JP2001147588A

JP2001147588A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001147588A
Application number: JP33044099A
Authority: JP
Inventors: Masae Nakamura; 眞砂恵中村; Takashi Yamamoto; 隆志山本; Shoichi Kinoshita; 正一木下; Yoshimichi Katagiri; 善道片桐; Shinichi Kuramoto; 信一倉本; Hachiro Tosaka; 八郎登坂; Yuji Yamashita; 裕士山下; Osamu Uchinokura; 理内野倉; Kazuhiko Hamazoe; 一彦濱添
Original assignee: Fujitsu Ltd; Ricoh Co Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd; Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-11-19
Filing date: 1999-11-19
Publication date: 2001-05-29
Anticipated expiration: 2019-11-19
Also published as: JP4282187B2

Abstract

(57)【要約】【課題】画質の劣化や機械的トルクを増大させること
なく、長期安定性を維持しつつ、スポンジローラ周期の
ネガ残像、トナー帯電量のムラによる背景部カブリ、現
像転移の悪化、解像性の悪化、トナー選択現像による現
像ローラ周期のポジ残像を防止できる画像形成装置を提
供すること。【解決手段】一成分系現像剤を収容した現像容器と、
画像担持体と、現像剤担持体と、現像剤供給部材とを備
えた現像装置を含む画像形成装置において、現像剤担持
体が、外径Ｄｄ及び表面線速度Ｖｄであり、現像剤供給
部材が、外径Ｄｒ及び表面線速度Ｖｒであり、そしてＤ
ｄ≧Ｄｒ及びＶｄ＝Ｖｒが成り立つように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像形成装置に関
し、さらに詳しく述べると、電子写真法に従って静電潜
像を可視化して画像を形成する方式の、電子写真複写
機、電子写真プリンタ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法に従って静電潜像を画像担持
体上に形成し、これを現像剤によって可視化する画像形
成装置において、装置の小型化、低コスト化、高信頼性
等の点から、一成分系現像剤を用いた現像装置が有利で
ある。特にカラーの画像形成を行うには、透明度が高い
ことから非磁性一成分系現像剤を用いることが有利であ
る。

【０００３】非磁性一成分系現像剤を用いた現像装置と
して、すでにいろいろなタイプのものが知られている。
典型的な現像装置は、表面に一成分系現像剤を担持する
とともに、現像領域を含む所定の循環経路に沿って現像
剤を搬送する現像剤担持体と、一成分系現像剤を貯溜す
る貯溜手段と、現像剤担持体に接触し、現像剤貯溜手段
に貯溜されている一成分系現像剤を現像剤担持体に供給
する現像剤供給手段とを備えている。このような現像装
置の詳細については、例えば、特開昭６０−２２９０５
７号公報、特開昭６１−４２６７２号公報などを参照さ
れたい。

【０００４】図１は、従来の上述のような現像装置の一
例を模式的に示したものである。現像装置１０は、磁性
体を含まないトナーのみからなる非磁性一成分系現像
剤、つまり非磁性トナー１１を収容した現像容器（トナ
ーホッパー）を規定するケーシング１３を有し、このケ
ーシング１３内に、現像ローラ１４、現像ローラ１４に
現像剤を供給するスポンジローラ１５、そして現像ロー
ラ１４の表面の現像剤の厚さを規制するための厚さ規制
ブレード１６を備えている。現像ローラ１４には、バイ
アス電源２１により、適当な現像バイアス電圧を印加す
ることが可能である。

【０００５】非磁性トナー１１には、外添剤として、た
とえばシリカ微粉末が添加されている。シリカ微粉末に
は、トナー１１の摩擦帯電電荷量を制御する作用効果が
あり、画像濃度の向上に寄与することができる。現像ロ
ーラ１４は、ケーシング１３の開口部において、静電潜
像を形成し、保持する感光体ドラム１と接触可能に対向
して配置されている。また、現像ローラ１４は、感光体
ドラム１との対向部において同方向に移動する向きに回
転し、したがって、現像ローラ１４上に担持したトナー
１１を感光体ドラム１に向けて搬送することができる。

【０００６】スポンジローラ１５は弾性を有するスポン
ジ材料からなる。スポンジローラ１５は、図示されるよ
うに、感光体ドラム１とは反対の側で現像ローラ１４に
弾性当接し、現像ローラ１４との当接部において逆方向
に移動する向きに回転し（いわゆる、カウンター回
転）、したがって、現像ローラ１４上の現像残りトナー
（感光体ドラムに搬送されず、したがって、現像に供さ
れなかったトナー）の剥ぎ取りと、ケーシング１３内に
おける新たなトナー１１の現像ローラ１４への供給とを
同時に行なうことができる。ここで、スポンジローラ１
５で新たに供給されたトナー１１は、現像ローラ１４と
スポンジローラ１５とで擦られることで摩擦帯電による
電荷を獲得し、鏡像力によって現像ローラ１４に付着さ
れ、搬送され、一方、現像残りトナーは、現像ローラ１
４とスポンジローラ１５のニップで擦られる機械的力に
よって剥ぎ取られる。このように、現像残りトナーの剥
ぎ取りと同時に、新トナーの帯電および供給を同時に行
うような場合、それらの機能を十分得るためには、スポ
ンジローラ１５と現像ローラ１４のニップ幅はできるだ
け広くとるのが好ましく、また、ニップ圧力は高いほう
がトナーを帯電させるのに、そして、現像残りトナーを
剥ぎ取るのにも有利に働く。さらに、スポンジローラと
現像ローラの如く回転体どうしの場合は、カウンター回
転で線速差が大きいほど、実質ニップ幅を大きくするの
と同様の効果がある。そのため、従来実用化されている
この種の現像装置では、スポンジローラの硬度や、現像
ローラとのニップ幅を規定したり（例えば、特開平７−
４４０２３号公報を参照されたい）、あるいは、スポン
ジローラの線速を現像ローラの線速よりも速く設定した
りしている。

【０００７】厚さ規制ブレード１６は、ケーシング１３
内の現像ローラ１４の上方部分に取付けられ、現像ロー
ラ１４の周面にその回転方向と逆方向にカウンター当接
されている。したがって、感光体ドラム１に向けて搬送
されるトナー１１は、その搬送途上、厚さ規制ブレード
１６により摩擦帯電され、さらには摩擦帯電電荷を得て
いる。また、この摩擦帯電電荷をトナー１１に効果的に
持たせるために、厚さ規制ブレード１６の現像ローラ１
４と接触する面に、トナー１１の帯電極性と逆極性に帯
電する部材を設けることが行なわれることがある。感光
体ドラム１上の現像領域に搬送されたトナー１１は、そ
の領域にすでに形成されている静電潜像の現像に使用さ
れる。

【０００８】ところが、従来実用化されているこの種の
現像装置を用いた画像形成装置では、スポンジローラ１
５が現像ローラ１４に対し、広いニップ幅及び高いニッ
プ圧でカウンター回転し、かつ、現像ローラの線速より
スポンジローラの線速のほうが速くなるように設定され
ているために、機械的トルクが高くなる、トナーへの機械的ストレスが増大し、画質の劣化が
加速する、スポンジローラのトナー供給量が過剰になり、印字
の後端部の濃度が上昇する、などの問題が生じている。

