JP2010015145A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タッチダウン現像方式の画像形成装置において、耐リーク性を低減せずに、安定した現像性が得られる画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナー担持体はアルミニウム基材３０を含み、前記アルミニウム基材３０の表面がアルマイト処理され、かつ封孔処理され、さらに導電剤を含むシリコーン変性ウレタン樹脂層３３で被覆されており、前記アルマイト皮膜３１と前記シリコーン変性ウレタン樹脂層３３を含む前記トナー担持体の体積抵抗率が１．０×１０¹²Ωｃｍ以上かつ１．５×１０¹⁴Ωｃｍ以下の範囲に調節される。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置に関する。特に、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させる二成分現像剤を使用し、帯電されたトナーのみをトナー担持体上に保持し、トナー担持体上のトナーを静電潜像に飛翔させることで該潜像を現像する、タッチダウン現像方式に供される画像形成装置に関する。

従来から、二成分現像剤を担持する磁気ローラからその表面に形成された磁気ブラシを介してトナーを搬送し、現像ローラ上にトナー薄層を形成し、このトナー薄層からトナーを飛翔させて感光体上の静電潜像を現像する現像方式が知られており、タッチダウン現像方式と称されている。

磁気ローラと現像ローラの２つのローラを使用するタッチダウン現像方式では、磁気ローラと現像ローラとの間(以下、ＭＳ間と言うことがある。)で二成分現像剤を用い、現像ローラ上にトナー層を形成する。通常、各ローラは、基材がアルミニウムかステンレス（ＳＵＳ）鋼製であり、両者に電圧を印加し電界を生成している。印加電圧が一定の周期で振動を行う交流電圧の場合には、両者の交流波形の重ね合わせが実際の電圧差となっている。この交流成分を持つ電圧差が一定以上の振幅を超えると、ＭＳ間で電圧のリークが発生するという問題があった。

この問題を解決するために、現像ローラ、もしくは磁気ローラの表面に、酸水溶液中で陽極酸化処理を施して、各ローラに耐リーク層（抵抗層）を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法は、所謂アルマイト処理であり、このアルマイト処理を行うことにより、ＭＳ間の耐リーク性が向上することが明らかになった。すなわち、アルマイト処理により形成されるアルマイト皮膜は体積抵抗率が高く（１０⁷〜１０¹⁵Ωｃｍ）、磁気ローラから現像ローラへのトナー移動の際に印加する電圧のリークを抑えることができ、かつ電位の飽和時間も短い。

しかしながら、タッチダウン現像方式では、感光体ドラムへの現像によるトナー移動の際に、ハーフトーン画像などを描くドット潜像に対する現像性に問題がある。すなわち、ドット間隔が狭くなるほど、現像性が不安定になり、ドット径がばらついた状態でトナー現像され、その結果、画像ムラが引き起こされる。なお、本明細書において、現像性が悪いとは、印刷されたドット径がばらつき、それによって画像ムラが生じることをいい、現像性が安定である、あるいは現像性が高いとは、印刷されたドット径のばらつきが少なく、画像ムラが殆どないことを意味している。

また、プロセススピードの高速化に伴い現像域を通過する時間が短くなり、トナーの飛翔性を高める為に、現像ローラと感光体ドラムとの間のギャップを狭めたり、現像バイアスを増大させる必要がある。しかし、トナーとの離型性があまり良くないアルマイト処理を施した現像ローラでは、離型性を高める為により現像バイアスを増大させる必要が生じ、リークが発生してしまう場合があった。

一方、非磁性一成分現像方式における現像ローラとして、アルミニウム合金スリーブの外周にアルマイト皮膜を形成し、その上にカーボンブラックなどの導電剤を含有するシロキサン変性ポリウレタン樹脂などからなる樹脂層を形成したものが知られている（例えば、特許文献２参照）。この現像ローラは、アルマイト皮膜に存在する空孔の投錨効果により、スリーブと樹脂層との層間接着強度を向上させ、またアルミニウム合金スリーブの表面にアルマイト皮膜を設けることにより、現像ローラの耐リーク性を向上させようとしたものである。

また、特許文献３には、現像剤担持体にアルマイト処理を施した後に電解処理を行い、さらに封孔処理してトナーの荷電性を均一にすることが記載されている。特許文献４には、現像剤担持体にアルマイト処理を施し、さらに酢酸ニッケルによる封孔処理をすることが開示されている。

アメリカ合衆国特許第７０４３１８１号明細書 特開２００８−７６６１８号公報 特開平２−７３３８１号公報 特開２００３−３５９９２号公報

本発明者らの検討によれば、アルマイト皮膜を上記のようなカーボンブラックなどの導電剤を含有する樹脂層で被覆する場合、アルマイト皮膜表面の空孔にカーボンブラックなどの導電剤が入り込んでしまい、部分的に体積抵抗が低くなり、耐リーク性が低減してしまう場合があることが明らかになった。

また本発明者らの検討によれば、アルマイト皮膜はトナーに対する離型性が高くないので、現像時間が十分でないと現像性が低下するという問題がある。すなわち、感光体周速（現像ローラ周速は感光体の約１．５倍）が速くなると、現像性が低下する傾向があった。現像性を確保するためには印加バイアスを増大する必要があり、その場合には、電圧のリークを生じる傾向があった。

さらに本発明者らの検討によれば、アルマイト皮膜を樹脂層で被覆した場合であっても、現像性が必ずしも十分に安定しない場合があった。後述する図５に示すグラフは、ＭＳ間に電位差を設け、駆動時間に対する現像ローラ上の表面電位の推移を測定した結果を示すものである。表面がアルマイト皮膜である現像ローラの場合（図５中の対照）、表面電位の飽和時間が約１秒であるのに対し、例えば封孔処理を施したアルマイト皮膜の上にカーボンブラックを１７重量％含有するシリコーン変性ウレタン樹脂層を一回の塗工操作で形成した現像ローラの場合（後述の比較例４、表２参照）、表面電位が飽和するのに１５秒かかっている。

さらに飽和電位については、アルマイト皮膜の上に前記シリコーン変性ウレタン樹脂層を形成した現像ローラの場合、表面がアルマイト皮膜の現像ローラに比べ約３５Ｖ高くなっている。このように、アルマイト皮膜の上にカーボンブラックを含有するシリコーン変性ウレタン樹脂層を単に形成しただけでは、スタート時の現像性を必ずしも十分に安定化し得ないことが本発明者らの検討によって判明した。

