JP6021795B2 - 現像ローラー、現像装置、画像形成装置、現像ローラーの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体の外周面に非接触で対向配置される現像ローラーの技術に関する。

電子写真方式によって用紙に画像を形成する複写機やプリンター等の画像形成装置には現像装置が搭載されている。現像装置は、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像をトナーで現像する。現像方式としては、磁性キャリアとトナーとを含む２成分現像剤を使用して像担持体にトナー像を現像する所謂２成分現像方式が知られている。２成分現像方式の一例として、従来から、インタラクティブタッチダウン現像方式と称する非接触による現像方式が知られている。前記インタラクティブタッチダウン現像方式では、前記像担持体から所定のギャップを隔てて配置された現像ローラーと、内部に磁石が設けられた磁気ローラーとが用いられる。前記磁気ローラーは、トナーとともに磁性キャリアを磁気的に汲み上げて表面に保持する。前記磁気ローラーは、磁気ブラシによって現像ローラーにトナーのみを転移させ、現像ローラー上にトナーの薄層を形成する。そして、現像ローラーに印加された交流成分を含む現像バイアスによって生じた交流電界により現像ローラーから前記像担持体の静電潜像へトナーを飛ばして付着させる。

この種の現像装置に用いられている現像ローラーは、アルミニウム製の基体の表面にアルマイト層がコーティングされ、更にその表面に導電性を有する樹脂コート層がコーティングされたものが知られている（特許文献１及び２参照）。前記樹脂コート層は、絶縁性の高い樹脂材料に酸化チタンなどの導電剤を混在させることにより、前記導電性を実現している。なお、前記アルマイト層は、前記像担持体と前記現像ローラーとの間でリークが発生するのを抑制する役割を担っている。

特開２０１１−１６４１２５号公報 特開２０１２−４７８７６号公報

現像ローラーのアルマイト層は、前記基体を陽極としてアルミニウムを酸性水溶液の電解浴槽に浸して電流を流すことにより、電気化学的な処理（アルマイト処理又は陽極酸化処理と称されている）によって前記基体の表面に形成された酸化アルミニウム皮膜である。前記アルマイト層の表面に樹脂コート層を形成する場合、樹脂材料及び導電剤をメタノールなどの溶剤に混合させた混合液を作成し、その混合液を前記アルマイト層の表面に塗布する。その後、塗布された混合液を乾燥させることにより、前記樹脂コート層が形成される。前記混合液の乾燥過程において、現像ローラーは高温環境（例えば９０℃〜１３０℃）に置かれる。前記アルマイトは、素材であるアルミニウムの熱膨張係数との差により、高温環境に置かれるとクラックを生じ易い性質を有する。したがって、前記樹脂コート層の乾燥過程において前記アルマイト層には現像ローラーの長手方向に微小な多数のクラックが発生する。また、前記樹脂コート層の乾燥過程では、加えられた熱によってベナール・セル現象による溶剤の対流が発生し、その対流は導電剤を移動させる。導電剤は乾燥が進むにつれて前記樹脂コート層の厚み方向に偏在する。具体的には、導電剤は前記樹脂コート層においてアルマイト層側に偏在し、場合によっては、前記樹脂コート層の表面側にも偏在する。このような偏在は、前記対流や、前記乾燥過程における溶剤の乾燥速度、乾燥時に内部から表面側へ移動する溶剤の移動速度、樹脂コート及び酸化チタンの比重差、溶剤に対する親和性など様々な要因によって生じうる。導電剤の偏在は、前記樹脂コート層における導電特性が不均一になるだけでなく、表面に偏在した導電剤によって表面抵抗が低下してリークが発生し易くなる原因となる。また、乾燥過程にクラックが発生すると、アルマイト層側に偏在していた導電剤がクラックに入り込み易くなる。前記クラックに多くの導電剤が入り込むとアルマイト層の抵抗値が低下して更にリークが発生し易くなる。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、リークの発生を抑制することが可能な現像ローラー、現像装置、画像形成装置、現像ローラーの製造方法を提供することにある。

本発明の一の局面に係る現像ローラーは、像担持体の外周面に非接触で対向配置されるローラー本体を備える。前記ローラー本体は、アルミニウムを含む金属からなる基体の外周面に形成された酸化アルミニウム薄膜と、所定の熱処理が施された前記酸化アルミニウム薄膜の表面に形成された樹脂材料からなる導電性を有する樹脂コート層とを有する。

