(57)【要約】      （修正有）【課題】長期の物流振動状況下で保管された現像装置において、現像ローラとトナー規制部材のスラストによる静電メモリが残ることを防止し、ハーフトーン画像にバンディングが生じることを防止する現像装置の提供。【解決手段】トナーを現像領域に搬送する現像ローラと、該現像ローラの表面に当接配置されたトナー規制部材とを備えた現像室と、トナーを収容しているトナー容器とを備え、該現像室と該トナー容器とを連通する開口部は、該トナー容器の中のトナーが該現像室に流入しないようにシール部材で仕切られ、該シール部材は該開口部から除去可能に構成されている現像装置であって、少なくとも該現像ローラと該トナー規制部材との接触部に、球状樹脂粒子が介在しており、該球状樹脂粒子のマルテンス硬度が０．５Ｎ／ｍｍ２以上４５Ｎ／ｍｍ２以下であり、かつ、該球状樹脂粒子の回復弾性仕事率が７０％以上である現像装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを現像領域に搬送する現像ローラと、該現像ローラの表面に当接配置されたトナー規制部材とを備えた現像室と、
トナーを収容しているトナー容器とを備え、
該現像室と該トナー容器とを連通する開口部は、該トナー容器の中のトナーが該現像室に流入しないようにシール部材で仕切られ、該シール部材は該開口部から除去可能に構成されている現像装置であって、
少なくとも該現像ローラと該トナー規制部材との接触部に、球状樹脂粒子が介在しており、
該球状樹脂粒子のマルテンス硬度が０．５Ｎ／ｍｍ２以上４５Ｎ／ｍｍ２以下であり、かつ、該球状樹脂粒子の回復弾性仕事率が７０％以上であることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記球状樹脂粒子の基材がウレタン樹脂である請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記球状樹脂粒子の平均円形度が０．９６以上である請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記球状樹脂粒子の重量平均粒子径が１μｍ以上５０μｍ以下である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
静電潜像を担持するための像担持体と、該静電潜像をトナーにより現像してトナー画像を形成するための現像装置とを備え、電子写真装置の本体に着脱可能に構成されているプロセスカートリッジであって、
該現像装置が請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項６】
静電潜像を担持するための像担持体と、該像担持体を一次帯電するための帯電装置と、一次帯電された該像担持体に静電潜像を形成するための露光装置と、該静電潜像をトナーにより現像してトナー画像を形成するための現像装置と、該トナー画像を転写材に転写するための転写装置とを備える電子写真装置であって、
該現像装置が請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置であることを特徴とする電子写真装置。
【請求項７】
トナーを現像領域に搬送する現像ローラと、該現像ローラの表面に当接配置されたトナー規制部材とを備えた現像室と、
トナーを収容しているトナー容器とを備える現像装置であって、
少なくとも該現像ローラと該トナー規制部材との接触部に、球状樹脂粒子が介在しており、
該球状樹脂粒子のマルテンス硬度が０．５Ｎ／ｍｍ２以上４５Ｎ／ｍｍ２以下であり、かつ、該球状樹脂粒子の回復弾性仕事率が７０％以上であることを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置、プロセスカートリッジ、および電子写真装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリの受信装置等の電子写真装置においては、回転する像担持体を帯電部材により一様に帯電させ、像担持体にレーザー光を照射して静電潜像を形成する。そして、現像装置により静電潜像にトナーを供給し、トナー像として現像を行う。その後、トナー像を像担持体上から転写材（記録材）上へ転写し、加熱等により転写材上のトナー像を定着することにより、画像が形成された転写材を得る。一方、トナー像を転写した後の像担持体はその表面が除電され、残留するトナーのクリーニングが行われ、新たな画像形成の待機状態となる。
【０００３】