本発明は、上記のような問題点を解消し、耐リーク性を低減せずに、安定した現像性が得られる画像形成装置を提供することを課題とする。

本発明者らは前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、トナー担持体のアルミニウム基材の表面をアルマイト処理し、かつ封孔処理し、さらに導電剤を含むシリコーン変性ウレタン樹脂層で被覆し、その際に前記アルマイト皮膜と前記シリコーン変性ウレタン樹脂層を含む前記トナー担持体の体積抵抗率を１．０×１０¹²Ωｃｍ以上かつ１．５×１０¹⁴Ωｃｍ以下の範囲に調節する場合には、耐リーク性を低減せずに、安定した現像性が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、下記の画像形成装置を提供する。
（１）少なくともキャリアとトナーを含む二成分現像剤を二成分現像剤担持体上に保持し、前記二成分現像剤坦持体よりトナーを移送してトナー担持体上にトナーの薄層を形成し、静電潜像担持体に前記トナー担持体上のトナーを飛翔させて静電潜像を現像する現像装置を有する画像形成装置において、前記トナー担持体はアルミニウム基材を含み、前記アルミニウム基材の表面がアルマイト処理され、かつ封孔処理され、さらに導電剤を含むシリコーン変性ウレタン樹脂層で被覆されており、前記アルマイト皮膜と前記シリコーン変性ウレタン樹脂層を含む前記トナー担持体の体積抵抗率が１．０×１０¹²Ωｃｍ以上かつ１．５×１０¹⁴Ωｃｍ以下であることを特徴とする画像形成装置。
（２）前記トナー担持体は、該トナー担持体から静電潜像担持体へ前記トナーが移動する方向の電界が６×１０⁶Ｖ／ｍ以上になるように印加されていることを特徴とする前記（１）項に記載の画像形成装置。
（３）前記トナー担持体に印加される交流バイアスのデューティ比が４０％以上かつ９０％以下であることを特徴とする前記（１）または（２）項に記載の画像形成装置。
（４）前記シリコーン変性ウレタン樹脂層は、塗布工程を少なくとも１層目と２層目とに分けて形成されたものであり、１層目は、アルマイト皮膜表面に導電剤を含有するシリコーン変性ウレタン樹脂塗工液を乾燥後層厚が０．２〜０．５μｍになるように塗布、乾燥して形成され、２層目は、前記１層目の上に、導電剤を含有するシリコーン変性ウレタン樹脂塗工液を乾燥後の前記１層目と前記２層目の層厚の和が０．７〜１．０μｍになるように塗布、乾燥して形成されたものであることを特徴とする前記（１）乃至（３）項のいずれかに記載の画像形成装置。

本発明では、トナー担持体（現像ローラ）のアルミニウム基材の表面にアルマイト処理（陽極酸化処理）によりアルマイト皮膜を形成する。該アルマイト皮膜は体積抵抗率が高く（１０⁷〜１０¹⁵Ωｃｍ）、磁気ローラから現像ローラへのトナーの移動の際に印加する電圧のリークを抑えることができる。

しかし、アルマイト処理された現像ローラ表面には微小な空孔が存在する。この空孔は０．１μｍ程度の大きさであり、空孔のある状態で使用すると、その上に樹脂層を形成する際に含有させるカーボンブラックなどの導電剤が空孔に入り込んで表面層の抵抗を低下させるおそれがある。そこで、本発明では封孔処理したアルマイト皮膜を用いることにより、空孔への導電剤の進入を防いでいる。

さらに、カーボンブラックなどの導電剤を含有したシリコーン変性ウレタン樹脂層を封孔処理したアルマイト皮膜の上に形成するに際して、導電剤を含有するシリコーン変性ウレタン樹脂塗工液を乾燥後層厚が０．２〜０．５μｍになるように塗布、乾燥し、さらにその上に、導電剤を含有するシリコーン変性ウレタン樹脂塗工液を乾燥後の全体の層厚が０．７〜１．０μｍになるように塗布、乾燥して形成することによって、体積抵抗率が１．０×１０¹²Ωｃｍ以上かつ１．５×１０¹⁴Ωｃｍ以下にあるシリコーン変性ウレタン樹脂層を安定して形成することができ、現像ローラ上のトナーが飽和層厚に達する前に、トナー層を含んだ現像ローラ上の表面電位を飽和状態にすることができ、安定した現像性が得られる。

すなわち、前記（１）項記載の発明によると、前記アルマイト皮膜と前記シリコーン変性ウレタン樹脂層を含む前記トナー担持体の体積抵抗率を１．０×１０¹²Ωｃｍ以上かつ１．５×１０¹⁴Ωｃｍ以下に調節することにより、トナー薄層形成時の現像ローラ表面の飽和帯電量までの立ち上がり時間が早く、その後蓄電荷されることなく安定した状態を保つことが出来るため、安定した現像性を維持することができる。

前記（２）項記載の発明によると、トナー担持体を、該トナー担持体から静電潜像担持体へ前記トナーが移動する方向の電界が６×１０⁶Ｖ／ｍ以上になるように印加することで現像性をより高めることができる。
前記（３）項記載の発明によると、前記トナー担持体に印加される交流バイアスのデューティ比を４０％以上かつ９０％以下にすることにより、現像性をより高めることができる。

前記（４）項記載の発明によると、前記導電剤を含有するシリコーン変性ウレタン樹脂層の形成を少なくとも１層目と２層目に塗布工程を分けて行うことで、乾燥工程でカーボンブラックなどの導電剤が沈降して分散が低下することを抑制でき、体積抵抗率が１．０×１０¹²Ωｃｍ以上かつ１．５×１０¹⁴Ωｃｍ以下の範囲にある前記アルマイト皮膜と前記シリコーン変性ウレタン樹脂層を含む層を安定して形成することができる。

本発明の一実施形態に係るタッチダウン現像方式の画像形成装置の概略構成を示す説明図である。 図１の現像手段の一部を示す概略構成図である。 図１の現像ローラの表面部を示す部分断面図である。 実施例１〜３および比較例１〜３における、シリコーン変性ウレタン樹脂層の体積抵抗／層厚と現像ローラ表面の帯電量との関係を示すグラフである。 比較例４における、駆動時間に対する現像ローラ上の表面電位の変化を示すグラフである。 実施例４における、駆動時間に対する現像ローラ上の表面電位の変化を示すグラフである。 実施例４と比較例４における、駆動時間に対する現像ローラ上のトナー量の変化を示すグラフである。 実施例４における、感光体周速と画像濃度との関係を示すグラフである。 実施例４における、現像ローラに印加される、現像ローラから感光体へトナーが移動する方向の電界と画像濃度との関係を示すグラフである。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係るタッチダウン現像方式の画像形成装置の概略構成を示す説明図である。図２は図１の現像手段の一部を示す概略構成図である。図３は図１の現像ローラの表面部を示す部分断面図である。

（画像形成装置）
本実施形態に係る画像形成装置は、図２に示すように、磁性キャリア４とトナー５からなる二成分現像剤を用い、磁気ローラ１（二成分現像剤担持体）上に担持された二成分現像剤により現像ローラ２（トナー担持体）上にトナー薄層９を形成し、トナー薄層９からトナー５を飛翔させて、感光体３（静電潜像担持体）上に形成された静電潜像を現像する、所謂タッチダウン方式による画像形成装置である。図１に示すように、該画像形成装置は、前記感光体３を備え、この感光体３の周囲には帯電手段８、露光手段１６、現像手段１８、一次転写手段２２、二次転写手段２５、定着手段２６およびクリーニング手段２４等が配置されている。