本発明の他の局面に係る現像装置は、前記現像ローラーと、磁気ローラーと、を備えている。前記磁気ローラーは、トナー及び磁性キャリアからなる磁気ブラシによって前記現像ローラーの表面にトナー層を形成する。なお、前記現像ローラーと前記磁気ローラーとの間に電圧が印加されることにより、前記磁気ブラシによって前記磁気ローラーの表面にトナー層が形成される。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、前記現像装置を備える。

本発明の他の局面に係る現像ローラーの製造方法は、次の各工程を有する。第１の工程は、アルミニウムを含む金属からなる基体の外周面に陽極酸化処理によって酸化アルミニウム薄膜を形成する。第２の工程は、前記酸化アルミニウム薄膜の表面を熱処理する。第３の工程は、前記熱処理後の前記酸化アルミニウム薄膜の表面にディッピング方式により樹脂材料からなる導電性を有する樹脂コート層を形成する。

本発明によれば、現像ローラーにおけるリークの発生を抑制することが可能である。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す模式図である。 図１の画像形成装置が備える制御部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る現像装置の構成を示す断面図である。 現像装置が備える現像ローラーの現像スリーブの構成を示す断面図である。 現像スリーブについての比較例１〜３、及び実施例１〜１８を示す表である。測定するための実験装置を示す図である。

以下、適宜図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明を具体化した一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、本発明の実施形態は適宜変更できる。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０（本発明の画像形成装置の一例）の概略構成を示す模式図である。図１に示されるように、画像形成装置１０は、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置であり、複数の画像形成部１〜４と、中間転写ベルト５と、駆動ローラー７Ａと、従動ローラー７Ｂと、二次転写装置１５と、定着装置１６と、制御部８と、給紙トレイ１７と、排紙トレイ１８と、を備えている。なお、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の具体例は、カラー画像又はモノクロ画像を形成可能なプリンターや複写機、ファクシミリ、これらの各機能を備えた複合機である。

画像形成部１〜４は、電子写真方式に基づいて画像を形成するものである。画像形成部１〜４は、並設された複数の感光体ドラム１１〜１４（本発明の像担持体の一例）それぞれに色の異なるトナー像を形成し、そのトナー像を走行中（移動中）の中間転写ベルト５に順次重ね合わせて転写する。図１に示される例では、中間転写ベルト５の移動方向（矢印１９方向）の下流側から順に、ブラック用の画像形成部１、イエロー用の画像形成部２、シアン用の画像形成部３、及びマゼンタ用の画像形成部４がその順番で一列に配置されている。

画像形成部１〜４それぞれは、感光体ドラム１１〜１４、帯電装置２１〜２４、露光装置３１〜３４、現像装置４１〜４４（本発明の現像装置の一例）、一次転写装置５１〜５４等を備えている。感光体ドラム１１〜１４は、その表面にトナー像を担持する。帯電装置２１〜２４は、対応する感光体ドラム１１〜１４の表面を所定の電位に帯電させる。露光装置３１〜３４は、帯電された感光体ドラム１１〜１４の表面を露光して光を走査することにより静電潜像を形成する。現像装置４１〜４４は、感光体ドラム１１〜１４上の静電潜像をトナーによって現像する。一次転写装置５１〜５４は、回転する感光体ドラム１１〜１４上のトナー像を中間転写ベルト５に転写する。なお、図１には示されていないが、各画像形成部１〜４は、感光体ドラム１１〜１４上に残存したトナー像を除去するクリーニング装置も備えている。

中間転写ベルト５は、例えばゴムやウレタン等の素材からなる無端環状のベルトである。中間転写ベルト５は、駆動ローラー７Ａ及び従動ローラー７Ｂによって回転駆動可能に支持されている。駆動ローラー７Ａは定着装置１６に近い位置（図１において左側）に配置されており、従動ローラー７Ｂは定着装置１６から離れた位置（図１において右側）に配置されている。駆動ローラー７Ａの表面は中間転写ベルト５との摩擦力を高めるために例えばゴムやウレタン等の素材で形成されている。駆動ローラー７Ａ及び従動ローラー７Ｂによって支持されることにより、中間転写ベルト５は、その表面が各感光体ドラム１１〜１４の表面に接しながら移動（走行）可能となる。そして、中間転写ベルト５は、その表面が感光体ドラム１１〜１４と一次転写装置５１〜５４との間を通過する際に、感光体ドラム１１〜１４からトナー像が順に重ね合わせて転写される。