上記現像装置には、現像室と、トナーが収容されているトナー容器が設けられる。現像室には、現像ローラと、現像ローラの表面にトナーを塗布するトナー供給部材等が設けられる。さらに、トナー供給部材により塗布された現像ローラの表面のトナーを、より均一な薄層に整えるトナー規制部材が設けられ、現像ローラの回転に伴い、薄層のトナーが現像装置外に搬送される。薄層のトナーは、現像ローラの露出部に対向配置されて回転する像担持体の静電潜像に付着して、静電潜像を可視化して像担持体上にトナー像を形成する。
【０００４】
上記現像装置の使用開始前の状態においては、トナーはトナー容器内に収容されたままであり、使用開始時に初めてトナーが現像室内に送られるようになっている。このため、現像装置の使用開始前は現像ローラとトナー規制部材及び現像ローラとトナー供給部材が直接当接した状態になっている。
そして特許文献１は、使用開始前の現像装置において、現像スリーブとトナー供給部材が直接接していることに起因するトナー供給部材の破損等の課題を挙げている。そして、このような課題を、最表面にセルを有するトナー供給部材を用いると共に、該トナー供給部材の少なくとも表面に特定の帯電能力を持つ粉体を有するようにすることで、解決することができることを開示している。
【０００５】
また、特許文献２は、上記の課題を、少なくとも該トナー供給部材の表面にガラス転移温度が８０℃以上の粉体を塗布することで解決することができることを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２２７２１２号公報
【特許文献２】特開２００７−３３５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、本発明者らが特許文献２に係る現像装置を検討したところ、使用前の、当該現像装置が、輸送中に振動を受けたような場合に、現像ローラ表面の、トナー規制部材との接触部分に対応して、電子写真画像にスジ状のムラが現われることがある。以降、電子写真画像に現れるスジ状のムラを、「バンディング」と呼ぶことがある。そして、バンディングは、特に、ハーフトーン画像において顕著に認められる傾向にある。これは、現像ローラの表面の、トナー規制部材との接触部分において、何らかの変化が生じていることによるものと推測される。
ここで、現像ローラの表面に生じた、電子写真画像の品位に影響を与えるような変化を「静電メモリ」と称することがある。また、「静電メモリ」が生じる現象を、「静電メモリが残る」と称することがある。
そこで、本発明の目的は、使用開始前に、長期の輸送によって振動が加わった場合においても、現像ローラに、電子写真画像にバンディングを生じさせるような静電メモリが残りにくい現像装置を提供することにある。
また、本発明の目的は、高品位な電子写真画像を安定して出力することのできる電子写真装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、トナーを現像領域に搬送する現像ローラと、該現像ローラの表面に当接配置されたトナー規制部材とを備えた現像室と、
トナーを収容しているトナー容器とを備え、
該現像室と該トナー容器とを連通する開口部は、該トナー容器の中のトナーが該現像室に流入しないようにシール部材で仕切られ、該シール部材は該開口部から除去可能に構成されている現像装置であって、
少なくとも該現像ローラと該トナー規制部材との接触部に、球状樹脂粒子が介在しており、
該球状樹脂粒子のマルテンス硬度が０．５Ｎ／ｍｍ２以上４５Ｎ／ｍｍ２以下であり、かつ、該球状樹脂粒子の回復弾性仕事率が７０％以上である現像装置が提供される。
【０００９】
また、本発明によれば、静電潜像を担持するための像担持体と、該静電潜像をトナーにより現像してトナー画像を形成するための現像装置とを備え、電子写真装置の本体に着脱可能に構成されているプロセスカートリッジであって、該現像装置が前記の現像装置であるプロセスカートリッジが提供される。
さらに、本発明によれば、静電潜像を担持するための像担持体と、該像担持体を一次帯電するための帯電装置と、一次帯電された該像担持体に静電潜像を形成するための露光装置と、該静電潜像をトナーにより現像してトナー画像を形成するための現像装置と、該トナー画像を転写材に転写するための転写装置とを備える電子写真装置であって、該現像装置が、前記の現像装置である電子写真装置が提供される。
さらに、本発明によれば、トナーを現像領域に搬送する現像ローラと、該現像ローラの表面に当接配置されたトナー規制部材とを備えた現像室と、