前記画像形成装置による画像形成は以下のようにして行われる。即ち、前記感光体３の表面が帯電手段８により均一に帯電され、この帯電された表面を露光手段１６により露光して静電潜像が形成される。得られた静電潜像に現像手段１８からトナー５を付着させ、前記静電潜像がトナー像として現像される。このトナー像は一次転写手段としての一次転写ローラ２２によって、中間転写体（中間転写ベルト）２０上に感光体３から転写される。そして、複数色のトナー像を中間転写体２０上に重ねて転写した後、二次転写手段としての二次転写ローラ２５により、給紙カセット２７から二次転写位置に搬送された被転写体にトナー像を転写する。この被転写体は、定着手段としての定着ローラ２６に搬送されて、ここでトナー像が被転写体上に定着された後、例えば排紙トレー（不図示）に排紙される。転写後に感光体３表面に残った未現像のトナーはクリーニング手段２４により除去される。

感光体３としては、例えばセレン、アモルファスシリコン等の無機感光体、導電性基体上に電荷発生剤、電荷輸送剤、結着樹脂等を含有する単層または積層の感光層が形成された有機感光体（ＯＰＣ）等が挙げられる。帯電手段８としては、例えばスコロトロン方式、帯電ローラ、帯電ブラシ等が挙げられる。露光手段１６は、例えばＬＥＤまたは半導体レーザー等が挙げられる。また、クリーニング手段２４としては、例えばドクターブレード式等が挙げられ、それぞれ公知のものを用いることができる。

現像手段１８は、内部に複数の磁性部材が固定して配設され、該磁性部材の外周部を回転するスリーブ状の磁気ローラ１（二成分現像剤担持体）と、内部に前記磁気ローラ１とは異極の磁性部材が固定して配設され、該磁性部材の外周部を回転するスリーブ状の現像ローラ２（トナー担持体）と、前記磁気ローラ１と前記現像ローラ２の互いに異なる磁極の磁力により磁界が形成され、この磁界により磁気ローラ１上に形成された磁気ブラシ６の高さを一定に保つための規制ブレード７とから構成されている。さらに、現像ローラ２に印加する交流（ＡＣ）バイアス電源１２ａおよび直流（ＤＣ：Ｖｄｃ２）バイアス電源１２ｂからなるバイアス電源１２を備えており、磁気ローラ１に印加する交流（ＡＣ）バイアス電源１１ａおよび直流（ＤＣ：Ｖｄｃ１）バイアス電源１１ｂからなるバイアス電源１１は、現像ローラ２のバイアス電源１２に重畳する構成とされている。

一方、本実施形態に係る画像形成装置は、ハウジング４６を備えている。該ハウジング４６には、感光体３に対向配置された現像ローラ２と、該現像ローラ２に対向配置された磁気ローラ１と、該磁気ローラ１の下方に配置された攪拌スクリュー４４と、該攪拌スクリュー４４に仕切板４２を介して対向配置された攪拌スクリュー４０と、が収納されている。また、ハウジング４６には、トナー５が収納されたトナーコンテナ(不図示)が収納されており、該トナーコンテナから二成分現像剤を収容する二成分現像剤収容部４５に供給されたトナー５をキャリア４とともに攪拌スクリュー４０，４４で攪拌して帯電する。すなわち、ハウジング４６は、仕切板４２の両端部で連通し、その一端側を通って攪拌スクリュー４０から攪拌スクリュー４４に供給された二成分現像剤を磁気ローラ１へ供給し、攪拌スクリュー４４によって前記一端とは反対側の他端側から攪拌スクリュー４０側へと二成分現像剤を循環するように構成されている。

（現像方法）
図２に示すように、磁気ローラ１に内包されている固定マグネットで磁気的に拘束されているキャリア４（磁性体粒子）と、その表面に帯電保持されているトナー５とからなる磁気ブラシ６が、磁気ローラ１表面を回動し現像ローラ２へ搬送される。磁気ローラ１の表面はブラスト処理や溝加工を施したものを用いることで磁気ブラシ６の搬送をよりスムーズに行える。

現像ローラ２には直流電圧（ＤＣ：Ｖｄｃ２）１２ｂに交流電圧（ＡＣ）１２ａを重畳させた現像バイアス電圧１２が印加され、磁気ローラ１には直流電圧（ＤＣ：Ｖｄｃ１）１１ｂに交流電圧（ＡＣ）１１ａを重畳させた現像バイアス電圧１１を現像バイアス電圧１２に重畳させたものが印加される。そして、磁気ローラ１上には前記磁気ブラシ６が形成され、この磁気ブラシ６は規制ブレード７によって層規制されて、磁気ローラ１と現像ローラ２との間の電位差（搬送バイアス）によって、搬送された磁気ブラシ６を介してトナー５が現像ローラ２に移動しトナー薄層９を形成する。そして、感光体３と現像ローラ２との間に現像バイアスをかけることにより、現像ローラ２上のトナー薄層９からトナー５を飛翔させて、感光体３上の静電潜像を現像する。

現像が行われた後、残留トナー層を有する現像ローラ２はその対向位置において磁気ブラシ６を有する磁気ローラ１と最接近し、この対向位置で磁気ブラシ６による機械的な力及び磁気ローラ１と現像ローラ２との間に印加されるバイアスによって、現像ローラ２上のトナー薄層９が掻き取られ、回収される。それと同時に、磁気ローラ１と現像ローラ２との間に印加される搬送バイアスに応じて磁気ローラ１上の現像剤層からトナー５が現像ローラ２側に供給され、新たなトナー薄層９が形成される。

現像終了時に交流バイアス１２ａを印加したまま、直流バイアス（Ｖｄｃ２）１１ｂを変化させて現像ローラ２上のトナー薄層９を磁気ブラシ６に回収してもよい。現像終了ごとに現像ローラ２からトナー５を剥ぎ取れば常にリフレッシュされるが、再度安定なトナー薄層９を形成するのに時間を要し、十分な印刷速度を達成し難くなる。良好な印刷速度を維持するためには、用紙間隔を調整して一定期間に現像ローラ２上のトナー薄層９を剥離・形成する時間を調整すればよい。用紙間隔を大きくしないで感光体ドラム３上の潜像に十分なトナーを供給するためには、感光体ドラム３に対して現像ローラ２の周速を１．５倍以上に設定すると、短時間にトナーの出し入れが可能になる。また、磁気ローラ１を現像ローラ２に対して１倍を超え２倍以下の速度に設定すると、トナー薄層９の入れ替えが促進される。この時、磁気ローラ１の回転方向が現像ローラ２に対して逆方向であることが好ましい。

感光体３上の前記静電潜像は、感光体３の表面を帯電手段８により＋２５０〜８００Ｖに帯電したところへ、露光手段１６を用いて形成することができる。ＯＰＣ感光体を用いると、全露光で＋７０〜２２０Ｖが得られ、アモルファスシリコン感光体では１０〜５０Ｖの露光後電位が得られる。露光には、半導体レーザーおよびＬＥＤのどちらも用いることができる。