【０００９】このような問題は、上記のような事実に鑑
みて、スポンジローラ１５と現像ローラ１４のニップ幅
を小さくすること、ニップ圧を弱めること、さらには、
スポンジローラ１５の線速を現像ローラ１４の線速に近
づけるかもしくはそれと等速にすること、により解決す
ることができる。しかし、スポンジローラ１５の線速を
現像ローラ１４の線速に近づけるかもしくは等速にする
という解決策を講じたような場合には、以下に述べる新
たな問題が生じてくる。

【００１０】スポンジローラから現像ローラに供給
されるトナー量が不足するので、スポンジローラ周期に
ネガ残像が発生する、トナーの摩擦帯電が不足するので、トナーの帯電量
にムラが生じ、背景部カブリ、現像転移の悪化、そして
解像性の低下等の画質の悪化が発生する、及びトナーの選択現像が起こるので、現像ローラ周期に
ポジ残像が発生する。

【００１１】先ず、スポンジローラ周期のネガ残像につ
いて説明する。スポンジローラ１５は、上述のように、
現像ローラ１４にトナーを供給する機能をもっている。
すなわち、スポンジローラ１５は、現像ローラ１４の潜
像を現像した部分のトナーがなくなった個所に、新しい
トナーを供給することができる。トナーを供給した後の
スポンジローラ１５は、ケーシング１３により規定され
る現像容器（トナーホッパー）から、新しいトナーを搬
送し、再びトナー供給を行うための備えに入る。このと
き、スポンジローラ１５では、一度トナー供給をしたと
ころと、未だトナーを供給していないところで現像ロー
ラ１４に供給できるトナー量に差が生じ、一度トナー供
給をしたところはトナー不足が起きる。このようなトナ
ー量の差は、得られるトナー画像における濃度差となっ
て現れる。この現象が、ここでいうスポンジローラ周期
のネガ残像である。スポンジローラ周期のネガ残像は、
印字上では、通常現像ローラ１周＋スポンジローラ１周
分の位置に現れる。特に、トナー消費量の多いベタパッ
チ等の印刷残像が目立つ。

【００１２】次に、トナーの帯電量のムラによる画質の
悪化について説明する。スポンジローラ１５と現像ロー
ラ１４の間でトナーが十分摩擦帯電されない場合、現像
ローラ１５に供給されたトナーは、飽和帯電量に達する
ことなく、したがって、低帯電、無帯電あるいは逆帯電
のトナーが含まれることになる。すると、これらの不適
切な帯電量のトナーは、潜像に忠実な現像転移を妨げ、
背景部への付着によって地肌カブリを発生させ、あるい
は、１ドット等の多用した微細な表現ができない等の解
像性の悪化をひきおこす。これらの問題は、供給したト
ナーが全て飽和帯電していることで解決することができ
る。

【００１３】次いで、現像ローラ周期のポジ残像につい
て説明する。ポジ残像は、ネガ残像とは反対に、印字が
あったところの印字濃度が濃くなる現象で、この場合、
現像ローラの回転周期で発生する。ポジ残像の発生メカ
ニズムは、非磁性一成分現像法の現像メカニズムと深く
関係している。上述のようにスポンジローラ１５から供
給されたトナーは、その電荷によって現像ローラ１４に
鏡像力で付着する。従って、付着力は電荷の大きさに比
例し、電荷が大きいもの程、現像ローラ１４に付着しや
すく、電荷の小さいもの程、付着しにくい、この結果、
トナーは電荷量によって、選択的に現像ローラ１４に供
給される現象（選択供給現象）が起きている。本発明者
らの調査によると、帯電量の高いトナーは、粒径の小さ
なトナーであり、粒径の小さなトナーから選択的に供給
されていき、大きなトナーはトナーホッパー内に残るこ
とが分かった。現像ローラ１４上のトナーが白ベタ等の
トナー消費のない画像を繰り返し行う場合、現像ローラ
１４上のトナーは、スポンジローラ１５とのニップを通
過するたびに、トナー選択機能が働き、現像ローラ上の
トナーの小粒径化は進んでいくことになる。そして、電
荷の高いトナーが現像ローラに強く付着するため、トナ
ー層の電位は大きくなっていく。現像ローラが上記のよ
うな白ベタを印刷した状態で、黒ベタパッチ等のトナー
消費のある印字を行なった場合、トナーが消費された場
所には、新しいトナーが供給されるが、このトナーは、
印字がなかったところに比べて、トナー粒径が大きく、
電荷量が小さい。そのため、この部分のトナー層は、そ
の周りのトナー層の状態と明らかに異なり、印字が濃く
なる現象（ポジ残像）が生じる。このように、トナーの
選択供給現象によってポジ残像は発生する。ポジ残像
は、トナーが単一ではなく帯電性に分布をもっているこ
とが原因で生じる現象であり、帯電性は主にトナー粒子
の粒径の大きさに依存する。選択供給現象は、帯電性の
違いによって生じる現象であることから、帯電が十分に
行われにくい上記のような現像条件は、選択供給現象が
顕著に起き易く、従って、ポジ残像も発生しやすい条件
といえる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な従来の技術の問題点に鑑みなされたものであり、その
目的とするところは、トナー劣化による画質の劣化や機
械的トルクを増大させることなく、長期安定性を維持し
つつ、スポンジローラから供給されるトナー量が不足す
ることによって生じるスポンジローラ周期のネガ残像お
よび、トナーの摩擦帯電不足によるトナー帯電量のムラ
による背景部カブリ、現像転移の悪化、解像性の悪化、
更には、トナー選択現像による現像ローラ周期のポジ残
像を防止できる現像装置を備えた画像形成装置を提供す
ることにある。

【００１５】また、本発明の目的は、カラー画像のよう
なトナーを透過して色を視覚するカラー画像形成装置、
ひいては付着量に対して画像濃度が飽和しないトナー、
すなわち定着時の溶融粘度がある範囲に規定されたトナ
ーを用いたカラー画像形成装置を提供することにある。
このトナーを用いれば、定着時の溶融粘度が適正で、画
像の平滑性が上がることにより、高品位の光沢のある画
像を形成することができる。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、静電潜
像を現像剤で可視化して画像を形成するための画像形成
装置であって、一成分系現像剤を収容した現像容器と、
静電潜像を形成し、保持する画像担持体と、前記現像剤
を前記画像担持体上の現像領域に搬送する、前記画像担
持体と接触して対向配置された現像剤担持体と、前記現
像容器内の現像剤を前記現像剤担持体に供給する、前記
現像剤担持体に弾性当接して移動可能に配置された現像
剤供給部材と、前記現像剤供給部材から供給された前記
現像剤担持体上の前記現像剤の厚さを規制する厚さ規制
部材とを備えた現像装置を含む画像形成装置において、
前記現像剤担持体が、外径Ｄｄを有する回転体であり、
その表面線速度はＶｄであり、かつ前記現像剤供給部材
が、外径Ｄｒを有する回転体であり、その表面線速度は
Ｖｒであり、その際、下記の関係：Ｄｄ≧Ｄｒ及びＶｄ＝Ｖｒが成り立つこと、及び前記一成分系現像剤が、６〜１０
μｍの体積平均粒径を有する粒子からなり、その際、５
μｍ以下の体積平均粒径を有する粒子の割合が０〜２０
個数％でありかつ１２．７μｍ以上の体積平均粒径を有
する粒子の割合が０〜２体積％であること、を特徴とす
る画像形成装置が提供される。