トナーを収容しているトナー容器とを備える現像装置であって、
少なくとも該現像ローラと該トナー規制部材との接触部に、球状樹脂粒子が介在しており、
該球状樹脂粒子のマルテンス硬度が０．５Ｎ／ｍｍ２以上４５Ｎ／ｍｍ２以下であり、かつ、該球状樹脂粒子の回復弾性仕事率が７０％以上である現像装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、長期の物流振動状況下で保管されても、現像ローラに静電メモリが残りにくく、ハーフトーン画像にバンディングを生じさせにくい現像装置を得ることができる。また、本発明によれば、高品位な電子写真画像を与えるプロセスカートリッジおよび電子写真装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る現像装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明に係る電子写真装置の一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明に係る電子写真装置に装着される電子写真プロセスカートリッジの一例を示す概略断面図である。
【図４】本発明に係る現像装置の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明者らは、特許文献２に係る現像装置について、長時間にわたる振動に起因する静電メモリに関して詳細に検討した。その結果、静電メモリの主たる原因が、以下の３つであると推定した。
即ち、現像ローラとトナー規制部材の当接部にある粒子が圧接により大きく永久変形し、部材同士が直接接触し、その状態で現像ローラとトナー規制部材とがスラスト方向に振動することによって静電メモリが生じる。なお、トナー規制部材とのスラスト方向での摺動によって生じた静電メモリを「スラストメモリ」と称することがある。
また、現像ローラまたはトナー規制部材の表面の粉体の偏りによってもスラストメモリが生じる場合があることを明らかにした。具体的には、初期状態では粉体が現像ローラとトナー規制部材の当接部に均一に存在する。しかし、現像装置に繰り返し振動が加わることにより粉体同士が寄り集まり、粉体の存在位置に偏りが生じる。このために、局所的に部材同士が直接当接する部分が発生し、スラストメモリが生じる。
さらに、現像ローラとトナー規制部材の当接部にある粒子が、各部材へ物理的ストレスを与えることが寄与する場合が考えられた。詳細なメカニズムは明らかではないが、長期にわたる物理的ストレスにより、現像ローラの表面に微小な電気抵抗のムラ等が生じているものと本発明者らは推察している。
【００１３】
ここで、永久変形しないような粒子を現像ローラとトナー規制部材との間に介在させた場合、スラストメモリの発生の軽減には一定の効果が得られるものの、粒子の硬度が高い場合には、現像ローラに対する物理的ストレスによって静電メモリが残る場合があった。
そこで、本発明者らは、現像ローラとトナー規制部材との間に介在させる粒子としては以下の挙動を示す粒子が上記の課題を解決できるものと考えた。
・振動が生じた場合には、変形することによって振動による衝撃を吸収し、振動がなくなった後には速やかに変形が回復して元の形状に戻り、再び振動が加わった場合には再び変形して振動による衝撃を吸収するような挙動を示す粒子。
そこで、形状が球状である粒子について、その硬度および回復弾性仕事率に着目して検討を行った。
【００１４】
その結果、ある特定の範囲の柔軟な硬度を有し、かつ回復弾性仕事率が一定以上高い球状粒子の場合に、スラストメモリによる弊害が起こらないことを見出した。このような粒子は、部材間に挟まれた状態で楕円形状に変形しつつも転がる（転動する）ことにより、部材の特定の場所に物理的ストレスを与えず、スラストメモリの発生を防止できる。また、短時間で元の球状形状に回復することにより、繰り返しの振動による粒子の存在の偏りが生じにくく、部材同士が直接当接することを抑制し、スラストメモリの発生を防止できたものと考える。
【００１５】
（球状樹脂粒子）
本発明の現像装置には、少なくとも現像ローラとトナー規制部材の接触部に、球状樹脂粒子が介在する。
さらに、該球状樹脂粒子のマルテンス硬度が０．５Ｎ／ｍｍ２以上４５Ｎ／ｍｍ２以下であり、該球状樹脂粒子の回復弾性仕事率が７０％以上である。
球状樹脂粒子のマルテンス硬度は、０．５Ｎ／ｍｍ２以上４５Ｎ／ｍｍ２以下の範囲である。その理由は、現像ローラに対して、出来る限り物理的なストレスを与えないようにするためである。