現像時、現像バイアス条件は、例えばトナーに正規の正帯電トナーを用いた場合、磁気ローラ１に＋３００〜５００Ｖを、現像ローラ２に＋１００Ｖを印加するのがよい。薄層形成の電位差としては、２００〜４００Ｖが適正でトナー５の帯電量とのバランスで調整すればよい。

交流条件は、磁気ローラ１については、現像ローラ２と同周波数、同周期で逆位相のＶｐｐ（ピーク交流バイアス）＝０．１〜２．０ｋＶ、周波数＝２〜５ｋＨｚ、デューティ（Duty）比＝６０〜８０％が、現像ローラ２については、Ｖｐｐ＝１．０〜２．０ｋＶ、周波数＝２〜５ｋＨｚ、デューティ比＝３０〜９０％（好ましくは４０〜９０％）が好ましい。磁気ローラ１のデューティ比が６０％未満であるとトナー層の形成が不十分となる場合がある。また、８０％を超えるとトナー層厚が厚くなりすぎトナー飛散や画像カブリを発生してしまう場合がある。現像ローラ２のデューティ比は３０％未満であると感光体３へのトナーの飛翔時間が短くなりすぎ、画像濃度不良やドット再現性が不十分になる場合がある。また、９０％を超えると現像ローラ２と感光体３間でリークが発生する場合がある。現像剤劣化や環境変動を考慮すると、デューティ比は４０〜９０％がより好ましい。Ｖｐｐを高めると薄層形成がより瞬時に行われるが、反面耐リーク性が弱くなりノイズの発生原因になる。

トナー５としては、正帯電トナーおよび負帯電トナーのいずれも用いることができるが、現像ローラ２の樹脂層に使用するシリコーン変性ウレタン樹脂との関係から正帯電トナーが好ましい。トナー５の体積平均粒子径は４．０〜７．５μｍであるのがよい。４．０μｍ未満では非静電的な付着力の影響が大きくなり現像性、回収性が低下し、７．５μｍより大きいと画質の滑らかさなど高画質な画像が得られにくい。また、トナー５の帯電量は６〜３０μＣ／ｇ程度が好ましい。これよりも低い帯電量では、磁気ブラシ６からトナー５が舞って周辺を汚してしまい、またこれよりも高いと薄層形成が弱くなる。

トナー体積平均粒子径はマルチサイザーIII（ベックマン・コールター社製）を用い、アパチャー径１００μｍ（測定範囲２．０〜６０μｍ）で測定することができる。また、トナー帯電量は、ＱＭメータ（ＴＲＥＫ社製、ＭＯＤＥＬ ２１０ＨＳ）で測定することができる。

キャリア４は、公知のものを用いることができるが、好ましくはフェライトのコアを用いて表面に樹脂のコーティングを施したものを用いるのがよい。コーティング樹脂はシリコーン、フッ素エポキシ、フッ素シリコーン、ポリアミド、ポリアミドイミドなど既知のものでよい。また、キャリア粒子径（重量平均粒子径）は２５〜５０μｍのものを用いるのが、磁力による保持力を高め、かつ磁気ブラシ６の密度が適度となり、トナー薄層９の形成も滑らかになるので好ましい。さらにキャリア４の飽和磁化は３５〜９０ｅｍｕ／ｇのものが、良好なキャリア飛びと均一な薄層形成のうえで好ましい。キャリア４の飽和磁化は、ＴＯＥＩ社製「ＶＳＭ−Ｐ７」を用いて、磁場７９．６ｋＡ／ｍ（１ｋＯｅ）で測定することができる。

磁気ローラ１と現像ローラ２との間のギャップは２００〜６００μｍ、好ましくは３００〜４００μｍである。ギャップは薄層形成を瞬時に行うために最も効果的な因子である。その幅が広いとその効率が低下し、現像ゴースト等の問題が生じる。また狭いとブレードギャップを通過する磁気ブラシ６がギャップを通過できずにトナー薄層９を乱してしまう等の問題が生じる。

（現像ローラ）
現像ローラ２は、固定された磁性部材の外周部を回転するスリーブ状のローラである。該現像ローラ２は、図３に示されるように、スリーブ状のアルミニウム基材３０を含み、その表面がアルマイト処理され、耐リーク層としてのアルマイト皮膜３１が形成されている。該アルマイト皮膜３１の表面に存在する複数の空孔は、封孔処理されている。したがって、アルマイト皮膜３１の表面には、複数の封孔処理された孔３２が存在する。現像ローラ２は、さらに封孔処理されたアルマイト皮膜３１の上に、導電剤を含むシリコーン変性ウレタン樹脂層３３が形成されている。

ここで、本実施形態では、このアルマイト皮膜３１とシリコーン変性ウレタン樹脂層３３を含む前記現像ローラ２の体積抵抗率が１．０×１０¹²Ωｃｍ以上かつ１．５×１０¹⁴Ωｃｍ以下である。これにより、安定した現像性の維持が達成される。すなわち、シリコーン変性ウレタン樹脂層３３の上にトナー薄層９が形成されるが、アルマイト皮膜３１とシリコーン変性ウレタン樹脂層３３を含む前記現像ローラ２の体積抵抗率を前記特定の範囲に調節すると、トナー薄層９形成時の現像ローラ２表面の飽和帯電量までの立ち上がり時間が早く、その後蓄電荷されることなく安定した状態を保つことができるため、安定した現像性を維持することができる。

一方、アルマイト皮膜３１とシリコーン変性ウレタン樹脂層３３を含む前記現像ローラ２の体積抵抗率の値が１．５×１０¹⁴Ωｃｍより大きいと飽和帯電までの立ち上がり時間が遅くなり、安定した現像性を得ることが出来ない。また、前記体積抵抗率の値が１．０×１０¹²Ωｃｍ未満であると電界のリークが発生してしまう場合がある。

アルマイト皮膜３１とシリコーン変性ウレタン樹脂層３３を含む現像ローラ２の体積抵抗率（Ωｃｍ）は、現像ローラ２表面とスリーブ状のアルミニウム基材３０との間に１００Ｖ印加し、ＵＬＴＲＡ ＨＩＧＨ ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ ＭＥＴＥＲ（ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ社製）により測定できる。本実施形態では、現像ローラ２長手方向の樹脂層３３の長さを３００ｍｍとし、長手方向に３００ｍｍ、回転方向に２ｍｍ幅で印加して体積抵抗率を測定、算出している。

また、本実施形態においては、シリコーン変性ウレタン樹脂層３３が２層構造からなる。すなわち、前記シリコーン変性ウレタン樹脂層３３を、アルマイト皮膜３１表面に第１導電剤３５を含有するシリコーン変性ウレタン樹脂塗工液を塗布、乾燥して層厚が０．２〜０．５μｍの第１シリコーン変性ウレタン樹脂層３４を形成し、さらにその上に、第２導電剤３７を含有するシリコーン変性ウレタン樹脂塗工液を塗布、乾燥して全体の層厚が０．７〜１．０μｍになるよう第２シリコーン変性ウレタン樹脂層３６を形成している。