二次転写装置１５は、中間転写ベルト５に転写されたトナー像を給紙トレイ１７から搬送されてきた印刷用紙に転写させる。トナー像が転写された印刷用紙は、図示しない搬送手段によって定着装置１６に搬送される。定着装置１６は、高温に加熱された加熱ローラー１６Ａと、この加熱ローラー１６Ａに対向配置された加圧ローラー１６Ｂとを有する。定着装置１６に搬送された印刷用紙は、加熱ローラー１６Ａと加圧ローラー１６Ｂとによって挟持されつつ搬送されることによって、トナー像が印刷用紙に溶着される。その後、印刷用紙は排紙トレイ１８に排出される。

このように、画像形成装置１０は、複数の画像形成部１〜４によって各色のトナー像を走行中の中間転写ベルト５上に重ねて転写することにより、カラーのトナー像を中間転写ベルト５の表面に形成させる。そして、そのカラーのトナー像は、二次転写装置１５によって中間転写ベルト５から印刷用紙へ転写される。これにより、印刷用紙上にカラー画像が形成される。なお、中間転写ベルト５を搬送ベルトとして用い、その搬送ベルト上に搬送される印刷用紙にトナー像が直接に重ね合わせて転写される構成や、中間転写ベルト５に代えてローラー状の中間転写部材を用いることも他の実施例として考えられる。

制御部８は、画像形成装置１０を統括的に制御する。制御部８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、モータードライバー等を有している。前記ＲＡＭは揮発性の記憶媒体、前記ＥＥＰＲＯＭは不揮発性の記憶媒体である。前記ＲＡＭおよび前記ＥＥＰＲＯＭは、前記ＣＰＵが実行する各種の処理の一時記憶メモリーとして使用される。前記モータードライバーは、前記ＣＰＵからの制御信号に基づいて各種用途のモーター（不図示）を駆動制御する。

また、制御部８は、図２に示されるように、第１バイアス回路７１、第２バイアス回路７２、および電圧可変装置７３を有している。第１バイアス回路７１は、現像装置４１〜４４が備える現像ローラー６３（図３参照）に電圧を印加する。また、第２バイアス回路７２は、現像装置４１〜４４が備える磁気ローラー６２（図３参照）に電圧を印加する。電圧可変装置７３は、現像ローラー６３および磁気ローラー６２に印加される電圧を可変する。

図３は、画像形成部１が備える現像装置４１の構成を示す断面図である。以下、図３を参照して、現像装置４１の構成について説明する。なお、他の現像装置４２〜４４は、現像装置４１と同じ構成であるため、その詳細な説明を省略する。

現像装置４１は、感光体ドラム１１に対して非接触状態でトナーを静電潜像に静電的に付着させる現像方式であって、インタラクティブタッチダウン現像方式と称される現像方式によって現像する装置である。図３に示されるように、現像装置４１は、トナーを含む２成分現像剤（以下、単に現像剤ともいう。）が収納される現像容器６０を備えている。現像容器６０は仕切壁６０Ａによって第１撹拌室６０Ｂ及び第２撹拌室６０Ｃに区画されている。第１撹拌室６０Ｂ及び第２撹拌室６０Ｃそれぞれに、現像剤が収容されている。第１撹拌室６０Ｂには第１撹拌スクリュー６１Ａが回転可能に設けられている。第２撹拌室６０Ｃには第２撹拌スクリュー６１Ｂが回転可能に設けられている。第１撹拌スクリュー６１Ａ及び第２撹拌スクリュー６１Ｂは、トナーコンテナ（不図示）から現像容器６０に供給されたトナーを磁性キャリアと混合して撹拌し、前記トナーを帯電させる。

現像容器６０内に磁気ローラー６２及び現像ローラー６３（本発明の現像ローラーの一例）が設けられている。磁気ローラー６２は、トナーが付着された磁性キャリアがローラー面に保持されるものである。この磁気ローラー６２は、トナーが付着された磁性キャリアからなる後述の磁気ブラシによって現像ローラー６３の表面にトナー層を形成する。現像ローラー６３は、磁気ローラー６２に対向して配置されている。具体的には、磁気ローラー６２は、第２撹拌スクリュー６１Ｂの上方に配置されている。現像ローラー６３は、磁気ローラー６２の左斜め上方に、磁気ローラー６２と所定のギャップを隔てた状態で対向するように配置されている。また、現像ローラー６３は、現像容器６０の開口６４側（図３の左側）において感光体ドラム１１に所定のギャップを隔てた状態で対向している。つまり、現像ローラー６３は、感光体ドラム１１の外周面に対向するように配置されている。磁気ローラー６２及び現像ローラー６３は、図３において時計回転方向（矢印９１，９２参照）へ回転される。