マルテンス硬度が４５Ｎ／ｍｍ２より大きい場合は、現像ローラへの物理的なストレスが大きくなるためと思われるスラストメモリが発生する場合がある。また、マルテンス硬度が０．５Ｎ／ｍｍ２より小さい場合、スラストメモリの抑制効果は得られるものの、球状樹脂粒子の材料のべたつきが大きくなり、部材への固着などが生じる場合がある。
【００１６】
また、球状樹脂粒子が永久変形した場合、繰り返しの振動によって、現像ローラとトナー規制部材との間での球状樹脂粒子の存在位置が偏り、スラストメモリの抑制が困難になることがある。そのため、球状樹脂粒子の回復弾性仕事率は７０％以上である。
球状樹脂粒子の基材は、上記特性を好適に満たせるという観点から、ウレタン樹脂、またはシリコーン樹脂であることが好ましい。
また、本発明において、球状樹脂粒子としては、平均円形度で０．９６以上のものを用いることが好ましい。平均円形度が０．９６以上のものは、球状樹脂粒子の転動を阻害する可能性が小さいため、スラストメモリの抑制に特に効果的であると考えられるためである。
また、球状樹脂粒子の重量平均粒子径としては１μｍ以上５０μｍ以下のものが好適に用いられる。
【００１７】
＜球状樹脂粒子のマルテンス硬度及び回復弾性仕事率の測定方法＞
球状樹脂粒子のマルテンス硬度及び回復弾性仕事率は、微小硬度測定機（商品名：ピコデンター（ＰＩＣＯＤＥＮＴＯＲ（Ｒ））  ＨＭ５００、株式会社フィッシャーインストルメンツ社製）によって測定する。圧子としては、対面角が１３６°の正四角錐型のダイヤモンド圧子（ビッカース圧子）を用いた。
測定は上記圧子を所定の荷重分押し込む工程（以下、押し込み工程と称する）と所定の荷重を取り除く工程（以下、除荷工程と称する）からなる。
ここから得られる荷重変位曲線を測定用専用ソフト「商品名：ＷＩＮ−ＨＣＵ（登録商標）」にて評価することにより、マルテンス硬度（Ｎ／ｍｍ２）及び回復弾性仕事率［Ｗｅ（押し込み弾性変形回復仕事量）／Ｗｔ（機械的押し込み全仕事量）×１００］を求める。
具体的な手順を述べると、スライドガラス（アズワン製）上に、球状樹脂粒子を綿棒で塗り付け、余剰な球状樹脂粒子をエアーで飛ばし、残留した球状樹脂粒子を測定する。測定する球状樹脂粒子のサイズは、その球状樹脂粒子の後述する重量平均粒子径（Ｄ４）に近いものをなるべく選択して測定する。
【００１８】
なお、測定ステージの分解能が１μｍであるため、１０μｍ程度の小さな球状樹脂粒子について圧子先端で粒子の中心を押すことが難しく、球状樹脂粒子の斜面部分を押してしまい、測定が正しくできていないことがある。また、重心がずれることにより測定中に球状樹脂粒子がずれてしまい、測定が正しくできていないことがある。そこで球状樹脂粒子に圧子で押し込んだ後、顕微鏡側にステージを戻し、球状樹脂粒子が圧子を押し込む前の位置からずれていないかどうかを確認する。
圧子を押し込んだ後の球状樹脂粒子の位置が、圧子を押し込む前の位置から１μｍ以上ずれていない場合は球状樹脂粒子の中心に圧子の先端が当たっていると判断する。この場合、得られた測定データは、正確に測定されたものであると判断し、有効データとしてマルテンス硬度及び回復弾性仕事率の算出に使用する。
一方、圧子を押し込んだ後の球状樹脂粒子の位置が、圧子を押し込む前の位置から１μｍ以上ずれている、もしくは、スライドガラス上から消失している場合（例えば、球状樹脂粒子が圧子に付着してしまっている）は、得られた測定データは、正確に測定されたものでないと判断し、無効データとしてマルテンス硬度及び回復弾性仕事率の算出には使用しない。
また、圧子の位置のズレを補正するために、１測定毎に圧子の調整を行い、圧子の位置のズレを補正することが好ましい。また、圧子に関して１測定毎にエタノールを用いて、洗浄作業を行うことが好ましい。
【００１９】
押し込み工程及び除荷工程の測定条件を以下のように設定した。
押し込み工程：単位時間当たりの荷重の増加量を一定になるように、押し込み荷重が０ｍＮから０．１ｍＮになるまで、２０秒間の押し込み時間で、球状樹脂粒子に荷重を加える。
除荷工程：単位時間当たりの荷重の減少量を一定になるように、押し込み荷重が０．１ｍＮから０ｍＮになるまで、２０秒間の除荷時間で、球状樹脂粒子に加えた荷重を減らす。
このようにして得た２０個の有効データのうち、、最大値と最小値を除外した１８個のデータの平均値を計算し、本発明に係る球状樹脂粒子のマルテンス硬度、回復弾性仕事率とした。
【００２０】
＜球状樹脂粒子の平均円形度の測定方法＞