【００１７】本発明では、現像剤供給部材（典型的に
は、以下に説明するように、スポンジローラ）の線速を
現像剤担持体（典型的には、現像ローラ）と等速にし、
かつ、スポンジローラの外径を現像ローラの外径より小
さくした現像装置を用いることで、画像形成装置の長寿
命化を達成することができ、同時に、特定の粒度分布の
トナー、すなわち、トナー粒子の体積平均粒径が６〜１
０μｍの範囲であり、５μｍ以下の粒径を有する粒子の
割合が０〜２０個数％の範囲であり、そして１２．７μ
ｍ以上の粒径を有する粒子の割合が０〜２体積％である
トナーにおいて、トナーの微粒子側がスポンジローラと
現像ローラの間で優先的に供給される粒径選択を防止で
き、また、たとえ粒径選択が多少とも起こったとして
も、現像容器（典型的には、トナーホッパー）に残るト
ナーの粒径シフトを最小限に抑えることができる。従っ
て、本発明の画像形成装置を使用すると、結果的に現像
ローラ周期のポジ残像の発生を防止することができる。

【００１８】また、本発明によれば、静電潜像を現像剤
で可視化して画像を形成するための画像形成装置であっ
て、一成分系現像剤を収容した現像容器と、静電潜像を
形成し、保持する画像担持体と、前記現像剤を前記画像
担持体上の現像領域に搬送する、前記画像担持体と接触
して対向配置された現像剤担持体と、前記現像容器内の
現像剤を前記現像剤担持体に供給する、前記現像剤担持
体に弾性当接して移動可能に配置された現像剤供給部材
と、前記現像剤供給部材から供給された前記現像剤担持
体上の前記現像剤の厚さを規制する厚さ規制部材とを備
えた現像装置を含む画像形成装置において、前記現像剤
担持体が導電性材料からなり、その電気抵抗Ｒｄが１×
１０³〜１×１０⁸Ωであり、かつ前記現像剤供給部材
が導電性材料からなり、その電気抵抗Ｒｒが、下記の関
係： −４≦ log（Ｒｄ／Ｒｒ）≦４（ log（Ｒｄ／Ｒｒ）≠
０）を満たすこと、を特徴とする画像形成装置も提供され
る。

【００１９】この画像形成装置では、現像装置に組み込
まれる現像ローラを導電体から構成するとともに、その
電気抵抗Ｒｄを１×１０³〜１×１０⁸Ωとし、さらに
は、トナーを供給するスポンジローラも導電体から構成
し、その電気抵抗Ｒｒを−４≦ log（Ｒｄ／Ｒｒ）≦４
（ log（Ｒｄ／Ｒｒ）≠０）とすることによって、現像
ローラ周期のポジ残像を防止することができる。また、
この画像形成装置では、電気抵抗Ｒｄ及びＲｒの差を小
さくすればする程、現像ローラとスポンジローラ間の電
流の流れを小さくすることができ、よって、トナーに不
要な電流がかかることを抑制することができる。そのた
め、この画像形成装置を使用すると、純粋な摩擦による
帯電だけで、トナーが電荷を獲得でき、かつトナー保有
の電荷の偏りは減るため、トナーの選択供給現象を抑制
できる。

【００２０】本発明による画像形成装置において、現像
剤担持体上における一成分系現像剤の帯電量は、好まし
くは、−４０〜−６０μＣ／ｇの範囲である。このよう
な帯電量を採用することによって、リセットローラ周期
のネガ残像および現像ローラ周期のポジ残像を防止する
ことができる。また、一成分系現像剤の帯電量は、好ま
しくは、所定の時間（Ｄｒ×π／Ｖｒ）以内において−
３０〜−５０μＣ／ｇの範囲である。すなわち、本発明
の画像形成装置において、現像ローラ上のトナーの帯電
量が、所定の時間以内で、−３０〜−５０μＣ／ｇまで
上昇できるものとすることで、リセットローラ周期のネ
ガ残像を防止することができる。本発明者らは、適正な
帯電量に現像開始時間で到達し、その値を維持すること
は、残像防止の上で最も重要な因子であることを見い出
した。

【００２１】さらに、本発明の画像形成装置において用
いられる一成分系現像剤の溶融粘度は、好ましくは、１
００℃で、５００００Pa・sec 以下である。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明による画像形成装置は、以
下に記載するような好ましい形態で実施することができ
る。しかし、本発明の実施は、下記の形態によって限定
されるものではなく、本発明の範囲内においていろいろ
な変更、改良などを施し得ることを理解されたい。

【００２３】本発明による画像形成装置は、静電潜像を
現像剤で可視化して画像を形成する電子写真方式のため
の画像形成装置である。この画像形成装置は、上記した
ように、（１）ケーシングによって規定される現像容器
（トナーホッパー）内に収容された一成分系現像剤と、
（２）静電潜像を形成し、保持することが可能な画像担
持体と、（３）現像剤を画像担持体上の現像領域に搬送
可能な、画像担持体と接触して対向配置された現像剤担
持体と、（４）現像容器内の現像剤を現像剤担持体に供
給可能な、現像剤担持体に弾性当接して移動可能に配置
された現像剤供給部材と、（５）現像剤供給部材から供
給された現像剤担持体上の現像剤の厚さを規制する厚さ
規制部材とを備えた現像装置を含んでいる。

【００２４】本発明で使用される現像装置の上記のよう
な構成要素（１）〜（５）は、それぞれ、本発明の要件
を満足させることができる限りにおいて、任意の組成、
構成、形状等を有することができる。もちろん、それぞ
れの構成要素は、一般的に知られている電子写真用現像
装置で常用の部材、装置等であることができる。例え
ば、静電潜像を形成し、保持することが可能な画像担持
体は、本発明の画像形成装置の基本となる構成要素であ
り、典型的には感光体ドラムなどである。例えば、感光
体ドラムは、その芯金としてアルミニウム製ドラムを使
用し、その表面を鏡面状に仕上げ、さらに感光性材料の
層を被着することによって形成することができる。感光
性材料としては、例えばセレン、酸化亜鉛、硫化カドミ
ウム、有機光導電体（ＯＰＣ）、アモルファスシリコン
などを使用し、また、感光性材料の被着方法としては、
例えば蒸着、塗工などを使用することができる。

【００２５】現像剤を感光体ドラム等の画像担持体上の
現像領域に搬送可能な、画像担持体と接触して対向配置
されるべき現像剤担持体は、好ましくは導電体から形成
され、典型的には、現像ローラ、現像スリーブなどであ
る。例えば、現像ローラは、その芯金としてアルミニウ
ム製ローラを使用し、その表面に樹脂被覆を施すことに
よって形成することができる。必要に応じて、ローラの
表面に繊維ブラシなどを植え付けてもよい。

【００２６】現像容器内の現像剤を現像剤担持体に供給
可能な、現像剤担持体に弾性当接して移動可能に配置さ
れるべき現像剤供給部材は、好ましくは導電体から形成
され、典型的には、スポンジローラ、ファーブラシなど
である。例えば、スポンジローラは、その芯金としてア
ルミニウム製ローラを使用し、その表面に多孔性の樹脂
被覆を施すか、ローラの実質的に全体を弾性を有するス
ポンジ材料、例えばウレタンフォームから構成すること
によって、形成することができる。