磁気ローラー６２は、非磁性の回転スリーブ６２Ａと、複数の磁極を有する磁気ローラー側磁極６２Ｂとにより構成されている。回転スリーブ６２Ａは、現像装置４１のフレーム（不図示）に回転可能に支持されている。磁気ローラー側磁極６２Ｂは、回転スリーブ６２Ａに内包されている。つまり、磁気ローラー６２の内部に磁気ローラー側磁極６２Ｂが設けられている。磁気ローラー側磁極６２Ｂは、回転スリーブ６２Ａ内で固定されている。本実施形態では、磁気ローラー側磁極６２Ｂは、主極７５、規制極（穂切り用磁極）７６、搬送極７７、剥離極７８、及び汲上極７９の５極の磁極を有する。各磁極７５〜７９は、例えば、磁力を発生する永久磁石で構成されている。

主極７５は、その磁極面が現像ローラー６３側に向けられた状態で磁気ローラー側磁極６２Ｂに取り付けられている。この主極７５は、現像ローラー６３が備える現像ローラー側磁極６３Ｂとの間で引き合う方向の磁界を形成する。

現像容器６０には穂切りブレード６５が設けられている。穂切りブレード６５は、磁気ローラー６２の長手方向（図３の紙面に垂直な方向）に沿って取り付けられている。穂切りブレード６５は、磁気ローラー６２の回転方向（矢印９２参照）において、現像ローラー６３と磁気ローラー６２との対向位置よりも上流側に配置されている。穂切りブレード６５の先端部と磁気ローラー６２のローラー面との間には僅かなギャップ（隙間）が形成されている。

規制極７６は、その磁極面が穂切りブレード６５側に向けられた状態で磁気ローラー側磁極６２Ｂに取り付けられている。つまり、規制極７６と穂切りブレード６５とは互いに対向するように配置されている。穂切りブレード６５は、例えば、非磁性体或いは磁性体で構成されている。穂切りブレード６５に磁気ローラー側磁極６２Ｂの規制極７６が対向するため、穂切りブレード６５の先端と回転スリーブ６２Ａとのギャップに引き合う方向の磁界が発生する。この磁界により、穂切りブレード６５と回転スリーブ６２Ａとの間に、トナー及び磁性キャリアからなる磁気ブラシが形成される。

現像ローラー６３は、円筒状の現像スリーブ６３Ａ（本発明のローラー本体の一例）と、現像ローラー側磁極６３Ｂとにより構成されている。現像スリーブ６３Ａは、現像装置４１のフレーム（不図示）に回転可能に支持されている。

図４に示されるように、現像スリーブ６３Ａは、アルミニウム製の素管からなる筒形状の基体８１で構成されており、その外周面にアルマイト層８２がアルマイト処理によりコーティングされている。前記アルマイト処理は、陽極酸化処理とも呼ばれており、硫酸などの酸性水溶液を電解浴（処理浴）とした電解槽に電極としてアルミニウムの基体８１を浸し、これを直流又は交流で電気分解することにより、基体８１の表面に酸化アルミニウム皮膜を形成する処理である。このアルマイト処理により、基体８１の表面に５〜１００μｍの酸化アルミニウム皮膜を形成することが可能である。アルマイト層８２としては、例えば、硫酸アルマイト、シュウ酸アルマイト、有機混酸を用いて電解液温度を常温とすることで得られるアルマイトなどが適用可能である。

そして、アルマイト層８２の表面に樹脂材料からなる導電性を有する樹脂コート層８３（本発明の樹脂コート層の一例）がコーティングされている。つまり、現像スリーブ６３Ａは、基体８１の外周面にアルマイト層８２が形成されており、そのアルマイト層８２の表面に樹脂コート層８３が形成されている。樹脂コート層８３の材料としては、ナイロン樹脂が用いられている。つまり、樹脂コート層８３は、ナイロン樹脂からなるコート層である。より詳細には、樹脂コート層８３は、前記ナイロン樹脂に導電剤として導電性を有する酸化チタンを分散状に含有したものである。本実施形態では、１次粒子の粒子径が１５ｎｍ〜３０ｎｍの酸化チタンが用いられている。前記酸化チタンが含まれているため、樹脂コート層８３は導電性を有する。