このように、カーボンブラックなどの導電剤を含有するシリコーン変性ウレタン樹脂層の形成を１層目と２層目に塗布工程を分けて行うことで、乾燥工程で導電剤が沈降して分散が低下することを抑制でき、体積抵抗率が１．０×１０⁷Ωｃｍ以上かつ１．５×１０¹⁴Ωｃｍ以下の範囲にあるシリコーン変性ウレタン樹脂層３３を安定して形成することが出来、アルマイト皮膜３１とシリコーン変性ウレタン樹脂層３３を含む前記現像ローラ２の体積抵抗率の値を１．０×１０¹²Ωｃｍ以上かつ１．５×１０¹⁴Ωｃｍ以下の範囲にすることができる。なお、第１導電剤３５および第２導電剤３７は、種類や一次粒子径が同一または相異なるものであってもよいが、通常は同じ種類で同じ一次粒子径の導電剤を用いることができる。

上述のように封孔処理を施したアルマイト皮膜３１の上にカーボンブラックなどの導電剤を含有するシリコーン変性ウレタン樹脂層３３を２回の塗工操作で形成した現像ローラ２は、表面がアルマイト皮膜である現像ローラとほぼ同等の表面電位の飽和時間を有し、さらに飽和電位も、表面がアルマイト皮膜の現像ローラと同等である。

より具体的に説明すると、現像ローラ２のアルミニウム基材３０に使用するアルミニウム材料としては、例えば純アルミニウムや、Ａｌ−Ｍｎ系、Ａｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系などのアルミニウム合金が挙げられる。スリーブ状のアルミニウム基材３０に陽極酸化処理を施し、表面にアルマイト皮膜３１を形成する。陽極酸化処理は、電解浴として、例えば硫酸、クロム酸、リン酸、シュウ酸などの酸の水溶液中で行う。このような陽極酸化処理により形成されたアルマイト皮膜３１の表面層には上述の通り複数の空孔が存在するので、封孔処理を行う。封孔処理は酢酸ニッケルなどを含む浴中で行うことができるが、これに限定されるものではない。かくして得られた封孔処理済みのアルマイト皮膜３１の厚さは５〜２５μｍの範囲が好ましく、より好ましくは１０〜２０μｍである。

封孔処理したアルマイト皮膜３１の上に導電剤を含有するシリコーン変性ウレタン樹脂層３３を形成する。前記導電剤の含有量および組成は、アルマイト皮膜３１とシリコーン変性ウレタン樹脂層３３を含む現像ローラ２の体積抵抗率が１．０×１０¹²Ωｃｍ以上かつ１．５×１０¹⁴Ωｃｍ以下、好ましくは２．０×１０¹²以上かつ１．０×１０¹⁴Ωｃｍ以下、より好ましくは４．０×１０¹²以上かつ８．０×１０¹³Ωｃｍ以下の範囲になるように選択する。
シリコーン変性ウレタン樹脂層３３の厚さは、０．７〜１．０μｍの範囲が好ましい。シリコーン変性ウレタン樹脂層３３の厚さが０．７μｍ未満であると、リークが発生しやすくなり、１．０μｍを超えると、電荷がシリコーン変性ウレタン樹脂層から抜ける時間が遅くなるため、電荷が蓄積しやすくなる。なお、シリコーン変性ウレタン樹脂層３３中の導電剤の分散状態によっては、部分的にリークが発生したり、電荷が蓄積される場合がある。すなわち、導電剤の分散が層厚方向に均一でなければ、樹脂層３３の体積抵抗は、導電剤リッチの層厚と導電剤が少ない層厚との割合に影響されることになり、部分的なリークの発生や、電荷の蓄積を生じる。アルマイト皮膜３１とシリコーン変性ウレタン樹脂層３３を含む現像ローラ２の体積抵抗率を１．０×１０¹²Ωｃｍ以上かつ１．５×１０¹⁴Ωｃｍ以下の範囲にすることで、導電剤の分散性を管理することができる。したがって、シリコーン変性ウレタン樹脂層３３の厚さとして、前記厚さを採用しても、該樹脂層３３中の導電剤を均一に分散させてリークの抑制および電荷蓄積を抑制することが可能となる。

シリコーン変性ウレタン樹脂層に含有させる導電剤としては、例えばカーボンブラック（アセチレンブラック、ケッチェンブラック、アニリンブラックなど）、チタン酸カリウム、酸化チタンなどが挙げられ、特にカーボンブラックが好ましい。カーボンブラックとしては、導電性、分散性などの点から、一次粒子の平均粒子径が２０〜６０ｎｍであるのが好ましい。カーボンブラックの平均粒子径は、例えばＪＥＯＬ（株）製の電界放射形走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）（ＪＳＭ−７４０１Ｆ）を用い、倍率３００００倍に拡大したカーボンブラック１００個を無作為にサンプリングし、その画像情報をマウンテック社製の画像解析式粒度分布測定ソフトウェア（Ｍａｃ−Ｖｉｅｗ）によって算出することができる。

シリコーン変性ウレタン樹脂層３３において、第１シリコーン変性ウレタン樹脂層３４の層厚は０．２〜０．５μｍの範囲が好ましく、第１シリコーン変性ウレタン樹脂層３４と第２シリコーン変性ウレタン樹脂層３６を合わせた層厚は０．７〜１．０μｍの範囲が好ましい。第１シリコーン変性ウレタン樹脂層３４の層厚が前記範囲未満では塗布ムラが起こるおそれがあり、前記範囲を超えると導電剤の沈降がおこり分散不良となるおそれがある。第１シリコーン変性ウレタン樹脂層３４と第２シリコーン変性ウレタン樹脂層３６を合わせた層厚が前記範囲未満ではリークが発生するおそれがあり、前記範囲を超えると電荷蓄積が発生するおそれがある。第１シリコーン変性ウレタン樹脂層用塗工液および第２シリコーン変性ウレタン樹脂層用塗工液における固形分濃度、導電剤濃度については、塗工性、導電剤の分散性の点から、固形分濃度は５〜３０重量％、導電剤濃度は１０〜２０重量％が好ましい。前記導電剤濃度とは、固形分中の導電剤濃度を意味しており、以下同様に規定される。

前記シリコーン変性ウレタン樹脂としては、例えば特開２００１−０２６６４８号公報、特開２００２−２０６０７号公報などに記載されているものが挙げられる。具体例を挙げると、例えば（Ａ）分子鎖の側鎖及び／又は主鎖に少なくとも１個の脂肪族不飽和結合と、少なくとも１個の活性水素とが同一分子内に共存する炭化水素化合物及び／又は脂肪族不飽和基含有ポリシロキサンと、有機ポリイソシアネートと、ポリオール及び／又はポリアミンと、及び必要に応じて鎖伸長剤とを反応させることにより得られる脂肪族不飽和基を有するポリウレタン系樹脂１００重量部、（Ｂ）１分子中に２個以上のヒドロシリル基を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン０．１〜１００重量部、（Ｃ）ヒドロシリル化触媒の触媒量を含有してなる樹脂組成物を反応させて得られるものなどが挙げられる。