球状樹脂粒子の平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「ＦＰＩＡ−３０００」（シスメックス社製）によって、校正作業時の測定及び解析条件で測定する。
具体的には、ガラス製の容器中に予め不純固形物などを除去したイオン交換水約２０ｍｌを入れる。この中に分散剤（商品名：コンタミノン（登録商標）Ｎ、和光純薬工業社製；非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、及び有機ビルダーからなるｐＨ７の精密測定器洗浄用中性洗剤を１０質量％含む水溶液）をイオン交換水で約３質量倍に希釈した希釈液を約０．２ｍｌ加える。
更に測定試料として球状樹脂粒子を約０．０２ｇ加え、超音波分散器を用いて２分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。その際、分散液の温度が１０℃以上４０℃以下となる様に適宜冷却する。超音波分散器としては、発振周波数５０ｋＨｚ、電気的出力１５０Ｗの卓上型の超音波洗浄器分散器（例えば「ＶＳ−１５０」（ヴェルヴォクリーア社製））を用い、この超音波分散器の水槽内には所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に該コンタミノンＮを約２ｍｌ添加する。
【００２１】
測定には、標準対物レンズ（１０倍）を搭載した該フロー式粒子像分析装置を用い、シース液にはパーティクルシース「ＰＳＥ−９００Ａ」（シスメックス社製）を使用した。該手順に従い調整した分散液を該フロー式粒子像分析装置に導入し、ｈｉｇｈ  ｐｏｗｅｒ  ｆｉｅｌｄ（ＨＰＦ）測定モードで、トータルカウントモードにて３０００個の球状樹脂粒子を計測する。そして、粒子解析時の２値化閾値を８５％とし、解析粒子径を指定することにより、その範囲の球状樹脂粒子の個数割合（％）、平均円形度を算出することができる。
【００２２】
測定にあたっては、測定開始前に標準ラテックス粒子（商品名： Ｔｈｅｒｍｏ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ（登録商標）Ｌａｔｅｘ  Ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅ  Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ  ５２００Ａ、Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）のイオン交換水希釈物を用いて自動焦点調整を行う。その後、測定開始から２時間毎に焦点調整を実施することが好ましい。
なお、シスメックス社による校正作業が行われた、シスメックス社が発行する校正証明書の発行を受けたフロー式粒子像分析装置を使用した。解析粒子径を円相当径１．９８μｍ以上、３９．６９μｍ未満に限定した以外は、校正証明を受けた時の測定及び解析条件で測定を行った。
【００２３】
＜球状樹脂粒子の重量平均粒子径（Ｄ４）の測定方法＞
粒径測定装置 コールターマルチサイザー３（商品名、ベックマン・コールター社製）を用いて測定した。電解液としては、１級塩化ナトリウムを約１％含む水溶液を使用した。電解液約１００ｍｌ中に、分散剤としてアルキルベンゼンスルホン酸塩約０．５ｍｌを加え、さらに測定対象の球状樹脂粒子（試料）約５ｍｇを加え試料を懸濁させた。試料を懸濁させた電解液は、超音波分散機で約１分間分散処理を行い、前記測定装置により、１００μｍアパーチャーを用いて、測定試料の体積及び個数を測定し、体積分布及び個数分布を算出した。この結果より、重量平均粒子径（Ｄ４）を算出した。
【００２４】
（現像装置）
以下に図面を参照して、この発明の現像装置の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。本発明に係る現像装置の断面図の一例を図１に示す。
図１に示すように、この現像装置は像担持体１０１に対向する部分に開口部を有する現像室１０２を備えており、この現像室１０２の背面には、連通する形で内部にトナー１０３を収容しているトナー容器１０４が配される。現像室１０２と前記トナー容器１０４とを連通する開口部は、トナー容器１０４のトナー１０３が現像室１０２に流入しないようにシール部材１０５で仕切られ、このシール部材１０５は該開口部から除去可能に構成されている。そして、このシール部材は、現像装置の使用開始時に該開口部から除去される。