本実施形態では、外径が１２ｍｍ〜２０ｍｍのアルミニウム製の基体８１の表面に１０μｍのアルマイト層８２がコーティング処理（アルマイト処理）される。その後、ディッピング方式により厚み２μｍ〜９μｍの範囲内で樹脂コート層８３がアルマイト層８２の表面に形成される。樹脂コート層８３の材料は、ナイロン樹脂１００［重量部］に対して５０〜１５０［重量部］の酸化チタンが添加されたものが使用される。

本実施形態の現像スリーブ６３Ａは、次の工程を経て製作される。すなわち、基体８１の外周面に前記アルマイト処理を施して、１０μｍのアルマイト層８２を形成する。その後、基体８１の表面、つまり、アルマイト層８２の表面を１２０℃で１０分以上熱処理する。この熱処理は、樹脂コート層８３の乾燥工程においてクラックを生じさせず、前記乾燥工程の前に予めクラックを生じさせるために行われる。前記熱処理の時間は予め定められており、例えば、前記乾燥工程に要する時間以上に定められている。前記熱処理は、常に一定の温度で一定の時間だけ行われる。これにより、前記熱処理が行われる全ての基体８１に対して概ね定量のクラックが生じる。前記熱処理の後に樹脂コート層８３を形成する処理が行われる。具体的には、結着樹脂としての前記ナイロン樹脂、導電剤としての前記酸化チタン、および分散媒体としてのメタノール８００［重量部］を直径１．０ｍｍのジルコニアビーズとともにボールミルで約４８時間混合し、その混合液に前記熱処理されたアルミニウム製の基体８１を浸漬させた後に引き上げる。その後、基体８１を１３０℃の高温環境の下で１０分間乾燥させる。これにより、厚み２μｍ〜９μｍの樹脂コート層８３がコーティングされた現像スリーブ６３Ａが製作される。

このように、前記熱処理によりアルマイト層８２にクラックを生じさせ、その後に前記混合液がアルマイト層８２の表面に付着される。そのため、付着した前記混合液においてベナール・セル現象による対流が生じていない状態であり、且つ、酸化チタンの偏在が生じていない状態で、前記混合液の一部がクラックに入り込む。これにより、多量の酸化チタンが前記クラックに入り込むことが防止され、その結果、アルマイト層８２の抵抗値の低下が防止される。つまり、アルマイト層８２において適切で安定した絶縁性が保たれ、これにより、後述の現像バイアスが現像スリーブ６３Ａに印加されても、抵抗値の低下によるリークの発生が抑制される。

図３に示されるように、現像ローラー側磁極６３Ｂは、現像スリーブ６３Ａに内包されている。つまり、現像ローラー６２の内部に現像ローラー側磁極６３Ｂが設けられている。現像ローラー側磁極６３Ｂは、例えば、磁力を発生する永久磁石で構成されており、主極７５とは異なる極性である。このため、現像ローラー側磁極６３Ｂは、主極７５との間で引き合う方向の磁界を形成する。

現像ローラー６３の現像スリーブ６３Ａには、直流電圧（以下、Ｖｓｌｖ［ＤＣ］という）及び交流電圧（以下、Ｖｓｌｖ［ＡＣ］という）を印加する第１バイアス回路７１（図２参照）が接続されている。磁気ローラー６２の回転スリーブ６２Ａには、直流電圧（以下、Ｖｍａｇ［ＤＣ］という）及び交流電圧（以下、Ｖｍａｇ［ＡＣ］という）を印加する第２バイアス回路７２（図２参照）が接続されている。第１バイアス回路７１及び第２バイアス回路７２は共通のグランドに接地されている。第１バイアス回路７１及び第２バイアス回路７２は、直流電源（不図示）から供給される直流電圧に交流電源（不図示）から供給される交流電圧を重畳させて印加する。

第１バイアス回路７１及び第２バイアス回路７２には電圧可変装置７３（図２参照）が接続されている。電圧可変装置７３によって、現像ローラー６３に印加されるＶｓｌｖ［ＤＣ］、Ｖｓｌｖ［ＡＣ］、及び磁気ローラー６２に印加されるＶｍａｇ［ＤＣ］、Ｖｍａｇ［ＡＣ］が変更可能である。

