JP4923819B2

JP4923819B2 - 現像装置

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Publication number: JP4923819B2
Application number: JP2006202796A
Authority: JP
Inventors: 主税筒井; 浩後藤
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2006-07-26
Filing date: 2006-07-26
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2026-07-26
Also published as: JP2008032774A

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に組み込まれて使用される現像装置に関するものである。

複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置においては、電子写真用感光体や静電記録用誘電体等の静電潜像担持体に形成された静電潜像を現像して可視トナー像を形成する現像装置が用いられている。

そのような現像装置として、例えば、静電潜像担持体に近接又は接触配置される現像ローラにトナー規制ローラを圧接配置した構造のものが知られている。現像装置内においてトナーはトナー規制ローラによって現像ローラ上でトナー薄層とされながら、摩擦帯電された後、現像ローラによって、静電潜像担持体に臨む現像領域へ搬送され、静電潜像の現像に供される。トナー規制ローラは一般に、金属材料および硬質性の樹脂材料等の硬質ローラ構成を有しており、たとえ表面部が当該硬質ローラ構成よりも軟質の発泡体材料や弾性層からなっていても、表面の弾性力は２Ｎ以上であった（特許文献１〜４）。現像ローラもまた金属材料および硬質性の樹脂材料等の硬質ローラ構成を有するのが一般的であり、表面の弾性力は２Ｎ以上であった。

トナー規制ローラおよび現像ローラは一般に、１つのローラにおいて軸から表面までの距離に寸法誤差が生じたり、軸にベンディングが生じたりするので、トナー規制ローラ表面と現像ローラ表面との距離が回転によって局所的に変動するのは回避できない問題であった。そのため、表面が比較的硬い一方のローラを、表面が比較的軟らかい他方のローラに押し込んで、それらのローラの接触を確保していた。例えば、表面の弾性力が５Ｎ程度の発泡ポリウレタン層を有する直径約１２ｍｍのトナー規制ローラと、表面の弾性力が３０Ｎ程度のシリコンゴム層を有する直径約１６ｍｍの現像ローラを用いる場合、現像ローラはトナー規制ローラに対して０．２５ｍｍ程度押し込んで取り付けられていた。その結果、それらのローラ間の接触圧は比較的高くなり、例えば、５０〜１５０Ｎ／ｍ程度の高い線圧でトナー規制ローラと現像ローラとが圧接していた。

しかしながら、そのような従来の現像装置では、トナー劣化の問題が生じた。すなわち、外添剤が外添されたトナーはトナー規制ローラと現像ローラとの間で比較的大きなストレスを受けるため、外添剤がトナー粒子に埋没したり、トナー粒子から離脱する等のトナー劣化が起こり、画質が低下した。さらには、定着エネルギー低減の観点から低軟化点トナーを用いると、当該トナーが現像ローラ表面に融着するという問題が生じた。現像ローラ表面に融着が生じると良好な帯電および均一な薄層形成が行われないので、現像ローラ上のトナー薄層に筋状のムラが生じ、結果として画像にムラが生じた。

融着を防止するために冷却手段を設ける技術が報告されている（特許文献５〜６）が、新たな冷却手段の設置にはコストの点で問題があった。
特開２００１−５１５０３号公報特開平９−２５８５５２号公報特開２００４−２９３５７号公報特開２００４−８５６２３号公報特開２００２−１６９３７５号公報特開２００２−２２９３３０号公報

本発明は、低軟化点トナーを用いても、トナー劣化を抑制しながら、現像ローラ表面の融着を十分に防止し、長期にわたって高品質画像を得ることができる現像装置を提供することを目的とする。

本発明は弾性力１．６Ｎ以下のトナー規制ローラを現像ローラに対して線圧が５〜３０Ｎ／ｍになるように圧接させて現像ローラ表面にトナー薄層を形成する現像装置であって、
トナーの軟化点が９０〜１２０℃であり、体積平均粒径が４．０〜９．０μｍであることを特徴とする現像装置に関する。

本発明によれば、トナー規制ローラと現像ローラとの間でより小さな線圧を有効に達成できるので、トナー劣化を抑制できる。しかも、低軟化点トナーを用いても、現像ローラ表面の融着を十分に防止できるので、筋状ムラのないトナー薄層を形成できる。その結果、長期にわたってムラのない高品質画像を得ることができる。

本発明の現像装置は、特定のトナー規制ローラ（以下、単に「規制ローラ」という）を現像ローラに対して圧接させてなるものである。例えば図１に示すように、規制ローラ１は、現像ローラ２の回転方向において現像領域Ｐの上流で、現像ローラ２に対して圧接配置されており、これによって現像ローラ２の表面にトナー３の薄層を形成するとともに、摩擦帯電させる。現像装置１０において現像ローラ２の表面でトナー薄層を摩擦帯電させた後は、当該トナー薄層は現像ローラ２によって静電潜像担持体４に臨む現像領域Ｐへ搬送され、静電潜像の現像に供されるようになっている。図１において５はトナー供給ローラであって、現像ローラ２に対してトナーを供給するものであり、現像ローラ２の回転方向において規制ローラ１の上流に配置されているが、必ずしも有さなければならないというわけではない。