このシール部材は、使用開始前の現像装置の搬送時等の振動によりトナー１０３が予期せず現像装置から流出し、ユーザーや現像装置、ひいては電子写真装置本体がトナーで汚れることを防止することができるため、好ましい。
なお、本発明に係る現像装置は、図４に示すように、現像室１０２とトナー容器１０４とを連結する開口部が、シール部材で仕切られていないものであってもよい。
また、現像室１０２には一部が露出するようにして現像ローラ１０６が回転可能に配されており、現像ローラ１０６は像担持体１０１に所定の侵入量となるように押圧、接触するように対向している。
さらに、現像室１０２にはトナー容器１０４から搬送部材１０７によって搬送されたトナーを現像ローラ１０６に供給するためのトナー供給部材１０８が収容されている。現像ローラ１０６の回転方向において、像担持体１０１と現像ローラ１０６との接触部の上流側には、現像ローラ１０６に担持されているトナー１０３の層厚を規制するトナー規制部材１０９が現像ローラ１０６の表面に当接配置されている。このトナー規制部材１０９は現像室１０２に取り付けられている。本発明ではスラストメモリを抑制するため、少なくともこの現像ローラ１０６とトナー規制部材１０９との接触部に所定の球状樹脂粒子１２０が塗布される。
【００２５】
また、現像ローラ１０６の回転方向において、像担持体１０１と現像ローラ１０６との接触部の下流側には、現像室１０２の下部から外部へのトナー吹き出しを防止するための吹き出し防止シート１１０が設けられている。
現像動作時、シール部材１０５を現像装置から取り除くことで、トナー容器１０４と現像室１０２を一つの空間とし、この時初めてトナー容器１０４内のトナー１０３が現像室１０２におくられることが可能となる。搬送部材１０７は、現像室１０２とトナー容器１０４の間の仕切り壁を越えて、トナー１０３をトナー供給部材１０８に向けて搬送し、トナー１０３はトナー供給部材１０８によって現像ローラ１０６に塗布される。現像ローラ１０６は図中矢印で示す方向に回転され、この現像ローラ１０６に担持されているトナー１０３はトナー規制部材１０９で所定の層厚に規制された後、像担持体１０１と対向する現像領域に送られる。
【００２６】
現像ローラ１０６とトナー規制部材１０９の接触部に球状樹脂粒子１２０を介在させる方法としては、例えば、下記１〜３に挙げたように球状樹脂粒子を塗布する方法が挙げられる。なお、現像ローラの表面及びトナー規制部材の表面に球状樹脂粒子を均一に塗布することができれば、塗布方法は特に限定されない。
１.あらかじめ現像ローラ１０６表面の全域に球状樹脂粒子を塗布し、この現像ローラ１０６をトナー規制部材１０９が取りつけられている現像装置に装着する方法。
２.あらかじめ、トナー規制部材１０９の現像ローラ１０６との当接部に球状樹脂粒子を塗布し、このトナー規制部材１０９と現像ローラ１０６を現像装置に装着する方法。
３.トナー供給部材１０８表面の全域に球状樹脂粒子を塗布し、現像装置に装着した後、現像ローラ１０６とトナー規制部材１０９を組み込んだ後に現像装置を駆動回転させ、トナー供給部材１０８によって球状樹脂粒子を現像ローラ１０６とトナー規制部材１０９の接触部に塗布する方法。
【００２７】
（電子写真プロセスカートリッジおよび電子写真装置）
本発明に係る電子写真装置は、以下の構成を有する。
・静電潜像を担持するための像担持体
・該像担持体を一次帯電するための帯電装置
・一次帯電された像担持体に静電潜像を形成するための露光装置
・該静電潜像をトナーにより現像してトナー画像を形成するための現像装置
・該トナー画像を転写材に転写するための転写装置
・該転写材に転写されたトナー像を定着するための定着装置
そして、該現像装置が、上記のような本発明に係る現像装置であることを必要とする。
また、本発明は、電子写真装置の本体に着脱可能に構成されている電子写真プロセスカートリッジ（単に、プロセスカートリッジとも称する）である。そして、上記のような本発明に係る現像装置を具備することを特徴とする。
【００２８】
図２は、本発明の電子写真装置の概略を示す断面図である。図３は、図２の電子写真装置に装着されるプロセスカートリッジの拡大断面図である。このプロセスカートリッジは、像担持体１０１と、帯電部材１１１を具備する帯電装置と、現像ローラ１０６を具備する現像装置と、クリーニング部材１１２を具備するクリーニング装置とを内蔵している。そして、プロセスカートリッジは、図２の電子写真装置の本体に着脱可能に構成されている。
【００２９】