前述のように、第１撹拌スクリュー６１Ａ及び第２撹拌スクリュー６１Ｂによって、現像剤が撹拌されつつ現像容器６０内を循環してトナーを帯電させ、第２撹拌スクリュー６１Ｂによって現像剤が磁気ローラー６２に搬送される。穂切りブレード６５には磁気ローラー側磁極６２Ｂの規制極７６が対向している。そのため、穂切りブレード６５と回転スリーブ６２Ａとの間に前記磁気ブラシが形成される。磁気ローラー６２上の前記磁気ブラシは穂切りブレード６５によって層厚が規制された後、回転スリーブ６２Ａの回転によって現像ローラー６３に対向する位置に移動する。この位置に移動した前記磁気ブラシは、磁気ローラー側磁極６２Ｂの主極７５及び現像ローラー側磁極６３Ｂにより引き合う磁界が付与される。そのため、前記磁気ブラシは現像ローラー６３のローラー面に接触される。これにより、磁気ブラシの磁性キャリアに付着したトナーが現像ローラー６２に転移する。また、磁気ローラー６２に印加されるＶｍａｇ［ＤＣ］と現像ローラー６３に印加されるＶｓｌｖ［ＤＣ］との電位差ΔＶによって、現像ローラー６３のローラー面上にトナー薄層が形成される。なお、前記電位差ΔＶが電圧可変装置７３によって調整されることにより、現像ローラー６３上のトナー層厚が変化する。

前記磁気ブラシによって現像ローラー６３上に形成されたトナー薄層は、現像ローラー６３の回転によって感光体ドラム１１と現像ローラー６３との対向部分に搬送される。現像ローラー６３の現像スリーブ６３Ａには交流成分を含む電圧が印加されているため、感光体ドラム１１との間の電位差（現像バイアス）によってトナーが感光体ドラム１１へ飛翔する。このとき、現像スリーブ６３Ａに印加された交流電圧により形成される交流電界によって、トナーは感光体ドラム１１と現像スリーブ６３Ａとの間を活発に往復運動する。その往復運動において感光体ドラム１１上の静電潜像にたどりついたトナーは静電潜像に付着して、この静電潜像を現像する。一方、静電潜像以外の非画像領域との間で往復運動するトナーは、非画像領域に付着せずに現像スリーブ６３Ａに戻される。

さらに磁気ローラー６２の回転スリーブ６２Ａが時計回りに回転すると、今度は主極７５に隣接する異極性の搬送極７７により発生する水平方向（ローラー周方向）の磁界によって、前記磁気ブラシは現像ローラー６３のローラー面から引き離され、現像に用いられずに残ったトナーが現像ローラー６３から回転スリーブ６２Ａ上に回収される。さらに回転スリーブ６２Ａが回転すると、磁気ローラー側磁極６２Ｂの剥離極７８及びこれと同極性の汲上極７９により反発する磁界が付与されるため、トナーは現像容器６０内で回転スリーブ６２Ａから離脱する。そして、第２撹拌スクリュー６１Ｂにより撹拌、搬送された後、再び適正なトナー濃度で均一に帯電された２成分現像剤として汲上極７９により再び回転スリーブ６２Ａ上に保持されて、磁気ブラシを形成し、穂切りブレード６５へ搬送される。

ところで、現像装置４１に用いられる現像ローラー６３では、樹脂コート層８３に含まれる酸化チタンは均一に分散した状態であることが求められている。仮に、酸化チタンが不均一の場合は、リークの発生や、現像性の低下が懸念される。例えば、樹脂コート層８３の表面に酸化チタンが偏在していた場合は、表面付近の抵抗が低下してリークが発生しやすくなる。また、アルマイト層８２側に酸化チタンが偏在していた場合は、表面側の酸化チタンが希薄となるため、現像ローラー６３の表面におけるトナーの付着力が低下して、トナーかぶりが生じやすくなる。

そこで、本発明者等は、前記事情に鑑みて鋭意検討を行った結果、アルマイト処理によってアルマイト層８２が形成された状態の基体８１の表面抵抗をＲｘとし、樹脂コート層８３が形成された現像スリーブ６３Ａの表面抵抗をＲｙとしたときに、抵抗Ｒｘと抵抗Ｒｙとの間に、酸化チタンの分散状態を客観的に評価できる関係性を後述の実験結果から見出した。そして、この関係性を満足する現像スリーブ６３Ａを製作することにより、酸化チタンの分散状態を良好にすることに成功した。具体的には、本発明者等は、前記関係性として１．０×１０^−３≦Ｒｙ／Ｒｘ≦１６．８を満たした場合に酸化チタンの分散状態が良好であることを見出した。とりわけ、前記関係性として、１．０≦Ｒｙ／Ｒｘ≦１６．８を満たした場合に酸化チタンの分散状態がより良好であることを見出した。