規制ローラは表面の弾性力が１．６Ｎ以下、特に０．１〜１．６Ｎ、好ましくは０．５〜１．６Ｎであって、外力によって変形するが、当該外力を取り除くことによって形状が復元するものである。そのような弾性力を有する規制ローラを使用することによって、規制ローラと現像ローラとの線圧を後述の範囲内まで有効に低減できるので、トナー劣化を抑制でき、さらには低軟化点を使用したときの現像ローラ表面の融着を抑制できる。それらの結果、長期にわたって高品質画像を得ることができる。弾性力が大きすぎる規制ローラを用いると、当該規制ローラと現像ローラとの線圧が大きくなりすぎて後述の範囲内に設定することが困難なため、外添剤の埋没や離脱が起こって、トナーが劣化する。また線圧が大きくなりすぎるので、低軟化点トナーの現像ローラ表面への融着が起こって、トナー薄層に筋状のムラが発生し、画像上にもムラが発生する。

弾性力とは硬度を示すひとつの尺度であり、値が小さいほど軟らかいことを示す。
本明細書中、弾性力は以下の方法によって測定された値を用いている。すなわち、ローラを測定台の上に乗せ、プッシュプルゲージ（ＺＰ−２０；ＩＭＡＤＡ社製）に直径１３ｍｍのプラスチック円盤を取り付け、ローラの中心軸に垂直に押し当てた時の値を弾性力（Ｎ）とする。その時の押し込み量は１．０ｍｍとし、押し込んでから１分後の値を測定値とする。

押し込み量とは、規制ローラと他の部材との接触によって規制ローラ表面が凹状に変形するときの規制ローラ半径方向の最大変形量（距離）をいうものとする。

そのような弾性力を有する規制ローラは、ローラの製造業者に依頼することによって容易に入手可能である。例えば、ローラ表面を発泡体から構成させ、かつ当該発泡体の硬度を調整することによって、ローラの弾性力を制御可能であることは、ローラの製造業者によく知られているので、発泡体を製造するときの発泡剤の量を適宜、調整することによって規制ローラの弾性力を制御できる。発泡剤の量を増加すると、得られる発泡体の硬度は低下するので、当該発泡体を用いて得られるローラの弾性力は小さくなる。一方、発泡剤の量を低減すると、得られる発泡体の硬度は上昇するので、当該発泡体を用いて得られるローラの弾性力は大きくなる。

例えば、ポリウレタン発泡体からなる発泡層を芯金の外周面に形成してなる規制ローラを製造する場合、具体的には、まず、所定比率でポリオール成分、ポリイソシアネート成分および発泡剤、ならびに所望により導電性付与剤、整泡剤等の添加剤をミキサーによって混合・撹拌する。次いで、吐出し、発泡させた後、加熱によって硬化させる。その後は、発泡体に、芯金を嵌入するための穴を形成し、その穴に、外周面に接着剤が塗布された芯金を嵌入する。発泡体と芯金とを十分に接着させた後、発泡体を切削成型して均一な厚さの発泡層を形成する。発泡層を形成した後は、通常、導電性ポリアミド等からなる円筒状チューブを発泡層に被せ、発泡層とチューブの端部を導電性接着剤にて接着することで発泡層表面に厚み５０〜３００μｍのスキン層を形成する。発泡層表面にスキン層を有する場合、当該スキン層の上から測定した弾性力が上記範囲内であればよい。発泡層の厚みは上記弾性力を達成できる限り特に制限されず、通常は２〜１０ｍｍ、特に２〜７．５ｍｍである。芯金の直径は通常、３〜１０ｍｍである。

規制ローラを構成する発泡層の密度および気泡の平均径は上記弾性力が達成される限り特に制限されず、通常は以下の範囲内である；
発泡層；
密度１０〜８０ｋｇ／ｍ^３、特に１５〜６０ｋｇ／ｍ^３；
気泡平均径０．２〜１．５ｍｍ、特に０．３〜１．２ｍｍ。

密度はＪＩＳＫ６４００に準拠する。
気泡平均径は電子顕微鏡（ＳＥＭ）で気泡の径を測定し、１００個の気泡径を平均化することによって測定された値を用いている。

規制ローラは導電性を有することが好ましく、通常は以下の体積抵抗を有する；
芯金込み規制ローラ；体積抵抗１０^２〜１０^８Ω、特に１０^４〜１０^６Ω。

体積抵抗は電極を兼ねた銅板上に対象ローラを載せ、芯金の両端に５００ｇずつ加重をかけて、芯金と銅板との間に直流１００Ｖを印加した際の電流値を計測し、抵抗（Ω）＝１００（Ｖ）／電流（Ａ）で求めた。銅板との接触部を約９０度ずつ４回測定し、平均をローラの抵抗値とした。

規制ローラは現像ローラに対して線圧が５〜３０Ｎ／ｍ、好ましくは１０〜２５Ｎ／ｍになるように圧接させる。線圧が小さすぎると、トナー劣化を防止できるものの、初期から現像ローラによるトナーの搬送量が不安定になったり、トナーの帯電性が低下するなど、現像装置の基本性能が低下する。線圧が大きすぎると、トナーが劣化する外添剤の埋没や離脱が起こるだけでなく、現像ローラへのトナーの融着が起こって、現像ローラ表面のトナー薄層に筋状ムラが発生し、画像にもムラが発生する。線圧は、ローラの寸法誤差やローラ軸のベンディング等に起因して、厳密には軸方向において必ずしも一定ではないので、本発明においては軸方向の中央部において静止時に上記線圧が達成されればよい。