導電剤を含有するシリコーン変性ウレタン樹脂層の形成を１層目と２層目に塗布工程を分けて行う場合、第１シリコーン変性ウレタン樹脂層３４におけるシリコーン変性ウレタン樹脂と、第２シリコーン変性ウレタン樹脂層３６におけるシリコーン変性ウレタン樹脂とは同一であっても、異なっていてもよい。

本発明で使用可能なシリコーン変性ウレタン樹脂の市販品としては、いずれも信越化学工業(株)製のＸ−９３−１３４３、Ｘ−９３−１５４９、Ｘ−９３−１２４８Ｋ、Ｘ−９３−１２４９Ｃなどが挙げられる。

本実施形態においては、現像ローラ２から感光体３へトナー５が移動する方向の電界が６×１０⁶Ｖ／ｍ以上となるように現像ローラ２と感光体３との間に電位差を印加することが好ましい。それにより、感光体３周速が３００ｍｍ／ｓｅｃを超えるような場合でも、感光体３へのトナー５の現像性を満足することができる。

現像ローラ２から感光体３へトナー５が移動する方向の電界は１１×１０⁶Ｖ／ｍ以下とすることが好ましい。該電界が１１×１０⁶Ｖ／ｍを超えると現像ローラ２と感光体３との間でリークが発生するおそれがある。

本実施形態においては、前記現像ローラ２に印加される交流バイアス（Ｖｐｐ）のデューティ比を４０％以上かつ９０％以下にすることが好ましい。それにより、現像ローラ２と感光体３との間でのリーク発生が抑制され、現像性をより高めることができる。

以下、実施例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。

以下に示す仕様により、図１〜３に示す本発明の画像形成装置を作製した。感光体３ドラム、現像ローラ２、磁気ローラ１の各スリーブの寸法、周速などは、下記の通りである。感光体３ドラムにはアモルファスシリコンを使用し、各磁気ローラのスリーブには、アルミニウム基材を用い、アルマイト処理、封孔処理を施した。現像ローラについては、下記参照。
感光体ドラム：外径３０ｍｍ、周速３５０ｍｍ／ｓｅｃ
現像ローラ：外径２０ｍｍ、周速４２０ｍｍ／ｓｅｃ
磁気ローラ：外径２５ｍｍ、周速６３０ｍｍ／ｓｅｃ
磁気ローラと現像ローラとの間のギャップ幅：２５０μｍ
現像ローラと感光体ドラムとの間のギャップ幅：１８０μｍ

二成分現像剤としては、下記のトナー粒子、キャリアからなるものを使用した。トナー粒子は正帯電性のものである。
トナー粒径（体積平均粒子径）：６．５μｍ
キャリア粒径（重量平均粒子径）：３５μｍ
トナー／キャリア混合重量比率（Ｔ／Ｃ）：６．０％

前記画像形成装置の稼働時の電界条件は次の通りである。
感光体ドラム表面電位：＋３００Ｖ
現像ローラ：Ｖｄｃ２＝１００Ｖ、Ｖｐｐ＝１．２ｋＶ、周波数ｆ＝４．５ｋＨｚ、デューティ比＝５０％
磁気ローラ：Ｖｄｃ１＝３００Ｖ、Ｖｐｐ＝１．４ｋＶ、周波数ｆ＝４．５ｋＨｚ、デューティ比＝７０％

現像ローラとしては、図３に示す構成のものを作製した。アルミニウム管を硫酸電解浴中で陽極酸化処理して、表面に厚さ１５μｍのアルマイト皮膜を形成し、ついで酢酸水溶液中で電解して封孔処理を施した。封孔処理したアルマイト皮膜上にカーボンブラックを含有するシリコーン変性ウレタン樹脂塗工液を塗布し、１５０℃で４０分間乾燥して、カーボンブラック含有シリコーン変性ウレタン樹脂層を形成した。

シリコーン変性ウレタン樹脂塗工液としては、信越化学工業（株）製のＸ−９３−１３４３を使用した。カーボンブラックとしては、三菱化学（株）製ＭＡ−１００（一次粒子の平均粒子径２２ｎｍ）を使用した。カーボンブラックの平均粒子径は前述の測定方法で測定した。

［実施例１〜３および比較例１〜３］
シリコーン変性ウレタン樹脂層におけるカーボンブラック（ＣＢ）の含有率と樹脂層厚を表１に示すように変化させて体積抵抗と樹脂層厚の積の値が異なるカーボンブラック含有シリコーン変性ウレタン樹脂層を形成した現像ローラを作製した。体積抵抗率（Ωｃｍ）は前述の測定方法で測定した。

実施例１，２及び比較例１は０．５μｍの第１層を形成し、更に第２層を形成して樹脂層厚を１．０μｍとした。
実施例３は０．２μｍの第１層を形成し、更に第２層を形成して樹脂層厚を０．７μｍとした。
比較例２，３は一回の塗布で樹脂層厚が１．０μｍとなるように形成した。

このようにして作製した現像ローラを組み込んだ前記画像形成装置を使用し、６０秒間駆動してトナー薄層を形成させたときの帯電量を測定し、現像ローラの体積抵抗率と現像ローラ表面の帯電量との関係を求めた。帯電量は表面電位計ＭＯＤＥＬ３４４−Ｆ−ＪＫ（ＴＲＥＫ（株）社製）を使用して測定（測定ギャップは１〜５ｍｍ）した。結果を表１と図４に示す。

表１および図４に示される結果から明らかなように、アルマイト皮膜とシリコーン変性ウレタン樹脂層を含む現像ローラの体積抵抗率を１．５×１０¹⁴Ωｃｍ以下に調節することにより、トナー薄層形成時の現像ローラ表面の飽和帯電量までの立ち上がり時間が早く、その後蓄電されることなく安定した状態を保つことができる。体積抵抗率が１．５×１０¹⁴Ωｃｍを超えると、電荷が蓄積されやすく、飽和帯電までの立ち上がり時間が遅くなり、安定した現像性を得ることができない。なお、体積抵抗率が１．０×１０¹²Ωｃｍ未満であるとリークが発生してしまう場合がある。

［実施例４および比較例４〜７］
下記の現像ローラを作製した。
（実施例４）
上記の封孔処理したアルマイト皮膜上にカーボンブラックを含有するシリコーン変性ウレタン樹脂塗工液を塗布し、１５０℃で４０分間乾燥して、カーボンブラック（アセチレンブラック）を１７重量％含有する厚さが０．４μｍのシリコーン変性ウレタン樹脂層を形成し、さらにその上にカーボンブラックを含有するシリコーン変性ウレタン樹脂塗工液を塗布し、１５０℃で４０分間乾燥して、カーボンブラックを１７重量％含有する厚さが０．８μｍのシリコーン変性ウレタン樹脂層を形成して現像ロールを作製した。カーボンブラック、シリコーン変性ウレタン樹脂塗工液としては上記と同じものを使用した。樹脂層の体積抵抗率を前記と同様にして測定したところ、１．０×１０⁸Ωｃｍであった。以下において、実施例４の現像ローラを「封孔処理アルマイト／シリコーン変性ウレタン（２層）」と表示する場合がある。