ここで、アルマイト層８２及び樹脂コート層８３それぞれの表面抵抗Ｒｘ，Ｒｙは、以下の方法で測定される。具体的には、各層の表面を軸方向に所定長さ（例えば１０ｍｍ）隔てた２点に点電極を接触させ、その状態で、抵抗測定器（株式会社三菱化学アナリテック製のハイレスタＵＰ ＭＣＰ−ＨＴ４５０型 測定プローブ：Ｔｙｐｅ ＵＡ）を用いてＤＣ５００Ｖの直流電圧を１０秒間印加した後の抵抗を測定した。なお、表面抵抗Ｒｘの測定は、現像スリーブ６３Ａの製作過程において、アルマイト層８２が形成された段階で取り出された基体８１に対して行われる。

以下、図５を参照して、現像スリーブ６３Ａにおいて酸化チタンの分散状態が良好となる条件について説明する。図５は、現像スリーブ６３Ａについての比較例１〜３、及び実施例１〜１８を示す表である。具体的には、各比較例及び各実施例それぞれについて、酸化チタンの種類、酸化チタンの含有量、樹脂コート層の材質、樹脂コート層の厚みが異なる複数種の現像スリーブ６３Ａを用意し、各比較例及び各実施例それぞれについて、抵抗Ｒｘ及び抵抗Ｒｙを測定する実験を行い、その実験結果として、抵抗Ｒｘ、及び抵抗Ｒｘに対する抵抗Ｒｙの比率（Ｒｙ／Ｒｘ）を図５の表にまとめた。また、当該実験では、各比較例及び各実施例における現像スリーブ６３Ａの表面粗さＲａを測定し、その測定値も図５に記している。表面粗さＲａは、株式会社東京精密製の測定装置「ＳＵＲＦＣＯＭ５０００ＤＸ」を用いて測定した。なお、当該実験で用意した比較例１及び２では、導電剤として、１次粒子の粒子径が３０ｎｍである石原産業株式会社製の酸化チタン（ＥＴ３００Ｗ）にカーボンブラックが混在されたものが使用されている。また、比較例３及び実施例１〜９では、導電剤として、１次粒子の粒子径が３０ｎｍである石原産業株式会社製の酸化チタン（ＥＴ３００Ｗ）が使用されている。また、実施例１０〜１８では、導電剤として、１次粒子の粒子径が１５ｎｍのテイカ株式会社製の酸化チタン（ＳＭＴ−Ａ）が使用されている。

更に、図５に示される各例の現像スリーブ６３Ａそれぞれについて、以下の方法により、リーク発生電圧のばらつきについて評価した。具体的には、実験対象である現像スリーブ６３Ａに感光体ドラム１１と同じドラム部材を実際の現像時のギャップを隔てて配置させた状態で、現像スリーブ６３Ａの基体８１に交流電圧を印加した。前記ドラム部材と接地との間にはリーク電流を測定するための電流計が設けられ、この電流計によってリーク電流が検出されるまで前記交流電圧を上昇させた。そして、リーク電流が検出されるまでの手順を各実験対象それぞれに対して１０回行い、各回ごとにリーク電流が検出されたときの印加電圧をプロットした。前記リーク発生電圧のばらつきは、リーク電流が流れたときの印加電圧の変動幅が平均印加電圧の１割未満である場合を○（Ｇｏｏｄ：良好）、前記変動幅が前記平均印加電圧の１割以上であり１．５割未満である場合を△（Ｆａｉｒ：中程度）、前記変動幅が前記平均印加電圧の１．５割以上である場合を×（Ｐｏｏｒ：悪い）とした。また、温度１０℃及び湿度１５％の低温低湿環境（ＬＬ環境）における画像濃度の評価は以下の方法で行った。具体的には、印字率１％の画像を間欠動作でＡ４サイズの印刷用紙に１０００枚連続して印刷し、その１０００枚全ての印刷画像のソリッド部分の画像濃度をＧｒｅｔａｇ Ｍａｃｂｅｔｈ社のＳｐｅｃｔｒｏ−ｅｙｅにて測定した。その結果、画像濃度が１．２以上の場合を○（Ｇｏｏｄ：良好）、１．２〜０．８の場合を△（Ｆａｉｒ：中程度）、0.8未満の場合を×（Ｐｏｏｒ：悪い）とした。