規制ローラの現像ローラによる押し込み量は通常、０．２５〜１．５ｍｍ、好ましくは０．４０〜１．２ｍｍ、より好ましくは０．５０〜１．０ｍｍに設定される。従って、押し込み量をそのような範囲内のいずれかの値に設定したときにおいて上記線圧が達成されればよい。当該押し込み量が小さすぎると、ローラの寸法誤差や軸のベンディング等により駆動時において規制ローラと現像ローラとの接触を確保できないので、トナー搬送量が初期から低下するなど、現像装置の基本性能が低下する。押し込み量が大きすぎると、トナー劣化や現像ローラへの融着が起こり易くなる。規制ローラの押し込み量は、ローラの寸法誤差や軸のベンディング等に起因して、厳密には軸方向において必ずしも一定ではないので、本発明においては軸方向の中央部において静止時に上記押し込み量が達成されればよい。

規制ローラと現像ローラとの線圧は線圧測定器を用いて以下に示す方法によって測定できる。
線圧測定器１５は、概略断面図を表す図２に示すように、直径１６ｍｍのアルミ製ローラ１１に荷重変換器（９Ｅ０１−Ｌ４３−１０Ｎ；ＮＥＣ三栄社製）１２を組み込んだものである。詳しくは本測定器のローラ表面上には長手方向（軸方向）に伸びた受圧部材１３を有しており、この受圧部材に圧力を加えると、内部に組み込まれた荷重変換器１２によって、加えられた荷重が測定される。この測定値と、受圧部材１３における加圧部分のローラ長手方向の距離から線圧を求める。

具体的には、まず、現像ローラと規制ローラとの圧接による規制ローラの押し込み量を測定する。例えば、図３（Ａ）に示すように現像ローラ２ａが規制ローラ１との圧接によって変形しない硬質ものである場合における規制ローラ１の押し込み量を図３（Ａ）中、ｙで示す。また例えば、図３（Ｂ）に示すように現像ローラ２ｂが圧接によって変形する軟質のものである場合における規制ローラ１の押し込み量を図３（Ｂ）中、ｙで示す。

次いで、測定された規制ローラの押し込み量ｙを、線圧測定器と規制ローラとで再現する。すなわち規制ローラの軸と線圧測定器の軸とを平行に保ちながら、線圧測定器の受圧部材１３の表面中心１４を規制ローラに圧接させて押し込み、前記押し込み量ｙを達成する。そのときの線圧測定器の測定値（荷重）および測定器と規制ローラとの接触部分におけるローラ長手方向の距離から線圧を求める。

規制ローラ１の回転方向は、図１中、現像ローラ２との接触部において、現像ローラに対してカウンター（逆）方向であるが、これに制限されるものではなく、例えば、ウィズ（同）方向であってもよいし、または回転することなく停止状態で取り付けられていても良い。トナー帯電性の向上の観点からは、規制ローラはカウンター方向に回転することが好ましい。規制ローラの回転方向は、現像ローラとの接触部における回転方向であり、現像ローラの回転方向を基準に示すものとする。

規制ローラ１が回転する場合、特にカウンター方向で回転する場合、規制ローラと現像ローラとの周速比（規制ローラ／現像ローラ）は、トナー帯電性の向上の観点から、３．００以下、特に０．２〜１．５であることが好ましい。

規制ローラ１の周速は例えば、当該規制ローラの断面直径が１０〜１５ｍｍのときで、通常は０〜９０ｍ／分、特に０〜３０ｍ／分が適当である。

現像ローラ２は本発明において特に制限されるものではなく、現像装置の分野で従来から使用されているものが使用可能である。例えば、アルミやステンレス等の芯金のみからなる金属ローラ構成を有していても良いし、そのような芯金の外周面にシリコンゴム等からなるゴム層が形成されてなる弾性ローラ構成を有していても良いし、またはそれらの構成における外周面にアクリロニトリル−ブタジエンゴム等からなるコーティング層が形成されてなる複合ローラ構成を有していても良い。コーティング層は単層構成を有していても、または２層以上の多層構成を有してもよく、好ましくは中間層および表層からなる２層構成を有する。

現像ローラはいずれの構成を有する場合においても、トナー搬送量の安定化の観点から、最表面の表面粗さが０．１〜１０μｍであることが好ましい。金属ローラ構成を有する場合、上記表面粗さは最表面をブラスト処理することによって達成される。弾性ローラ構成を有する場合、上記表面粗さはゴム層にシリカ等の微粒子を含有させることによって達成される。複合ローラ構成を有する場合、上記表面粗さはコーティング層、特に中間層や表層にシリカ等の微粒子を含有させることによって達成される。

現像ローラは、トナー帯電性の向上の観点から、導電性を有することが好ましい。体積抵抗で１０^２〜１０^８Ω、特に１０^４〜１０^６Ωを有することが好ましい。現像ローラが特に、弾性ローラ構成または複合ローラ構成を有する場合において、上記体積抵抗は、ゴム層やコーティング層に、カーボンブラック等の導電性付与剤を含有させることによって達成される。