（比較例４）
実施例４において、シリコーン変性ウレタン層を１層で形成した以外は実施例４と同様にして現像ローラを作製した。この現像ローラの体積抵抗率を前記と同様にして測定した。

（比較例５）
前記実施例４において、シリコーン変性ウレタン層を１層で形成し、樹脂層厚を１．２μｍとした以外は実施例４と同様にして現像ローラを作製した。

（比較例６）
実施例４において、封孔処理を施さないアルマイト皮膜上に樹脂層を設けたほかは実施例４と同様にして現像ローラを作製した。

（比較例７）
比較例６において、シリコーン変性ウレタン層を１層で形成し、樹脂層厚を１．２μｍとしたほかは実施例４と同様にして現像ローラを作製した。上記のアルマイト皮膜を形成しただけで、その上に何らの処理も施さないものを現像ロールとした。この現像ロールの体積抵抗率を前記と同様にして測定した。

（リークマージン値）
前記実施例４および比較例４〜７の現像ローラを組み込んだ前記画像形成装置について、現像ローラと磁気ローラ間のリークマージン値（以下、ＭＳ間リークマージン値と言う。）を測定した。ここで、リークマージン値とは、電界のリークが生じる最小の印加電圧をいう。磁気ローラに現像剤を搬送させて、現像ローラと磁気ローラとの間に電界を発生させるために、磁気ローラに交流電圧を印加させ、現像ローラは接地させて常にゼロボルトとなるようにした。磁気ローラに印加する交流バイアス条件は以下のとおりにした。

周波数：４．５ｋＨｚ
デューティ比：６０％
Ｖｄｃ＝０Ｖ
Ｖｍａｘ：５００〜１４００Ｖ
Ｖｍｉｎ：−５００〜−１４００Ｖ
Ｖｐｐ＝|Ｖｍａｘ|＋|Ｖｍｉｎ|＝２．８ｋＶ

ＭＳ間リークマージン値は、Ｖｍａｘを固定してＶｍｉｎを変化させる場合（この場合のリークマージン値を「＋上側」と表示する。）と、Ｖｍｉｎを固定してＶｍａｘを変化させる場合（この場合のリークマージン値を「−下側」と表示する。）の２種類を測定した。得られたリークマージン値を現像ローラの体積抵抗率と共に表２に示す。

表２から明らかなように、アルマイト皮膜とシリコーン変性ウレタン樹脂層を含む現像ローラの体積抵抗率が１．０×１０¹²Ωｃｍ以上かつ１．５×１０¹⁴Ωｃｍ以下の範囲にある、封孔処理アルマイトにシリコーン変性ウレタン被覆したものは、未封孔処理アルマイトにシリコーン変性ウレタン被覆したものより体積抵抗率が高くリークマージン値が高くリークが抑制されていることが分かる。また、シリコーン変性ウレタン被覆１層と２層では２層の方が同じ層厚でも体積抵抗率が低く、リークが抑制されていることが分かる。一方、封孔処理を施していないアルマイト皮膜上にカーボンブラック含有シリコーン変性ウレタン樹脂層を形成したものでは、カーボンブラックがアルマイト皮膜の空孔に入り込み、そのため、体積抵抗率が著しく低下し、リークマージン値も低い。

（駆動時間に対する表面電位およびトナー量の変化）
実施例４〔封孔処理アルマイト／シリコーン変性ウレタン（２層）、体積抵抗率＝１．０×１０¹³Ωｃｍ〕の現像ローラおよび比較例４（封孔処理アルマイト／シリコーン変性ウレタン（１層））の現像ローラを組み込んだ前記画像形成装置について、現像ローラはアースし、磁気ローラにＶｄｃ＝２００Ｖ、Ｖｐｐ＝２．０ｋＶ、周波数＝４．５ｋＨｚ、Ｄｕｔｙ＝７０％を印加し、駆動時間に対する現像ローラ上の表面電位の変化を調べた。表面電位は前記測定方法により測定した。対照として表面がアルマイト皮膜である現像ローラを使用した。結果を図５と図６のグラフに示す。

さらに、実施例４〔封孔処理アルマイト／シリコーン変性ウレタン（２層）、体積抵抗率＝１．０×１０¹³Ωｃｍ〕の現像ローラおよび比較例４（封孔処理アルマイト／シリコーン変性ウレタン（１層））の現像ローラを組み込んだ前記画像形成装置について、駆動時間に対する現像ローラ上のトナー量変化を調べた。現像ローラ上のトナー量（ｍｇ／ｃｍ²）は、各駆動時間後に現像ローラ上に形成されたトナー層の単位面積当たりのトナー量をＱＭメータ（ＴＲＥＫ社製、ＭＯＤＥＬ ２１０ＨＳ）で吸引し、算出した。対照として表面がアルマイト皮膜である現像ローラを使用した。結果を図７のグラフに示す。

図５および図６から明らかなように、実施例４の封孔処理を施したアルマイト皮膜の上にカーボンブラックを含有するシリコーン変性ウレタン樹脂層を２回の塗工操作で形成した現像ローラ（封孔処理アルマイト／シリコーン変性ウレタン（２層））では、比較例４の封孔処理を施したアルマイト皮膜の上にカーボンブラックを含有するシリコーン変性ウレタン樹脂層を１回の塗工操作で形成した現像ローラ（封孔処理アルマイト／シリコーン変性ウレタン（１層））に比べて、表面電位の飽和時間が約１５秒から約１秒に短縮されており（表面がアルマイト皮膜である現像ローラ（対照）とほぼ同等）、さらに飽和電位も約３５Ｖ低減されている（表面がアルマイト皮膜の現像ローラと同等）。

また図７から明らかなように、実施例４の封孔処理を施したアルマイト皮膜の上にカーボンブラックを含有するシリコーン変性ウレタン樹脂層を２回の塗工操作で形成した現像ローラ（封孔処理アルマイト／シリコーン変性ウレタン（２層））では、表面がアルマイト皮膜の現像ローラ（対照）と同じように、駆動の初期からトナー量が安定しているが、比較例４の封孔処理を施したアルマイト皮膜の上にカーボンブラックを含有するシリコーン変性ウレタン樹脂層を１回の塗工操作で形成した現像ローラ（封孔処理アルマイト／シリコーン変性ウレタン（１層））では、現像ローラの周回を重ねるにつれてトナー量が減少し、一周目から約１／３まで変化している。

すなわち、シリコーン変性ウレタン樹脂層に帯電が蓄積されて、現像ローラと磁気ローラとの間の電界強度が低減され、トナー薄層のトナー量が減少する現象が本発明の実施例４では抑制されていることが分かる。

また、上記の結果から、実施例４の封孔処理を施したアルマイト皮膜の上にカーボンブラックを含有するシリコーン変性ウレタン樹脂層を２回の塗工操作で形成した現像ローラ（封孔処理アルマイト／シリコーン変性ウレタン（２層））では、比較例４の封孔処理を施したアルマイト皮膜の上にカーボンブラックを含有するシリコーン変性ウレタン樹脂層を１回の塗工操作で形成した現像ローラ（封孔処理アルマイト／シリコーン変性ウレタン（１層））に比べて、現像ローラ表面の電位が安定していることから、駆動初期における現像性がより安定していることがわかる。