【００２７】また、現像剤供給部材から現像剤担持体に
供給された現像剤の厚さを規制するために用いられる厚
さ規制部材は、典型的には、厚さ規制ブレードなどであ
ることができる。例えば、厚さ規制ブレードは、現像剤
担持体上に薄膜状に付着せしめられた現像剤の厚さを均
一に制御するため、いろいろな弾性材料から異なる形状
で形成することができる。厚さ規制ブレードの材料とし
ては、例えば、弾性ゴム、ステンレス鋼板、板バネなど
があり、これをトナーの掻き取りがし易い形状（例え
ば、舌状片、へら状片など）に加工して使用することが
できる。

【００２８】本発明で使用される現像装置は、上記した
ような典型的な構成要素に追加して、例えば、トナー攪
拌機構、トナー濃度制御機構、トナー補給機構、現像バ
イアス制御機構なども有することができる。なお、これ
らの機構は、当業者によく知られているので、ここでの
説明を省略する。本発明の画像形成装置では、上記した
現像装置に追加して、電子写真プロセスを実施するため
に必要な周知の装置、すなわち、帯電装置、露光装置、
転写装置、クリーニング装置、除電装置、定着装置など
が配設される。これらの装置も、当業者によく知られて
いるので、ここでの詳細な説明を省略する。

【００２９】さらにまた、本発明の実施において、静電
潜像の可視化に用いられる現像剤（トナー）は、非磁性
の一成分系現像剤である。非磁性の一成分系現像剤は、
キャリヤを併用する必要がないので、トナーの混合、攪
拌などの装置が必要でなくなり、現像装置の小型化を図
ることができるという利点があるばかりでなく、トナー
に磁性材料を混入することが不要であり、透明度が高く
かつトナーの薄膜化が可能であることから、フルカラー
画像の形成にその効力等を発揮できるという利点があ
る。この一成分系現像剤は、基本的に、従来常用の一成
分系現像剤と同様な組成を有することができ、また、し
たがって、同様な手法に従って調製することができる。

【００３０】一成分系現像剤（以下、「現像剤」あるい
は「トナー」とも呼ぶ）の主剤となるバインダ樹脂は、
各種の樹脂材料を包含する。適当なバインダ樹脂として
は、以下に列挙するものに限定されるわけではないけれ
ども、ポリスチレン、ポリｐ−クロロスチレン、ポリビ
ニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体、
スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プ
ロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合
体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−
アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチ
ル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、ス
チレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタ
クリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチ
ル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、
スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、ス
チレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニル
メチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合
体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリ
ロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸
共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体など
のスチレン系共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポ
リブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビ
ニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、
エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタ
ン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル
酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又
は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラ
フィン、パラフィンワックスなどが挙げられる。これら
のバインダ樹脂は、単独で使用してもよく、あるいは２
種類以上を混合して使用してもよい。

【００３１】着色剤も現像剤成分として使用することが
できる。着色剤としては、現像剤中で一般的に使用され
ている公知の染料及び顔料が全て使用できる。適当な着
色剤としては、例えば、カーボンブラック、ニグロシン
染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー
（１０Ｇ，５Ｇ，Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸
化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイ
ルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ，Ａ，ＲＮ，Ｒ）、
ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ，Ｇ
Ｒ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファ
ストイエロー（５Ｇ，Ｒ）、タートラジンレーキ、キノ
リンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イ
ソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カド
ミウムレッド、カドミウムマーキュリーレッド、アンチ
モン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイ
セーレッド、パラクロロオルトニトロアニリンレッド、
リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファス
トスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマ
ネントレッド（Ｆ２Ｒ，Ｆ４Ｒ，ＦＲＬ，ＦＲＬＬ，Ｆ
４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファス
トルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールル
ビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカ
ーミン６Ｂ、ピグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５
Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２
Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルー
ンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ロ
ーダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレ
ーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、
オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッ
ド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジ
ンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバ
ルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレー
キ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレー
キ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブル
ー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（Ｒ
Ｓ，ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブ
ルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレ
ーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレッ
ト、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジ
ンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグ
リーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーン
Ｂ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラ
カイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アン
トラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボンな
どが挙げられる。これらの着色剤は、単独で使用しても
よく、あるいは２種類以上を混合して使用してもよい。
着色剤の使用量は、それを添加する現像剤の種類や所望
とする効果などに応じて広い範囲で変更することができ
るけれども、一般的に、バインダ樹脂１００重量部に対
し０．１〜５０重量部の範囲である。

【００３２】本発明の現像剤は、必要に応じて帯電制御
剤を含有してもよい。帯電制御剤としては現像剤で常用
の公知のものが全て使用できる。適当な帯電制御剤とし
ては、例えば、以下に列挙するものに限定されるわけで
はないけれども、トリフェニルメタン系染料、クロム含
有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミ
ン系染料、アルコキシ系アミン、アルキルアミド、燐の
単体または化合物、タングステンの単体または化合物、
フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩、サリチル酸誘導体
の金属塩等を挙げることができる。さらに具体的に説明
すると、このような帯電制御剤は、例えば、含金属アゾ
染料の「ボントロンＳ−３４」、オキシナフトエ酸系金
属錯体の「Ｅ−８２」、サリチル酸系金属錯体の「Ｅ−
８４」、フェノール系縮合物の「Ｅ−８９」（以上、オ
リエント化学工業社製）、トリフェニルメタン誘導体の
「コピーブルーＰＲ」、ホウ素錯体である「ＬＲＡ−９
０１」及び「ＬＲ−１４７」（以上、日本カーリット社
製）、銅フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、キナクリ
ドン顔料、アゾ系顔料、そしてその他のスルホン酸基、
カルボキシル基等の官能基を有する高分子系の化合物な
どである。これらの帯電制御剤は、単独で使用してもよ
く、あるいは２種類以上を混合して使用してもよい。

【００３３】現像剤中における帯電制御剤の使用量は、
バインダ樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の
有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定さ
れるもので、一義的に限定されるものではないが、好ま
しくは、バインダ樹脂１００重量部に対して、０．１〜
１０重量部の範囲である。帯電制御剤の使用量は、さら
に好ましくは、２〜５重量部の範囲である。帯電制御剤
の使用量が１０重量部を越える場合には、得られるトナ
ーの帯電性が大きくなりすぎ、主帯電制御剤の効果を減
退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤
の流動性低下や、画像濃度の低下を招いてしまう。

【００３４】本発明で使用する現像剤では、その現像剤
に離型性を持たせるために、製造される現像剤の中にワ
ックスを含有させることが好ましい。離型性の付与に適
当なワックスは、その融点が４０〜１２０℃の範囲のも
のであり、特に５０〜１１０℃の範囲の融点を有するも
のが好ましい。ワックスの融点が過度に高いと、低温で
の定着性が不足する場合があり、一方、融点が過度に低
いと、耐オフセット性、耐久性が低下する場合がある。
なお、ワックスの融点は、示差走査熱量測定法（ＤＳ
Ｃ）によって求めることができる。すなわち、数mgの試
料を一定の昇温速度、例えば（１０℃／分）で加熱した
ときの融解ピーク値を融点とする。