現像ローラや規制ローラには通常、直流電圧が印加される。トナー帯電性のさらなる向上の観点から、規制ローラに対しては、現像ローラに印加される直流電圧を基準に、トナーが帯電されるべき極性と同極側の直流電圧を印加することが好ましい。
例えば、トナーが負極性に帯電される場合、現像ローラに印加される直流電圧よりも負側の直流電圧を規制ローラに対して印加する。すなわち、現像ローラに印加される直流電圧よりも低い直流電圧を規制ローラに対して印加する。
また例えば、トナーが正極性に帯電される場合、現像ローラに印加される直流電圧よりも正側の直流電圧を規制ローラに対して印加する。すなわち、現像ローラに印加される直流電圧よりも高い直流電圧を規制ローラに対して印加する。

トナーが帯電されるべき極性とは、現像時にトナーが有すべき正または負の極性であって、現像領域における現像ローラ上のトナーの帯電量を測定することによって知見できる。

現像ローラに対して印加される直流電圧と規制ローラに対して印加される直流電圧との電位差は、本発明の目的が達成される限り、特に制限されるものではなく、通常は絶対値で５〜４００Ｖ、特に５０〜３００Ｖが好ましい。
現像ローラに印加される直流電圧は通常、トナーが負極性に帯電される場合で−１００〜−５５０Ｖ、特に−２５０〜−４５０Ｖであり、トナーが正極性に帯電される場合で１００〜５５０Ｖ、特に２５０〜４５０Ｖである。

現像ローラに対しては上記直流電圧とともに交流電圧も重畳されることが好ましい。現像ローラに印加される交流電圧は特に制限されるものではなく、例えば、ピーク・トゥ・ピーク値（Ｖｐｐ；振幅）で８００〜３０００Ｖ、特に１０００〜２５００Ｖ、周波数で１〜５ｋＨｚ、特に２〜４ｋＨｚ、ｄｕｔｙ比で１０〜８０％、特に２０〜６０％が好ましい。現像ローラに印加される交流電圧の波形は矩形波、正弦波、鋸波など種々のものが使用できるが、矩形波が好ましい。

規制ローラに対しても上記直流電圧とともに交流電圧を重畳されることが好ましい。規制ローラに印加される交流電圧は特に制限されるものではなく、例えば、ピーク・トゥ・ピーク値（Ｖｐｐ；振幅）で８００〜３２００Ｖ、特に１０００〜２７００Ｖ、周波数で１〜５ｋＨｚ、特に２〜４ｋＨｚ、ｄｕｔｙ比で１０〜８０％、特に２０〜６０％が好ましい。規制ローラに印加される交流電圧の波形は矩形波、正弦波、鋸波など種々のものが使用できるが、矩形波が好ましい。

トナー３は軟化点が９０〜１２０℃、好ましくは９０〜１１５℃、より好ましくは９０〜１１０℃であり、かつ体積平均粒径が４．０〜９．０μｍ、好ましくは４〜８μｍのものを用いる。軟化点が高すぎると、定着時に溶融し難いために、画像上にムラが発生し、画質が低下する。軟化点が低すぎると、現像ローラへのトナーの融着が起こって、現像ローラ表面のトナー薄層に筋状ムラが発生し、画像にもムラが発生する。またトナーの耐熱性が低下し、保管時に凝集が起こる。体積平均粒径が小さすぎると、現像ローラへのトナーの融着が起こり易くなるため、現像ローラ表面のトナー薄層に筋状ムラが発生し、画像にもムラが発生する。体積平均粒径が大きすぎると、帯電性が低下し帯電ムラが発生しやすくなるので、画像上にムラが発生し、画質が低下する。

トナーの軟化点は、トナーを構成するバインダー樹脂の軟化点を調整することによって制御できる。例えば、バインダー樹脂の軟化点を上げると、トナーの軟化点は上がる。また例えば、バインダー樹脂の軟化点を下げると、トナーの軟化点は下がる。

本明細書中、トナーの軟化点はトナーを以下の測定方法に供することによって測定された値を用いている。
トナーの軟化点はフローテスター（ＣＦＴ−５００；島津製作所社製）を用いて測定する。ダイスの細孔径１ｍｍ、ダイスの細孔長さ１ｍｍ、加圧２０ｋｇ／ｃｍ^２、昇温速度６℃／分の条件下で１ｃｍ^３の試料を溶融流出させたときの流出開始点から流出終了点の高さの１／２に相当する温度を軟化点とする。

バインダー樹脂等の樹脂の軟化点は、当該樹脂を上記測定方法に供すること以外、トナー軟化点の測定方法と同様の方法により測定可能である。

トナーのガラス転移点は通常、４０〜６５℃、特に５０〜６０℃である。

トナーのガラス転移点はトナーを以下の測定方法に供することによって測定された値を用いている。
トナーのガラス転移点は示差走査熱量測定装置（ＤＳＣ−２００；セイコー電子工業社製）を用いて測定する。トナーを約１０ｍｇ精秤し、アルミニウムパンに入れ、リファレンスとしては、アルミナをアルミニウムパンに入れたものとし、昇温温度３０℃／ｍｉｎ．で常温から、２００℃まで昇温してメルトクェンチした後、冷却し、昇温温度１０℃／ｍｉｎ．で２０〜１５０℃の間で測定を行う。この昇温過程で、３０〜９０℃の温度範囲におけるメインピークの吸熱ピークのショルダー値をガラス転移点とする。

