ月放置後、５０％濃度パターンを用紙に印刷し、現像ローラ回転周期での筋の発生状況を確認した。ここで、現像ローラ周期筋無しの場合を○、現像ローラ周期筋有りの場合を×とした。

印刷評価（現像ローラフィルミング）、及び放置評価（現像ローラ周期筋評価）の結果を表２に示す。

表２に示すように、アスカーＣ硬度が７５°と低すぎると（比較例３）、感光ドラムと現像ローラとの当接部（ニップ部）のヘコミが増加し、現像ローラ回転周期での筋の発生が顕著となっている。逆に、アスカーＣ硬度が８３°と高すぎると（比較例４）、トナーにかかる負担が増大することでトナーの劣化が促進され、印刷濃度が低下して現像ローラフィルミングが発生していることが分かった。

そして、実施例２、実施例３、及び実施例４のように、アスカーＣ硬度が７７°〜８０°までであれば、現像ローラは耐久試験におけるフィルミング、及びヘコミの程度が良好である。

以上のように、第２の実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、現像ローラ表面の硬度を、アスカーＣ硬度で７７°〜８０°とすることで、耐久性の向上、すなわち、現像ローラフィルミングの発生を解決することができる。

本発明にかかる実施形態においては、画像形成装置として、プリンタを一例として説明したが、プリンタ以外にも、例えば、ＭＦＰ（Multi Function Peripheral）、ファクシミリ、複写装置等にも本発明を適用することが可能である。

１Ｋ、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ 現像装置
２ トナーカートリッジ
３ トナー
４Ｋ、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ 感光ドラム
５ 現像ローラ
６ 供給ローラ
７ 帯電ローラ
８ 規制ブレード
９ クリーニングブレード
１０ 給紙カセット
１１ 搬送ローラ
１２ 転写ベルト
１３Ｋ、１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ ＬＥＤヘッド
１４Ｋ、１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ 転写ローラ
１５ 定着装置
２１ 芯金
２２ 弾性層
２３ 表層
１００ プリンタ
１５１ 定着ローラ
１５２ 加圧ローラ

Claims (6)

1. 潜像担持体上に形成された潜像に現像剤を供給することで前記潜像を可視化させる現像剤担持体を備え、
   前記現像剤担持体は、
   導電性支持体の外周面に形成され、ウレタンゴムを主成分とする弾性層と、
   前記弾性層の表面を、ウレタンポリマー、シリコーン樹脂粒子、及び導電剤を含む処理液で処理することにより形成された表層とを備え、
   前記表層は、
   前記ウレタンゴムを含む山部と、
   前記シリコーン樹脂粒子と前記導電剤とが積層する谷部と、を有することを特徴とする現像装置。
   
2. 前記谷部では、前記シリコーン樹脂粒子の下方に前記導電剤が積層されていることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
   
3. 前記表層のアスカーＣ硬度が７７°以上８０°以下であることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
4. 前記表層は、前記弾性層の研磨処理、前記処理液による浸漬処理、残留する前記処理液のふき取り処理により形成されることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
5. 残留する前記処理液のふき取り処理は、前記浸漬処理後、２分以内に行うことを特徴とする請求項４記載の現像装置。
6. 請求項１乃至請求項５の何れかに記載の現像装置と、
   前記潜像を可視化するために供給された前記現像剤を記録媒体に転写する転写部と、
   前記記録媒体に転写された前記現像剤を定着させる定着部とを備えることを特徴とする画像形成装置。