【００３５】本発明の現像剤に用いることができるワッ
クスとしては、以下に列挙するものに限定されるわけで
はないけれども、例えば、固形のパラフィンワックス、
マイクロワックス、ライスワックス、脂肪酸アミド系ワ
ックス、脂肪酸系ワックス、脂肪族モノケトン類、脂肪
酸金属塩系ワックス、脂肪酸エステル系ワックス、部分
ケン化脂肪酸エステル系ワックス、シリコーンワニス、
高級アルコール、カルナウバワックスなどを挙げること
ができる。また、低分子量ポリエチレン、ポリプロピレ
ン等のポリオレフィンなどもワックスとして用いること
ができる。特に、軟化点（環球法による）が７０〜１５
０℃の範囲のポリオレフィンワックスが好ましく、さら
には軟化点が１２０〜１５０℃の範囲のポリオレフィン
ワックスが好ましい。これらのワックスは、単独で使用
してもよく、あるいは２種類以上を混合して使用しても
よい。

【００３６】本発明で使用する現像剤では、外添剤も併
用することができる。外添剤として、好ましくは、無機
微粒子を用いることができる。この無機微粒子の一次粒
子径は、通常、０．００５〜２μｍであることが好まし
く、特に０．００５〜０．５μｍであることが好まし
い。また、このような無機微粒子の比表面積は、それを
ＢＥＴ法により測定した場合で、２０〜５００ｍ²／ｇ
の範囲であることが好ましい。この無機微粒子の使用割
合は、トナーの全量を基準にして、その０．０１〜５．
０質量％（ｗｔ％）の範囲であることが好ましく、さら
に好ましくは、０．０１〜２．０質量％の範囲である。
適当な無機微粒子の具体例としては、例えば、シリカ、
アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マ
グネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチ
ウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケ
イ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベン
ガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジル
コニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウ
ム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができ
る。

【００３７】適当な外添剤としては、上記したような無
機微粒子の他に、高分子系の微粒子、例えば、ソープフ
リー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポ
リスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステ
ル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロン
などの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子を挙げ
ることができる。

【００３８】また、流動化剤（あるいは、表面処理剤）
も外添剤として有用である。表面処理剤は、トナーの表
面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流
動特性や帯電特性の悪化を防止することができる。例え
ば、シランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキ
ル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系
カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤など
が、好ましい表面処理剤として挙げられる。

【００３９】さらに、クリーニング性向上剤も外添剤と
して有用である。クリーニング性向上剤は、感光体ドラ
ムや一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去する
性質、すなわち、クリーニング性を向上させる働きを有
している。適当なクリーニング性向上剤としては、例え
ば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステ
アリン酸ナトリウムなどの脂肪酸金属塩、例えばポリメ
チルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子などの
ソープフリー乳化重合などによって製造された、ポリマ
ー微粒子などを挙げることができる。なお、ここでクリ
ーニング性向上剤として使用するポリマー微粒子は、比
較的粒度分布が狭く、体積平均粒径が０．０１から１μ
ｍの範囲に含まれるものが好ましい。

【００４０】さらに説明しておくと、上記したようなト
ナーの平均粒径及び粒度分布は、いろいろな常用の技法
に従って測定することができる。例えば、トナーの平均
粒径及び粒度分布は、コールターカウンターＴＡ−II型
あるいはコールターマルチサイザー（いずれもコールタ
ー社製）を使用して測定可能である。本発明において
は、特にマルチサイザーII型（コールター社製）を用
い、個数分布、体積分布を出力するインターフェイス
（日科機製）及びＰＣ９８０１パーソナルコンピュータ
ー（ＮＥＣ製）を接続して測定を実施した。電解液は、
一級塩化ナトリウムを使用して、１％ＮａＣｌ水溶液と
して調製した。なお、本発明では使用しなかったけれど
も、ＩＳＯＴＯＮ−II（コールターサイエンティフィッ
クジャパン社製）も同じ目的で使用できる。測定を行う
ため、１００〜１５０mlの電解水溶液中に分散剤として
界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩
を０．１〜５mlの量で加え、更に２〜２０mgの測定試料
を加えた。次いで、測定試料を懸濁した電解液を超音波
分散器内で約１〜３分間にわたって分散処理を行ない、
マルチサイザーII型によりアパーチャーとして１００μ
ｍアパーチャーを用いて、２μｍ以上のトナーの体積、
個数を測定して体積分布と個数分布とを算出した。それ
から、本発明に係わる体積分布から求めた体積基準の体
積平均粒径及び体積分布から求めた体積基準の粗粉量
（１２．７μｍ以上）、個数分布から求めた個数基準の
微粉量（５μｍ以下）を求めた。

【００４１】

【実施例】以下に、本発明の画像形成装置を電子写真プ
リンタに適応した一例について説明する。なお、本発明
の画像形成装置がこの例に限定されるものではないこと
は言うまでもない。図２は、本発明の画像形成装置に組
み込まれた現像装置の構成を模式的に示した断面図であ
る。画像担持体としての感光体ドラム１は、例えば周速
６０mm／sec で矢印方向（時計回り方向）に回転可能で
ある。感光体ドラム１の右側に、図示のような現像装置
１０が配設されている。また、感光体ドラム１の周囲に
は、電子写真プロセスを実施するために必要な周知の装
置、すなわち、帯電装置、露光装置、転写装置、クリー
ニング装置、除電装置、定着装置などが配設されてい
る。なお、これらの装置は、電子写真プロセスに基づく
画像形成装置において一般的であるので、ここで図示し
て説明することを省略する。

【００４２】現像装置１０は、感光体ドラム１の表面に
向けた開口を備えたケーシング１３と、ケーシング１３
の開口から一部が露出して、所定の周速で矢印方向（反
時計回り方向）に回転可能な現像剤担持体としての現像
ローラ１４と、現像ローラ１４の右側にそれに圧接した
状態で矢印方向（反時計回り方向）に回転可能である現
像剤供給部材としてのスポンジローラ１５と、ケーシン
グ１３内の右側方部に構成された現像剤貯溜手段として
のホッパー部（現像容器ともいう）に収容されている非
磁性一成分系現像剤（以下、トナーと呼ぶ）１１をスポ
ンジローラ１５の表面に供給するとともにホッパー部内
のトナーを撹拌するアジテータ１７と、現像ローラ１４
の回転で感光体ドラム１との対向部である現像領域に搬
送される現像ローラ１４上のトナー層の厚みを均一にな
らす厚さ規制部材としてのトナー厚さ規制ブレード（通
常、「ドクターブレード」と呼ばれる）１６とを有して
いる。

【００４３】現像ローラ１４は、図２に示すように現像
領域で感光体ドラム１の表面と所定間隙をおいて対向し
て非接触現像を行うように配置しても良いし、現像ロー
ラ１４上のトナー層が感光体ドラム１の表面に接触する
ように配置して接触現像を行うようにしても良い。但
し、接触現像においては、まったくの等速現像である
と、感光体ドラム１の表面と現像ローラ１４の表面との
間に速度差がないために、感光体ドラム１の表面の電位
にかかわらず物理的なトナー付着がおこる恐れがある。
これを防止するためには、感光体ドラム１の周速に比較
して現像ローラ１４の周速の方が少し速くなるように設
定することが好ましい。例えば周速比（感光体ドラムの
周速：現像ローラの周速）で１：１．１〜１：１．５が
好ましい。

【００４４】現像ローラ１４には、バイアス電源２１に
より、適当な現像バイアス電圧、例えば直流、交流、直
流重畳の交流、パルス電圧などを印加する。特に非接触
現像の場合には、飛翔条件の良い交番成分を有する電圧
（交流、直流重畳の交流又はパルス電圧等）を印加する
ことが望ましい。なお、本例の場合、導電性のゴムロー
ラで構成され、その抵抗値が軸−表面抵抗で１０⁵Ωか
ら１０⁸Ωに設定された現像ローラ１４が用いられてい
る。