像担持体１０１は、不図示のバイアス電源に接続された帯電部材１１１によって一様に帯電（一次帯電）される。このときの像担持体１０１の帯電電位は−８００Ｖ以上−４００Ｖ以下程度であることが好ましい。次に、像担持体１０１は、静電潜像を書き込むための露光光１１３により、その表面に静電潜像が形成される。露光光１１３としては、ＬＥＤ光、レーザー光のいずれも使用することができる。露光された部分の像担持体１０１の表面電位は−２００Ｖ以上−１００Ｖ以下程度であることが好ましい。
【００３０】
次に、電子写真装置本体に対し着脱可能に構成されているプロセスカートリッジに内蔵された現像ローラ１０６によって負極性に帯電したトナーが静電潜像に付与（現像）され、像担持体１０１上にトナー像が形成され、静電潜像が可視像に変換される。このとき、現像ローラ１０６には不図示のバイアス電源によって−５００Ｖ以上−３００Ｖ以下程度の電圧が印加されることが好ましい。なお、現像ローラ１０６は、像担持体１０１と０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下程度のニップ幅をもって接触させることが好ましい。
【００３１】
像担持体１０１上で現像されたトナー像は、中間転写ベルト１１４に１次転写される。中間転写ベルト１１４の裏面には１次転写部材１１５が当接しており、１次転写部材１１５に＋１００Ｖ以上＋１５００Ｖ以下程度の電圧を印加することが好ましい。このような電圧を印加することで、負極性のトナー像を像担持体１０１から中間転写ベルト１１４に１次転写する。１次転写部材１１５はローラ形状であってもブレード形状であっても良い。
電子写真装置がフルカラー画像形成装置である場合、上記の帯電、露光、現像、１次転写の各工程を、イエロー色、シアン色、マゼンタ色、ブラック色の各色に対して行う。そのために、図２に示す電子写真装置では、前記各色のトナーを内蔵したプロセスカートリッジが各１個、合計４個、電子写真装置本体に対し着脱可能な状態で装着されている。そして、上記の帯電、露光、現像、１次転写の各工程は、所定の時間差をもって順次実行され、中間転写ベルト１１４上に、フルカラー画像を表現するための４色のトナー像が重ね合わせた状態が作り出される。
【００３２】
中間転写ベルト１１４上のトナー像は、中間転写ベルト１１４の回転に伴って、２次転写部材１１６と対向する位置に搬送される。このとき、中間転写ベルト１１４と２次転写部材１１６との間には、所定のタイミングで記録用紙の搬送ルート１１７に沿って転写材である記録用紙が搬送されてきている。そして、２次転写部材１１６に２次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト１１４上のトナー像を記録用紙に転写する。
このとき、２次転写部材１１６に印加されるバイアス電圧は、＋１０００Ｖ以上＋４０００Ｖ以下程度であることが好ましい。２次転写部材１１６によってトナー像が転写された記録用紙は、定着装置１１８に搬送され、記録用紙上のトナー像を溶融させて記録用紙上に定着させた後、記録用紙を電子写真装置の外に排出することで、プリント動作が終了する。
なお、像担持体１０１から中間転写ベルト１１４に転写されることなく像担持体１０１上に残存したトナー像は像担持体１０１表面をクリーニングするためのクリーニング部材１１２により掻き取られ、像担持体１０１の表面はクリーニングされる。
【００３３】
（実施例）
以下に、具体的な実施例、比較例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれらに限定されるものではない。
＜球状樹脂粒子＞
実施例、比較例に用いた球状樹脂粒子を表１に記載する。球状樹脂粒子１〜４を実施例１〜４に、球状樹脂粒子５〜９を比較例１〜５に使用した。なお、重量平均粒子径と平均円形度は前記の方法により測定した。
【００３４】
【表１】
2015028609.tif 000003
【００３５】
（球状樹脂粒子２）
商品名：「ＵＣＮ５１５０Ｄクリヤー」大日精化社製  １００質量部を４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏ．ＬＬＣ．製）のメチルエチルケトン５０質量％溶液１０００質量部に１０分間浸漬させた。その後、球状樹脂粒子をエタノールで洗浄した後、常温で４８時間乾燥させた。その後８０℃のオーブンにて４時間焼成して、球状樹脂粒子２を得た。
【００３６】
（球状樹脂粒子３）