図５に示される各比較例１〜２は、前記リーク発生電圧のばらつきが悪いという評価となった。比較例３は、前記ＬＬ環境での画像濃度が低いという結果になった。一方、実施例１〜１８では、前記リーク発生電圧のばらつきが良好又は中程度という評価が得られた。また、前記ＬＬ環境における画像濃度は良好という評価が得られた。図５に示される表から明らかなように、前記リーク発生電圧のばらつきが良好又は中程度の場合の抵抗比率Ｒｙ／Ｒｘの下限値は３．３７×１０^−３（実施例９参照）であり、上限値は１６．８（実施例１４参照）である。これらの下限値及び上限値から、抵抗比率Ｒｙ／Ｒｘが、１．０×１０^−３よりも大きく、１６．８の範囲内であれば、現像スリーブ６３Ａの前記リーク発生電圧のばらつきが良好又は中程度であり、前記ＬＬ環境における画像濃度の評価も良好であると判定できる。とりわけ、前記リーク発生電圧のばらつきが良好な場合の抵抗比率Ｒｙ／Ｒｘの下限値が１．０（実施例９参照）であることから、抵抗比率Ｒｙ／Ｒｘが、１．０以上であり１６．８以下であれば、現像スリーブ６３Ａの前記リーク発生電圧のばらつきが良好であり、前記ＬＬ環境での画像濃度も良好であることが分かる。

なお、前記リーク発生電圧のばらつきが良好又は中程度ということは、酸化チタンが適度に分散されており、リークが発生しにくい状態であることを意味する。このことは、抵抗比率Ｒｙ／Ｒｘが前記リーク発生電圧のばらつきの度合い、ひいては、樹脂コート層８３における酸化チタンの分散状態を客観的に評価できる指標として有効であることを意味する。したがって、抵抗比率Ｒｙ／Ｒｘが前記範囲内となる現像スリーブ６３Ａを構成することにより、前記リーク発生電圧のばらつきが小さく、ひいては酸化チタンの分散状態が良好な現像ローラー６３を実現することができる。

なお、上述の実施形態では、磁気ブラシを用いて現像ローラー４１の現像スリーブ６３Ａにトナー層を形成する構成について例示したが、このようなトナー形成方式に限られず、他のトナー形成方式であっても本発明は適用可能である。また、２成分現像剤を用いて現像する現像装置４１を例示したが、トナーを主要成分とする１成分現像剤を用いて現像する現像装置及び現像ローラーにも本発明は適用可能である。

また、上述の実施形態では、現像スリーブ６３Ａにアルマイト層８２が形成された例について説明したが、本発明はこれに限られない。少なくとも、現像スリーブ６３Ａの基体８１の表面に酸化アルミニウム薄膜が形成されており、その表面に樹脂コート層８３が形成された現像スリーブ６３Ａであれば、本発明は適用可能である。

８：制御部
１０：画像形成装置
１１〜１４：感光体ドラム
４１〜４４：現像装置
６２：磁気ローラー
６３：現像ローラー
６３Ａ：現像スリーブ
８１：基体：
８２：アルマイト層
８３：樹脂コート層

Claims (7)

1. 像担持体の外周面に非接触で対向配置されるローラー本体を備え、
   前記ローラー本体は、アルミニウムを含む金属からなる基体の外周面に形成され所定の熱処理によって定量のクラックが形成された酸化アルミニウム薄膜と、前記酸化アルミニウム薄膜の表面に形成された樹脂材料からなる導電性を有する樹脂コート層とを有し、
   前記樹脂コート層は、１次粒子の粒子径が１５ｎｍ〜３０ｎｍの酸化チタンを導電剤として含むナイロン樹脂からなり、１００重量部の前記ナイロン樹脂に対して５０〜１５０重量部の前記酸化チタンが含まれている現像ローラー。
2. 前記酸化アルミニウム薄膜が形成された前記基体の表面抵抗Ｒｘに対する前記ローラー本体の表面抵抗Ｒｙの比率Ｒｙ／Ｒｘは、１．０×１０^-3〜１６．８の範囲内であることを満たす請求項１に記載の現像ローラー。
3. 前記比率Ｒｙ／Ｒｘは、１．０〜１６．８の範囲内であることを満たす請求項２に記載の現像ローラー。
4. 前記酸化アルミニウム薄膜は、陽極酸化処理によって形成されるアルマイト被膜である請求項１から３のいずれかに記載の現像ローラー。
5. 前記ローラー本体の外径は、１２［ｍｍ］〜２０［ｍｍ］の範囲内である請求項１から４のいずれかに記載の現像ローラー。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の現像ローラーと、
   トナー及び磁性キャリアからなる磁気ブラシによって前記現像ローラーの表面にトナー層を形成する磁気ローラーと、を備える現像装置。
7. 請求項６に記載の現像装置を備える画像形成装置。
   
   

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