【００４５】スポンジローラ１５は、芯金上に弾性発泡
体層を備えており、この弾性発泡体層の少なくとも表面
近傍の内部にトナーを保持できるように表面に多数の空
孔が開口している。このトナー供給のためのスポンジロ
ーラ１５の弾性発泡体層の材質としては、現像ローラ１
４と接触してトナー１１と現像ローラ１４に所望の摩擦
帯電を与えることのできるように、摩擦帯電系列上、ト
ナー１１の材料と現像ローラ１４の表面部の材料との中
間にあるものを採用することが望ましい。なお、スポン
ジローラ１５は、例えば現像ローラ１４の表面に所定量
食い込んで圧接する位置に支持され、表面が現像ローラ
１４との接触部において現像ローラ１４の表面と同方向
に移動する順方向に回転するように駆動される。スポン
ジローラ１５の線速は、現像ローラ１４の線速に対し、
０．９〜１．１となるように、好ましくは等速になるよ
うに、設定することが望ましい。これは、機械的摩擦に
よるトナー劣化を防止するためで、等速にすることで、
トナー劣化を最小にすることができるからである。ま
た、スポンジローラ１５の直径を現像ローラ１４の直径
より小さくすることで、ニップ幅が小さくなり、機械的
摩擦を最小にすることが可能となるので、更に、トナー
劣化を小さく抑えることができる。

【００４６】また、スポンジローラ１５の芯金にも、バ
イアス電源２２により、現像ローラ１４に印加するのと
同様の電圧、又は、所定極性に摩擦帯電したトナーがト
ナー供給ローラ１５側から現像ローラ１４側に向かう静
電気力を受けるような電界を、現像ローラ１４との間に
形成するような電圧を印加しても良い。アジテータ１７
は、ホッパー部内の収容トナー１１をスポンジローラ１
５の表面に供給するとともに、収容トナー１１を撹拌す
るものであるが、ホッパー部の形状やトナーの流動性に
よってトナーの自重でスポンジローラ１５の表面への供
給が可能である場合等には、省略しても良い。

【００４７】ドクターブレード１６は、接触現像の場合
には５００〜１５００ｇ／cm程度の当接圧で、現像ロー
ラ１４に当接するように配置される。非接触現像の場合
には、接触の場合の５０％ダウン程度の軽い当接圧で配
置される。実施例１図２に示し、上記したような構成を有する画像形成装置
を作製した。ここで使用した現像ローラ等の詳細は、次
の通りである。（１）現像ローラ現像ローラは、直径１０mmの芯金ローラ表面に、導電性
を有するＮＢＲゴム層をライニングし、そしてその表面
に数十μｍ程度のウレタンコート層をコートした外径１
８mmのローラである。この現像ローラの表面間抵抗は、
１×１０³Ωから１×１０⁸Ω、好ましくは１×１０⁴
Ωから１×１０⁷Ωである。（２）スポンジローラ直径８mmの芯金ローラ上に導電性弾性発泡体層を有する
直径１４mmのスポンジローラで構成し、これを食い込み
量０．４mmで現像ローラに当接させて配置し、現像ロー
ラと同一線速でカウンタ回転させた。このスポンジロー
ラの導電性弾性発泡体層としては、カーボン１０質量％
を内添及び分散させ、その後、発泡及び型成型した発泡
シリコーンを用いた。本例で用いたスポンジローラの抵
抗は、１×１０²Ωから１×１０¹¹Ωの範囲である。（３）ドクターブレード厚さ０．１mmのステンレス板バネ（ＳＵＳ３０４）を、
現像ローラに対して、支点から自由長１６mm離れたエッ
ジ部を５００〜１５００ｇ／cmの接触圧で接触するよう
にして配置した。（４）現像バイアス（バイアス電源）現像ローラに、直流−３００Ｖの電圧を印加し、感光体
ドラムとの食込み量は３０〜６０μｍに設定した。（５）スポンジローラ、ドクターブレードバイアス（バ
イアス電源）スポンジローラの芯金に現像バイアスの直流分と同極性
で絶対値が１００Ｖ大きいバイアス電圧、例えば、現像
バイアスの直流分が−３００Ｖの時、−４００Ｖの直流
バイアスを印加した。ドクターブレードに対しても、ス
ポンジローラと同じ大きさのバイアス電圧を印加した。（６）感光体ドラムＯＰＣを用い、潜像が地肌部で−６００±５０Ｖ、書き
込み部（画像部）で−１００±５０Ｖになるように一様
帯電を施した。（７）トナー下記の手順に従って非磁性ポリエステル系樹脂使用の負
帯電トナーを調製し、使用した。トナーの粒径は、個数
平均で６〜１０μｍの範囲であった。〔トナーの組成〕ポリエステル樹脂（酸価＝３、水酸基＝２５、１００重量部Ｍｎ＝４５０００、Ｍｗ／Ｍｎ＝１０．０、Ｔｇ＝６５℃）フタロシアニングリーン２重量部カーボンブラック（商品名「ＭＡ６０」、三菱化学社製）１０重量部帯電制御剤（含クロムモノアゾ染料）２重量部〔調製手順〕上記したトナー材料をミキサーで混合した
後、２本ローラミルで溶融混練し、混練物を圧延冷却し
た。その後、ジェットミルによる衝突板方式の粉砕機
（Ｉ式ミル；日本ニューマチック工業社製）と旋回流に
よる風力分級（ＤＳ分級機；日本ニューマチック工業社
製）を行い、着色粒子を得た。さらに、０．５質量％の
疎水性シリカ（商品名「Ｈ２０００」、クラリアントジ
ャパン社製）を添加し、ミキサーで混合した。実施例２上記したトナーの調製手順に従い、下記の第１表に示す
ような種々の粒径分布をもったトナーＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，
Ｅ，Ｆ，Ｇ及びＨを調製した。このような異なるトナー
の調製のため、粉砕時のエアーの圧力、分級時のエアー
導入口のギャップ調整による旋回速度を変化させた。ト
ナー材料と外添剤としての疎水性シリカとの混合処方は
すべて同一とした。体積平均粒径及び粒径分布は、マル
チサイザーII、アパーチャー径１００μｍ、を使用して
実測した値である。

【００４８】それぞれのトナーのポジ残像の程度を比較
したところ、下記の第１表に記載のような結果が得られ
た。

【００４９】

【表１】

【００５０】ここで、上記第１表に記載のポジ残像は、
下記の手順に従って測定した。また、本例では、ポジ残
像に加えて、ネガ残像の測定も同時に行った。先ず、ネ
ガ残像の評価方法について説明する。図３に示す印字パ
ターン（エリアＡ及びＢの組み合わせ）を印刷し、リセ
ットローラ周期のネガ残像が生じるエリアＡの印字濃度
ＯＤａとその周辺の正常濃度ＯＤｎを光学濃度計Ｘ−ri
te型式９３８（Ｘ−rite社製）により測定し、両者の濃
度差ΔＯＤ（ＯＤｎ−ＯＤａ）の４箇所の平均値をネガ
残像の評価尺度とした。図中、ｘは現像ローラ周期分、
そしてｙは現像ローラ＋スポンジローラ周期分である。
発生エリアＡは、印字の先頭部にある４つのパッチパタ
ーンの位置から現像ローラ１周＋リセットローラ１周の
位置に対応する。濃度差が大きい程、ネガ残像が顕著に
発生していると判断した。目視によって確認した場合、
濃度差が０．１以下では残像が識別されずらく、０．０
７以下では、ほとんど識別できないことから、０．１以
下、好ましくは、０．０７以下であることが良好条件で
あると判定した。