バインダー樹脂等の樹脂のガラス転移点は、当該樹脂を上記測定方法に供すること以外、トナーガラス転移点の測定方法と同様の方法により測定可能である。

トナー構成は、静電潜像現像用トナーの分野で従来より一般に使用されている公知のトナー構成を使用することができ、例えば、バインダー樹脂中に着色剤、必要に応じて荷電制御剤や離型剤等を含有させてなるトナー粒子に外添剤が外添されたものを用いる。トナーの体積平均粒径は、外添剤添加前のトナー粒子の体積平均粒径が前記範囲内であればよく、外添剤の添加によって体積平均粒径は変わらない。

外添剤としては、静電潜像現像用トナーの分野で一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、チタン酸ストロンチウム等の無機微粒子や、アクリル樹脂、スチレン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の有機微粒子を使用することができる。特にシランカップリング剤やチタンカップリング剤やシリコンオイル等で疎水化したものを用いるのが好ましい。

外添剤は、帯電性、耐熱保管性の観点から、ＢＥＴ比表面積の異なる第１〜第３の外添剤を用いることが好ましい。
詳しくは、第１外添剤のＢＥＴ比表面積は１６０〜３１０ｍ^２／ｇ、好ましくは１６０〜２８０ｍ^２／ｇ、より好ましくは１７０〜２６０ｍ^２／ｇである。第１外添剤は、トナー粒子１００重量部あたりの第１外添剤の添加量（重量部）と該外添剤のＢＥＴ比表面積（ｍ^２／ｇ）との積Ｈ１が１７５〜４４０、特に１８０〜４４０、好ましくは１８５〜４２０、より好ましくは２００〜４００となるように使用することが望ましい。第１外添剤の添加量は通常はトナー粒子１００重量部に対して０．１〜３重量部である。第１外添剤は無機微粒子であることが好ましく、特に疎水性シリカが好ましい。第１外添剤の使用によりトナーの流動性や画像のキメ等を向上させることができる。第１外添剤は２種類以上の微粒子を使用してよく、その場合個々の微粒子についての添加量とＢＥＴ比表面積との積の和が上記範囲内であればよい。

第２外添剤のＢＥＴ比表面積は３５〜１１０ｍ^２／ｇ、好ましくは４０〜９０ｍ^２／ｇ、より好ましくは５０〜８０ｍ^２／ｇである。第２外添剤は、トナー粒子１００重量部あたりの第２外添剤の添加量（重量部）と該外添剤のＢＥＴ比表面積（ｍ^２／ｇ）との積Ｈ２が２０〜１１０、好ましくは２５〜１００、より好ましくは３０〜９０となるように使用することが望ましい。第２外添剤の添加量は通常はトナー粒子１００重量部に対して０．１〜２重量部である。第２外添剤は無機微粒子であることが好ましく、特に疎水性シリカが好ましい。第２外添剤の使用により、転写ローラを用いて転写を行う場合の画像欠損（中抜け）の問題を解消することができる。第２外添剤は２種類以上の微粒子を使用してよく、その場合個々の微粒子についての添加量とＢＥＴ比表面積との積の和が上記範囲内であればよい。

第３外添剤のＢＥＴ比表面積は３〜２２ｍ^２／ｇ、好ましくは４〜１６ｍ^２／ｇ、より好ましくは５〜１５ｍ^２／ｇである。第３外添剤は、トナー粒子１００重量部あたりの第３外添剤の添加量（重量部）と該外添剤のＢＥＴ比表面積（ｍ^２／ｇ）との積Ｈ３が１〜２５、特に７〜２５、好ましくは１０〜２５、より好ましくは１２〜２０となるように使用することが望ましい。第３外添剤の添加量は通常はトナー粒子１００重量部に対して０．５〜３重量部である。第３外添剤は無機微粒子であることが好ましく、特にチタン酸ストロンチウムが好ましい。第３外添剤の使用により感光体やクリーニングブレードを傷つけることなくフィルミングやＢＳを低減することができる。第３外添剤は２種類以上の微粒子を使用してよく、その場合個々の微粒子についての添加量とＢＥＴ比表面積との積の和が上記範囲内であればよい。

第１外添剤および第２外添剤として疎水性シリカを使用した場合、トナー帯電量の微調整のために疎水性酸化チタンを第４外添剤として使用しても良い。疎水性酸化チタンのＢＥＴ比表面積は３５〜２４０ｍ^２／ｇ、好ましくは４０〜１８０ｍ^２／ｇ、より好ましくは５０〜１５０ｍ^２／ｇが望ましい。第４外添剤は、トナー粒子１００重量部あたりの第４外添剤の添加量（重量部）と該外添剤のＢＥＴ比表面積（ｍ^２／ｇ）との積Ｈ４が５〜１００、好ましくは１０〜９０、より好ましくは２０〜８０となるように使用することが望ましい。第４外添剤の添加量は通常はトナー粒子１００重量部に対して０．１〜２重量部である。