なお、この実験結果はトナー薄層形成時のものであり、さらに印字等を続けると、表面がアルマイト皮膜の現像ローラ（対照）の場合はトナー量が減少するが、本発明の実施例４の現像ローラではトナー量が維持される。

（感光体周速と現像性との関係）
実施例４〔封孔処理アルマイト／シリコーン変性ウレタン（２層）、体積抵抗率＝１．０×１０¹³Ωｃｍ〕の現像ローラを組み込んだ前記画像形成装置について、感光体周速と現像性の関係を調べた。現像性は画像濃度で評価した。画像濃度は、グレタグマクベス社製の分光光度計ＳｐｅｃｔｒｏＥｙｅを用いて測定した。対照として表面がアルマイト皮膜である現像ローラを使用した。結果を表３および図８のグラフに示す。

表３および図８から明らかなように、表面がアルマイト皮膜の現像ローラ（対照）では、感光体周速が３４０ｍｍ／秒を超えると、画像濃度が低下したが、封孔処理を施したアルマイト皮膜の上にカーボンブラックを含有するシリコーン変性ウレタン樹脂層を２回の塗工操作で形成した実施例４の現像ローラ（封孔処理アルマイト／シリコーン変性ウレタン（２層））では、感光体周速が３４０ｍｍ／秒を超えても、画像濃度が低下しないことが分かる。

（現像ローラに印加される、現像ローラから感光体へトナーが移動する方向の電界と現像性との関係）
実施例４〔封孔処理アルマイト／シリコーン変性ウレタン（２層）、体積抵抗率＝１．０×１０¹³Ωｃｍ〕の現像ローラを組み込んだ前記画像形成装置について、現像ローラに印加される、現像ローラから感光体へトナーが移動する方向の電界と現像性との関係を調べた。現像性は画像濃度で評価した。前記画像形成装置において、印加バイアスはＷＡＶＥ ＦＡＣＴＯＲＹ ＷＦ−１９４６Ａ（ＮＦ社製）で印加バイアスの波形を形成し、ＡＣ／ＤＣ ＡＭＰＬＩＦＩＥＲ ＮＶＡ４３２１（ＮＦ社製）で、１０００倍に増幅して印加する構成とした。この波形を可変させることで電界を変化させた。結果を表４および図９に示す。なお、評価は、画像濃度が１．４００以上を◎、１．３００〜１．３９９を○とした。

表４および図９から明らかなように、実施例４の封孔処理を施したアルマイト皮膜の上にカーボンブラックを含有するシリコーン変性ウレタン樹脂層を２回の塗工操作で形成した現像ローラ（封孔処理アルマイト／シリコーン変性ウレタン（２層））では、現像ローラに印加される、現像ローラから感光体へトナーが移動する方向の電界が６×１０⁶Ｖ／ｍ以上になるように印加されると、より高い画像濃度が得られる。

（現像ローラに印加される交流バイアスのデューティ比と現像性との関係）
実施例４〔封孔処理アルマイト／シリコーン変性ウレタン（２層）、体積抵抗率＝１．００×１０¹³Ωｃｍ〕の現像ローラおよび比較例４〔封孔処理アルマイト／シリコーン変性ウレタン（１層）、体積抵抗率＝５．０×１０¹⁴Ωｃｍ）〕の現像ローラを組み込んだ前記画像形成装置について、現像ローラに印加される交流バイアスのデューティ比と現像性との関係を調べた。現像ローラ上のトナー層厚を一定にして、現像ローラからの現像性を画像濃度で評価した。図２に示すように、磁気ローラに印加する直流電源および交流電源が現像ローラの直流電源および交流電源に重畳する構成において、磁気ローラに印加する直流電圧および交流電圧は固定とし、現像ローラに印加する交流電圧のデューティ比を変化させた。１分間磁気ローラに印加し、その後現像ローラにも印加して、トナー像（ベタ）を形成させ、画像濃度を測定した。結果を表５および表６に示す。なお、評価は、前記表４における評価と同じ基準で行った。

表５および表６から明らかなように、実施例４の封孔処理を施したアルマイト皮膜の上にカーボンブラックを含有するシリコーン変性ウレタン樹脂層を２回の塗工操作で形成した現像ローラ（封孔処理アルマイト／シリコーン変性ウレタン（２層））では、印加する交流バイアスのデューティ比を４０〜９０％の範囲にすることによって、画像濃度がより高くなるが、比較例４の現像ローラにおいては、画像濃度がそれほど高くならない。

１ 二成分現像剤担持体（磁気ローラ）
２ 現像ローラ（トナー担持体）
３ 静電潜像担持体（感光体）
４ キャリア
５ トナー
６ 磁気ブラシ
７ 規制ブレード
８ 帯電手段
９ トナー薄層
１１ａ 交流電源
１１ｂ 直流電源
１２ａ 交流電源
１２ｂ 直流電源
１６ 露光手段
２２ 一次転写手段
２４ クリーニング手段
２５ 二次転写手段
２６ 定着手段
３０ アルミニウム基材
３１ アルマイト皮膜
３２ 封孔処理された孔
３３ シリコーン変性ウレタン樹脂層
３４ 第１シリコーン変性ウレタン樹脂層
３５ 第１導電剤
３６ 第２シリコーン変性ウレタン樹脂層
３７ 第２導電剤

Claims (4)

1. 少なくともキャリアとトナーを含む二成分現像剤を二成分現像剤担持体上に保持し、この二成分現像剤坦持体よりトナーを移送してトナー担持体上にトナーの薄層を形成し、静電潜像担持体に前記トナー担持体上のトナーを飛翔させて静電潜像を現像する現像装置を有する画像形成装置において、
   前記トナー担持体はアルミニウム基材を含み、前記アルミニウム基材の表面がアルマイト処理され、かつ封孔処理され、さらに導電剤を含むシリコーン変性ウレタン樹脂層で被覆されており、前記アルマイト皮膜と前記シリコーン変性ウレタン樹脂層を含む前記トナー担持体の体積抵抗率が１．０×１０¹²Ωｃｍ以上かつ１．５×１０¹⁴Ωｃｍ以下であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記トナー担持体は、該トナー担持体から静電潜像担持体へ前記トナーが移動する方向の電界が６×１０⁶Ｖ／ｍ以上になるように印加されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記トナー担持体に印加される交流バイアスのデューティ比が４０％以上かつ９０％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記シリコーン変性ウレタン樹脂層は、塗布工程を少なくとも１層目と２層目とに分けて形成されたものであり、１層目は、アルマイト皮膜表面に導電剤を含有するシリコーン変性ウレタン樹脂塗工液を乾燥後層厚が０．２〜０．５μｍになるように塗布、乾燥して形成され、２層目は、前記１層目の上に、導電剤を含有するシリコーン変性ウレタン樹脂塗工液を乾燥後の前記１層目と前記２層目の層厚の和が０．７〜１．０μｍになるように塗布、乾燥して形成されたものであることを特徴とする請求項1乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。

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