【００５１】ポジ残像の評価の場合も、ネガ残像と同様
の印字パターンを印刷し、測定に使用した。ポジ残像が
生じるエリアＢの濃度ＯＤｂとその周辺の正常濃度ＯＤ
ｎを光学濃度計Ｘ−rite（Ｘ−rite社製）により測定
し、両者の濃度差ΔＯＤ（ＯＤｂ−ＯＤｎ）の４箇所の
平均値をポジ残像の評価尺度とした。発生エリアＢは、
印字の先頭部にある４つのパッチパターンの位置から現
像ローラ１周の位置に対応する。濃度差が大きい程、ポ
ジ残像が顕著に発生していると判断した。目視によって
確認した場合、濃度差が０．１以下では残像が識別され
ずらく、０．０７以下では、ほとんど識別できないこと
から、０．１以下、好ましくは０．０７以下であること
が良好条件であると判定した。

【００５２】その結果、微粉と、粗粉の割合が少ないト
ナーＡ及びＨは、異なる体積平均粒径であってもポジ残
像の発生が抑えられていることが判明した。前述のよう
に、本発明者らの調査によれば、一成分現像方法は、選
択供給現象により粒径の小さいトナーから選択的にトナ
ー消費される。従って、トナーの粒径が小さいトナーが
少ない程、選択供給現象が起きにくくなり、ポジ残像も
出難くなると考えられる。そして、選択供給されにくい
粗粉トナーも、少ない程、ポジ残像の低減に有利に働く
ことは明白である。このように、粒径分布は微粉の割合
が少なく、かつ、粗粉の割合も少ない、すなわち、粒径
がシャープであるトナーがポジ残像の低減に圧倒的に有
利である。本例では、体積粒径をあらかじめ規定するこ
とで、ポジ残像が発生しにくくすることが可能になり、
具体的には、粒径は６〜１０μｍであり、５μｍ以下の
割合が０〜２０個数％であり、１２．７μｍ以上の割合
が０〜２．０体積％となる粒径分布にすることで、スポ
ンジローラの線速が現像ローラの線速と等速度に設定さ
れた過酷条件でも、現像ローラ周速のポジ残像に効果が
あることが分かった。実施例３前記実施例２で調製したトナーＡ及びＨを用いて、現像
ローラの軸−表面抵抗Ｒｄとスポンジローラの表面間抵
抗Ｒｒを変化させた場合について考察した。

【００５３】図４は、ポジ残像の発生エリアを示したも
のであり、横軸に logＲｄが、縦軸に logＲｒが、それ
ぞれプロットされている。また、図中、○印は「ポジ残
像なし」を意味し、×印は「ポジ残像あり」を意味す
る。図４の結果から、−４≦ log（Ｒｄ／Ｒｒ）≦４
（ log（Ｒｄ／Ｒｒ）≠０）で、ポジ残像の発生がない
良好な結果が得られることが判明した。このような良好
な結果が得られる正確な理由は究明されるに至っていな
いが、抵抗の差が小さい程、ローラ間の電流の流れが小
さくなり、トナーに不要な電流がかかることが抑制され
るものと考察される。そのため、純粋な摩擦による帯電
だけで、トナーは電荷を獲得でき、トナー保有の電荷の
偏りは減るため、選択供給を抑制できると、推測され
る。実施例４スポンジローラ周期のネガ残像は、トナーの帯電が不足
している場合に生じると推測されることから、解析目的
で、トナーの帯電が低くなる処方で各種のトナーを調製
した。また、ポジ残像の解析のため、トナーの帯電が高
くなる条件でもトナーを調製した。具体的には、トナー
Ａと同様に粒度分布を同じくするが、但し帯電制御剤
（含クロムモノアゾ染料）の量を下記の第２表に記載の
ようにいろいろに変化させたトナーＩ，Ｊ，Ｋ及びＬを
調製した。また、下記の第２表では、スリーブ上の帯電
量及びスリーブ上の帯電量立ち上がり値についてもあわ
せて記載する。

【００５４】

【表２】

【００５５】上記第２表に記載のトナーの帯電量は、２
成分系現像剤の帯電量を測定する方法であるブローオフ
法で測定した。トナーの帯電量を確認した後、実際の装
置で、現像ローラ上のトナー層での帯電量ｑ／ｍを、ト
ナー層電位Ｖ_t及びトナー層厚ｄ_tから、次式により算
出した。ｑ／ｍ＝２ε_Oε_r1Ｖ_t／（ρＰｄ_t ²）ここで、ε_O：真空の誘電率（８．８５×１０^-12Ｆ／
ｍ） ε_r1：トナー層の比誘電率（２．２） ρ：トナーの密度（１．１ｇ／cm³）Ｐ：トナー層の充填率（定数：０．４５と仮定）Ｖ_t：トナー層電位（変数）ｄ_t：トナー層厚（変数）である。

【００５６】トナー層の電位は、表面電位計（商品名
「モデル３４４」、トレック社製）を用いて測定した値
を使用した。トナー層の層厚は、レーザ寸法測定器（商
品名「ＬＳ−５０００」、キーエンス社製）を用い、ト
ナー層を吸引除去した前後での差を実測値に用いた。測
定条件は、トナー層厚の状態が印字の直後と、そうでな
い場合で変わることから、常に一定条件になるように、
黒ベタ１枚印刷及び白ベタ３枚印刷した後に測定した。
また、トナー層電位とトナー層厚の測定ポイントは、同
一になるように設定した。

【００５７】その結果、ネガ残像は、トナーの帯電量が
高い程、発生しにくく、−４０μＣ／ｇ以上であれば発
生していないことが突き止められた（トナーＡ及びＩ、
図５を参照されたい）。同一のトナーで、ポジ残像の発
生についても同様に調査を行なったところ、ポジ残像
は、逆に帯電が−６０μＣ／ｇ以下の場合に発生してい
ないことが分かった（トナーＡ及びとＫ、図６を参照さ
れたい）。このように、ネガ残像及びポジ残像の両方が
発生しない領域は、−４０〜−６０μＣ／ｇであり、本
条件にすることで、ネガ残像及びポジ残像のどちらも発
生しない条件を見い出した。

【００５８】スポンジローラ周期のネガ残像に対して
は、発生のメカニズムから考えると、スポンジローラが
現像ローラにトナー供給してから、次の新しいトナー供
給するまでの時間で、上記電荷量までトナーが帯電して
いれば、より良好な条件であることは言うまでもない。実施例５前記実施例２に記載の手法に従ってトナーＡを調製した
が、本例では、バインダ樹脂として、トナーＡのポリエ
ステル樹脂に代えて、酸価＝３、水酸基価＝２５、Ｍｎ
＝１２０００、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．８及びＴｇ＝６２℃の
ポリエステル樹脂を同量で使用した。光沢発現可能なト
ナー（以下、光沢トナー）Ｍが得られた。なお、粒度分
布及び外添条件も光沢を発現し得ないトナー（以下、非
光沢トナー）Ａの調製と同一に設定した。