トナーに外添される外添剤の総添加量は、帯電性、耐熱保管性の観点からトナー粒子１００重量部に対して２．０〜６．０重量部、特に２〜５重量部であることが好ましい。

トナー粒子は、いわゆる混練粉砕法、懸濁重合法、乳化重合法、乳化重合して得られた樹脂微粒子と着色剤粒子とを凝集・融着してトナー粒子を得る乳化重合凝集法、乳化分散造粒法、カプセル化法等の種々の製造方法によって製造できる。

トナー粒子を構成するバインダー樹脂としては、特に限定されるものではなく、例えば、スチレン系樹脂（特にスチレン−アクリレート系樹脂）、ポリエステル樹脂、エポキシ系樹脂、塩化ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。特に、混練粉砕法によりトナー粒子を製造する場合、トナーの軟化点はバインダー樹脂の軟化点より約１〜２℃低くなる傾向があるので、そのような傾向を考慮してバインダー樹脂の軟化点を選択することが好ましい。バインダー樹脂は通常、軟化点９２〜１２０℃のものが使用される。

着色剤としては、静電潜像現像用トナーの分野で一般に使用されている公知の顔料および染料を用いることができ、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、活性炭、マグネタイト、ベンジンイエロー、パーマネントイエロー、ナフトールイエロー、フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、ウルトラマリンブルー、ローズベンガル、レーキーレッド等が挙げられる。

荷電制御剤としては、静電潜像現像用トナーの分野で公知のものを用いることができる。正帯電性トナー用の荷電制御剤としては、例えばニグロシン系染料、４級アンモニウム塩系化合物、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリアミン樹脂等がある。負帯電性トナー用荷電制御剤としては、例えばＣｒ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｆｅ等の金属含有アゾ系染料、サリチル酸金属化合物、アルキルサリチル酸金属化合物、カーリックスアレーン化合物、ホウ素化合物等がある。

離型剤としては、静電潜像現像用トナーの分野で一般に使用されている公知のものを用いることができる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、カルナバワックス、サゾールワックス、エステル系ワックス等を単独あるいは２種類以上組み合わせて使用することができる。

以下、「部」は「重量部」を示すものとする。

＜ポリエステル樹脂の製造＞
温度計、撹拌器、流下式コンデンサーおよび窒素導入管を取り付けたガラス製４つ口フラスコに、ポリオキシプロピレン（２，２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシエチレン（２，２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、イソドデセニル無水コハク酸、テレフタル酸およびフマル酸を重量比８２：７７：１６：３２：３０に調整して重合開始剤であるジブチル錫オキサイドとともに入れた。これをマントルヒーター中で窒素雰囲気下にて、２２０℃で撹拌しつつ反応させ表に示すポリエステル樹脂Ｌ１〜Ｌ５を得た。

＜トナー粒子ＤＣ１の製造＞

（顔料マスターバッチの製造）
バインダー樹脂とＣ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５−３とを重量比（樹脂：顔料）７：３の割合で加圧ニーダーに仕込み、混練した。混練物を冷却後、フェザーミルにより粉砕し、顔料マスターバッチを得た。

（トナー粒子ＤＣ１の製造）
ポリエステル樹脂Ｌ４（１００部）に対して、顔料マスターバッチ１０部と荷電制御剤としてサリチル酸の亜鉛錯体（Ｅ−８４：オリエント化学工業社製）２．０部、酸化型低分子量ポリプロピレン（１００ＴＳ：三洋化成社製；軟化点１４０℃、酸価３．５）１．０部をヘンシェルミキサーで十分混合した後、２軸押し出し混練機（ＰＣＭ−３０：池貝鉄工社製）の排出部を取り外したものを使用して、溶融混練した後冷却した。得られた混練物を冷却ベルトで冷却した後、フェザーミルで粗粉砕した。その後、機械式粉砕機（ＫＴＭ：川崎重工業社製）で平均粒径１０〜１２μｍまで粉砕し、さらに、ジェット粉砕機（ＩＤＳ：日本ニューマチック工業社製）で平均粒径６．６μｍまで粉砕粗粉分級した後、微粉分級をロータ型分級機（ティープレックス型分級機タイプ：１００ＡＴＰ：ホソカワミクロン社製）を使用して体積平均粒径６．５μｍのトナー粒子ＤＣ１を得た。

＜トナー粒子ＤＣ２〜ＤＣ１１の製造＞
表２に記載のポリエステル樹脂を使用したこと、ならびに微粉砕および分級条件を調整してトナー粒子の粒径を制御したこと以外、トナー粒子ＤＣ１の製造方法と同様の方法によりトナー粒子を得た。

＜トナーの製造＞
表３または表４に記載のトナー粒子と外添剤とを９Ｌのヘンシェルミキサー（ＦＭ１０Ｂ；三井三池化工機社製）を用いて混合して、実施例／参考例／比較例で使用するトナーを得た。ヘンシェルミキサーは上羽根としてＳＴ羽根を、下羽根としてＡＯ羽根を用いた。いずれのトナーも負帯電性を示すものである。トナーのＴｍおよびＴｇを測定し、表に示した。