【００５９】得られたトナーの粘度を測定したところ、
非光沢トナーＡの１００℃での粘度は５３０００Pa・se
c 、光沢トナーＭの１００℃での粘度は１３０００Pa・
secであった。なお、これらの粘度は、フローテスター
（島津製作所製）で１．０ｇのトナーを専用の成形器で
成形し、２０kgの荷重で１mm径（０．５mmの厚み）のダ
イスにて３℃／min の速度で昇温した時に観測される流
出速度より計算された値である。前記実施例１で作製
した現像装置にて、連続白紙ランニングによる耐久試験
を行ない、従来条件と比較したところ、図７に示すよう
に、約２．７倍の寿命を達成することができた。なお、
図７において、ＯＤ−Ｉは本発明例の印字濃度、ＯＤ−
IIは従来例の印字濃度、ＨＴ−Ｉは本発明例のハーフト
ーン濃度、ＨＴ−IIは従来例のハーフトーン濃度であ
る。

【００６０】なお、比較のための従来条件としては、ス
ポンジローラの線速を現像ローラに対して、カウンター
回転で、かつ、２．５倍の速さに設定し、電気抵抗は１
×１０¹⁰Ωとし、その他の条件はすべて同一であった。
また、現像ローラの電気抵抗は１×１０⁵Ωとし、その
他の条件は、すべて同一とした。また、その他の現像装
置の条件及び画像形成にまつわる条件は、同じくすべて
同一とした。

【００６１】次いで、本例で調製した光沢トナーＭを用
いた場合の、用紙上のトナー付着量と印字濃度の関係を
測定したところ、添付の図８にプロットするような結果
が得られた。図８に示す通り、トナー付着量が多い条件
でもリニアーな関係であるため、非光沢トナーＡと比較
し、ネガ残像、ポジ残像等の付着量差で生じる画像欠陥
はより顕著に現れるため、光沢トナーＭでは更に効果が
あることが明白である。

【００６２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、トナー劣化による画質の劣化や機械的トルクを増大
させることなく長期安定性を維持しつつ、スポンジロー
ラから供給されるトナー量が不足することによって生じ
るスポンジローラ周期のネガ残像及び、トナーの摩擦帯
電不足によるトナー帯電量のムラによる背景部カブリ、
現像転移の悪化、解像性の悪化、更には、トナー選択現
像による現像ローラ周期のポジ残像を防止できる現像装
置及び、したがって、良好な画像形成装置を提供するこ
とができる。特に、本発明に従うと、カラー画像のよう
なトナーを透過して色を視覚するカラー画像形成装置、
ひいては付着量と濃度の関係は直線関係である光沢トナ
ーを用いたカラー画像形成装置で更なる効果が期待でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の画像形成装置において使用される現像装
置の構成を示した断面図である。

【図２】本発明の好ましい１形態に従う画像形成装置に
おいて使用される現像装置の構成を示した断面図であ
る。

【図３】ネガ残像及びポジ残像の評価パターンを示した
グラフである。

【図４】現像ローラ及びスポンジローラの抵抗とポジ残
像発生分布の関係を示したグラフである。

【図５】現像ローラ上のトナー帯電量とネガ残像による
濃度差の関係を示したグラフである。

【図６】現像ローラ上のトナー帯電量とポジ残像による
濃度差の関係を示したグラフである。

【図７】ランニング枚数と印字濃度（画質）の推移の関
係を示したグラフである。

【図８】光沢トナー及び非光沢トナーの用紙上の付着量
と印字濃度の関係を示したグラフである。

【符号の説明】

１…感光体ドラム１０…現像装置１１…非磁性トナー１３…ケーシング１４…現像ローラ１５…スポンジローラ１６…トナー厚さ規制ブレード１７…アジテータ２１…バイアス電源２２…バイアス電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山本隆志神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者木下正一兵庫県加東郡社町佐保35番富士通周辺機株式会社内 (72)発明者片桐善道神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者倉本信一東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者登坂八郎東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者山下裕士東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者内野倉理東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者濱添一彦兵庫県加東郡社町佐保35番富士通周辺機株式会社内Ｆターム(参考） 2H005 EA01 EA03 EA05 EA10 FA07 2H077 AC04 AD02 AD06 AD13 AD17 AD23 AD35 AE04 EA14 EA15 EA16 FA22 FA25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像を現像剤で可視化して画像を形
成するための画像形成装置であって、一成分系現像剤を収容した現像容器内と、静電潜像を形成し、保持する画像担持体と、前記現像剤を前記画像担持体上の現像領域に搬送する、
前記画像担持体と接触して対向配置された現像剤担持体
と、前記現像容器内の現像剤を前記現像剤担持体に供給す
る、前記現像剤担持体に弾性当接して移動可能に配置さ
れた現像剤供給部材と、前記現像剤供給部材から供給された前記現像剤担持体上
の前記現像剤の厚さを規制する厚さ規制部材とを備えた
現像装置を含む画像形成装置において、前記現像剤担持体が、外径Ｄｄを有する回転体であり、
その表面線速度はＶｄであり、かつ前記現像剤供給部材
が、外径Ｄｒを有する回転体であり、その表面線速度は
Ｖｒであり、その際、下記の関係：Ｄｄ≧Ｄｒ及びＶｄ＝Ｖｒが成り立つこと、及び前記一成分系現像剤が、６〜１０
μｍの体積平均粒径を有する粒子からなり、その際、５
μｍ以下の体積平均粒径を有する粒子の割合が０〜２０
個数％でありかつ１２．７μｍ以上の体積平均粒径を有
する粒子の割合が０〜２体積％であること、を特徴とす
る画像形成装置。
【請求項２】静電潜像を現像剤で可視化して画像を形
成するための画像形成装置であって、一成分系現像剤を収容した現像容器と、静電潜像を形成し、保持する画像担持体と、前記現像剤を前記画像担持体上の現像領域に搬送する、
前記画像担持体と接触して対向配置された現像剤担持体
と、前記現像容器内の現像剤を前記現像剤担持体に供給す
る、前記現像剤担持体に弾性当接して移動可能に配置さ
れた現像剤供給部材と、前記現像剤供給部材から供給された前記現像剤担持体上
の前記現像剤の厚さを規制する厚さ規制部材とを備えた
現像装置を含む画像形成装置において、前記現像剤担持体が導電性材料からなり、その電気抵抗
Ｒｄが１×１０³〜１×１０⁸Ωであり、かつ前記現像
剤供給部材が導電性材料からなり、その電気抵抗Ｒｒ
が、下記の関係： −４≦ log（Ｒｄ／Ｒｒ）≦４（ log（Ｒｄ／Ｒｒ）≠
０）を満たすこと、を特徴とする画像形成装置。
【請求項３】前記現像剤担持体上において、前記一成
分系現像剤の帯電量が−４０〜−６０μＣ／ｇの範囲で
あることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成
装置。
【請求項４】前記一成分系現像剤の帯電量が、所定の
時間（Ｄｒ×π／Ｖｒ）以内において−３０〜−５０μ
Ｃ／ｇの範囲であることを特徴とする請求項３に記載の
画像形成装置。
【請求項５】前記一成分系現像剤の溶融粘度が、１０
０℃で、５００００Pa・sec 以下であることを特徴とす
る請求項１に記載の画像形成装置。