Ｓ１はＢＥＴ比表面積２２５ｍ^２／ｇの疎水性シリカ（ＴＳ５００；キャボット社製）を示す。
Ｓ２はシリカ（９０Ｇ；日本アエロジル社製）を疎水化剤であるヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）により表面処理した疎水性シリカ（ＢＥＴ比表面積７０ｍ^２／ｇ）を示す。
Ｓ３はシリカ（ＯＸ５０；日本アエロジル社製）を疎水化剤であるヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）により表面処理した疎水性シリカ（ＢＥＴ比表面積４０ｍ^２／ｇ）を示す。
Ｔ１は平均１次粒径２０ｎｍのアナターゼ型酸化チタンを水系湿式中で疎水化剤であるイソブチルトリメトキシシランにより表面処理した疎水性酸化チタン（ＢＥＴ比表面積１００ｍ^２／ｇ）を示す。
ＴＳｒは平均１次粒径３５０ｎｍ、ＢＥＴ比表面積８ｍ^２／ｇのチタン酸ストロンチウムを示す。

＜規制ローラの製造＞
円筒形状の芯金の外周面に発泡層を形成し、さらに外周面にチューブを被せてスキン層を形成し、規制ローラを得た。
芯金；ＳＵＳ製、直径５ｍｍ
低硬度発泡層；発泡ウレタン、厚み３．５ｍｍ
スキン層；導電性ポリアミド（ナイロン６）、膜厚１００μｍ

詳しくは、発泡層となる材料の発泡体に芯金が嵌入される穴を形成し、その穴に、外周面にホットメルト接着剤が塗布された芯金を嵌入する。次いで、加熱してホットメルト接着剤を介して発泡体と芯金とを接着する。十分な接着を行った後、発泡体を切削成型して均一な厚さの発泡層を形成する。その後、予め長さを整えた円筒のチューブを発泡層に被せ、発泡層とチューブの端部を導電性接着剤にて接着することで直径１２ｍｍの規制ローラを製造する。

発泡層を形成する発泡体を選択することによって、弾性力の異なる以下に示す規制ローラを得た。弾性力は発泡体を製造するときの発泡剤の量を調整することによって調整した。
弾性力０．８Ｎの規制ローラ（密度２１ｋｇ／ｍ^３、気泡平均径１３００μｍ）
弾性力１．４Ｎの規制ローラ（密度２６ｋｇ／ｍ^３、気泡平均径１０００μｍ）
弾性力１．６Ｎの規制ローラ（密度４０ｋｇ／ｍ^３、気泡平均径９００μｍ）
弾性力１．８Ｎの規制ローラ（密度５２ｋｇ／ｍ^３、気泡平均径８００μｍ）
上記括弧内の密度および気泡平均径は、各規制ローラの製造の際に使用した発泡体のものである。

＜実施例／参考例／比較例＞
プリンター（ｍａｇｉｃｏｌｏｒ２３００ＤＬ；コニカミノルタ社製）を、所定の規制ローラを組み込むことができ、かつ所定の駆動・評価条件で耐久試験できるように改造し、現像器に所定のトナーを１５０ｇ充填し、Ａ４縦白紙印字５０００枚相当の耐久駆動を行った（温度２３℃、湿度６５％）。駆動・評価条件は、表５〜６に記載の各種条件を採用したこと以外、ｍａｇｉｃｏｌｏｒ２３００ＤＬの条件と同様である。このとき線圧が所定の値になるように、規制ローラに現像ローラを押し込んだ。

・融着
耐久駆動直後の現像ローラ表面のトナー薄層を取り除き、ローラ表面を目視にて観察し、評価した。
○；融着は全く発生しなかった；
△；融着がうっすらと発生したが、実用上問題なかった；
×；融着が明らかに発生し、実用上問題があった。

・薄層筋ムラ
耐久駆動直後の現像ローラ表面のトナー薄層を目視にて観察し、評価した。
○；トナー薄層に筋状のムラは全くなかった；
△；トナー薄層に筋状のムラがうっすらと存在したが、実用上問題なかった；
×；トナー薄層に筋状のムラが明らかに存在し、実用上問題があった。

・トナー劣化
耐久駆動直後の現像ローラ上のトナーのトナー表面を電子顕微鏡にて観察し、評価した。
○；トナー粒子表面に外添剤が存在していた；
△；トナー粒子表面に外添剤が○よりは少ない量で存在していたが、実用上問題なかった；
×；トナー粒子表面に外添剤がほとんど存在せず、実用上問題があった。

・画像ムラ
耐久駆動後において、ハーフ画像を印字し、印字画像を目視にて観察し、評価した。
○；画像上に濃度ムラは全く発生しなかった；
△；画像上に濃度ムラがわずかに発生したが、実用上問題なかった；
×；画像上に濃度ムラが比較的多く発生し、実用上問題があった。

・耐熱性
トナー２０ｇをガラス瓶に入れ、５０℃の高温下に５時間放置後、そのトナーを目視で確認することにより評価した。
○；ほんの少し軽い凝集トナーがある、軽い力ですぐ解れ、実用上問題ないもの；
△；軽い軟凝集が存在するが、軽い力ですぐ解れ、実用上問題ないもの；
×；強い凝集塊が存在し、容易には解れないもので、実用上問題あり。

表中、回転方向とは規制ローラの回転方向である。
周速比とは「規制ローラの周速／現像ローラの周速」である。

表中、バイアスとは規制ローラに印加されるバイアスであって、現像ローラに印加される図４（Ａ）に示すバイアスを基準に表される。なお、図４（Ａ）に示す現像ローラバイアス（点線）は直流電圧；−３２０Ｖ、交流電圧；Ｖｐｐ１４００Ｖ、周波数２ｋＨｚ、ｄｕｔｙ比３５％である。
規制ローラバイアスが「−１００Ｖ」とは、図４（Ｂ）に示すバイアス（実線）を印加することを意味する。図４（Ｂ）において、図４（Ａ）に示す現像ローラバイアス（点線）も重ねて示されており、規制ローラバイアス（実線）と現像ローラバイアス（点線）とは、直流電圧および交流電圧のＶｐｐ以外、同じである。

＜測定方法＞
（体積平均粒径）
粒径はコールターマルチサイザーＩＩ（ベックマンコールター社製）で測定した。コールターマルチサイザーＩＩを用い、粒度分布を出力するインターフェース（ベックマンコールター社製）、パーソナルコンピューターを接続して使用した。前記コールターマルチサイザーＩＩにおけるアパーチャーとしては５０μｍのものを用いて、０．９９μｍ以上（例えば、２〜４０μｍ）の試料の体積分布を測定して粒度分布および平均粒径を算出した。
（測定条件）（１）アパーチャー：５０μｍ。（２）サンプル調製法（トナー粒径の場合）：電解液（ＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ−ｐｃ（ベックマンコールター社製））５０〜１００ｍｌに界面活性剤（中性洗剤）を適量加えて撹拌し、これに測定試料１０〜２０ｍｇを加える。この系を超音波分散機にて１分間分散処理することにより調製する。（３）サンプル調製法（コア粒子の粒径の場合）は会合液そのものを、電解液（ＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ−ｐｃ（ベックマンコールター社製））５０〜１００ｍｌに適量加えて測定用試料として調製した。

（トナー粒子の平均円形度）
以下の式で表される円形度をフロー式粒子像分析装置（ＦＰＩＡ−１０００；東亜医用電子株式会社製）により測定し、約１万個のトナー粒子の平均値として求めた。
円形度＝（円相当径から求めた円の周囲長）／（粒子役影像の周囲長）

（トナー粒子の円形度の標準偏差）
円形度の標準偏差は円形度分布における標準偏差を指し、値は上記フロー式粒子像分析装置によって平均円形度と同時に得られる。当該値が小さいほどトナー粒子形状がそろっていることを意味する。

本発明の現像装置の一例の概略断面構成図を示す。線圧測定器の軸方向に対して垂直な概略断面図を示す。（Ａ）および（Ｂ）はいずれも規制ローラの押し込み量を説明するための概略模式図を示す。（Ａ）は実施例の評価時に現像ローラに印加されるバイアスを示す模式図であり、（Ｂ）は実施例の評価時に規制ローラに印加されるバイアスを示す模式図である。

符号の説明

１：トナー規制部材、２：２ａ：２ｂ：現像ローラ、３：トナー、４：静電潜像担持体、５：トナー供給ローラ、１０：現像装置、１１：アルミ製ローラ、１２：荷重変換器、１３：受圧部材、１４：受圧部材の表面中心、１５：線圧測定器。

Claims

弾性力１．６Ｎ以下のトナー規制ローラを現像ローラに対して線圧が５〜３０Ｎ／ｍになるように圧接させて現像ローラ表面にトナー薄層を形成する現像装置であって、
トナーの軟化点が９０〜１２０℃であり、体積平均粒径が４．０〜９．０μｍであり、
トナーがＢＥＴ比表面積１６０〜３１０ｍ ^２／ｇの第１外添剤、ＢＥＴ比表面積３５〜１１０ｍ ^２／ｇの第２外添剤、およびＢＥＴ比表面積３〜２２ｍ ^２／ｇの第３外添剤を外添され、
トナー粒子１００重量部あたりの第１外添剤の添加量（重量部）と該外添剤のＢＥＴ比表面積（ｍ ^２／ｇ）との積Ｈ１が１７５〜４４０であり、
トナー粒子１００重量部あたりの第２外添剤の添加量（重量部）と該外添剤のＢＥＴ比表面積（ｍ ^２／ｇ）との積Ｈ２が２０〜１１０であり、
トナー粒子１００重量部あたりの第３外添剤の添加量（重量部）と該外添剤のＢＥＴ比表面積（ｍ ^２／ｇ）との積Ｈ３が１〜２５であることを特徴とする現像装置。
外添剤の総添加量がトナー粒子１００重量部に対して２．０〜６．０重量部であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
トナー規制ローラを現像ローラに対してカウンター回転させ、トナー規制ローラと現像ローラとの周速比（トナー規制ローラ／現像ローラ）を３．００以下にすることを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
現像ローラに印加される直流電圧を基準に、トナーが帯電されるべき極性と同極側の直流電圧を、トナー規制ローラに対して印加することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の現像装置。