商品名：「ＵＣＮ５１５０Ｄクリヤー」大日精化社製  １００質量部を４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏ．ＬＬＣ．製）のメチルエチルケトン５０質量％溶液１０００質量部に６０分間浸漬させた。その後、球状樹脂粒子をエタノールで洗浄した後、常温で４８時間乾燥させた。その後８０℃のオーブンにて４時間焼成して、球状樹脂粒子３を得た。
【００３７】
＜現像ローラの作製＞
（導電性弾性層１の作製）
表２の物質を常温で攪拌機を用いて混合し、半導電性組成物１を作製した。
【００３８】
【表２】
2015028609.tif 000004
【００３９】
次に、日本工業規格（ＪＩＳ）に基づくステンレス鋼であるＳＵＳ３０４製の直径６ｍｍ、長さ２６４ｍｍの芯金にプライマー（商品名：「ＤＹ３５−０５１」東レダウコーニングシリコーン社製）を塗布し、温度１５０℃にて３０分間焼付けたものを金型に配置した。そして、半導電性組成物１を金型内のキャビティに注入した。続いて、金型を１５０℃で１５分間加熱し、金型から脱型した後、２００℃で２時間加熱して硬化反応を完結させた。このようにして直径１１．５ｍｍの導電性弾性層１を作製した。
【００４０】
（導電性表面層用の塗料１の作製）
撹拌機、冷却器、温度計および窒素導入管を付した４つ口セパラブルフラスコに、表３の物質を仕込み、撹拌しながら、窒素雰囲気下で８０℃、５時間反応させた。その後溶媒を除去し、カルボキシル基を分子内に有するウレタンプレポリマー１を得た。
【００４１】
【表３】
2015028609.tif 000005
【００４２】
次に表４の物質をボールミルで攪拌分散して導電性表面層用の塗料１を作製した。
【００４３】
【表４】
2015028609.tif 000006
【００４４】
上記作製した導電性表面層用の塗料１にメチルエチルケトンを添加し、固形分２８％に調整した。そして上記成型した導電性弾性層１の上にディッピングにより塗布した。その後、温度８０℃のオーブンで１５分間乾燥後、温度１４０℃のオーブンで４時間硬化することにより、現像ローラを得た。表面層の厚さは１０.２μｍであった。
作製した現像ロ―ラに前記の球状樹脂粒子１００ｍｇを長手方向全域に渡って均一に塗布した。次に、カラーレーザープリンタ（商品名：ＨＰ  ＬａｓｅｒＪｅｔ Ｐｒｏ ４００  Ｍ４５１ｄｎ、ＨＰ社製）のシアン用のプロセスカートリッジに装着されている現像ローラを取り外し、トナー規制部材をエアブローで清掃した。その後、前記作製した球状樹脂粒子を塗布した現像ローラをこのカートリッジに装着し、現像ローラとトナー規制部材の接触部に球状樹脂粒子が介在している現像装置を有するカートリッジを作製した。
このカートリッジにて後述する振動試験を行った。振動試験を行った後、温度２３℃湿度５５％の環境に２４時間プロセスカートリッジを放置した。そして、プロセスカートリッジの現像装置内にある現像室とトナー容器を仕切っているシール部材を除去した。その後、当該プロセスカートリッジを上記のカラーレーザープリンタに装着した。そして、温度２３℃湿度５５％の環境下で、Ａ４サイズの記録用紙（商品名：ＣＬＣ（カラーレーザーコピア）用紙、キヤノン社製；坪量＝８１．４ｇ／ｍ２）上に、シアンのハーフトーン画像が形成されたプリント物を連続して１００枚出力した。
得られた１００枚のハーフトーン画像を目視で観察し、スラストメモリに由来するバンディングの有無を以下の表５の基準で評価した。
【００４５】
【表５】
2015028609.tif 000007
【００４６】
＜カートリッジの振動試験方法＞
ＪＩＳ−Ｚ０２３２に基づく振動試験に基づき、カートリッジの振動試験を行った。振動条件としては振動数５０Ｈｚ、スイープ時間５分間（１往復）、加速度正弦波１Ｇ、加振方向Ｘ，Ｙ，Ｚ方向各１０回、加振時間各方向１時間（１２往復）で実施した。
【００４７】
【表６】
2015028609.tif 000008
【００４８】
表６に各球状樹脂粒子のマルテンス硬度、回復弾性仕事率、及び、バンディング評価の結果を示す。
実施例１乃至４では、本発明に係るマルテンス硬度、回復弾性仕事率を満たす球状樹脂粒子を現像ローラとトナー規制部材との当接部に介在させたため、現像装置は非常に効果的にスラストメモリに起因するバンディング画像を抑制できた。
これは、下記（１）〜（３）の作用が相俟って達成できたものと推測される。
（１）特定の範囲のマルテンス硬度を有する柔軟な球状樹脂粒子が楕円形に変形しつつも振動に対して転動できたこと；
（２）現像ローラに対する物理的ストレスが抑制できたこと；及び
（３）繰り返しの振動に対して高い回復弾性仕事率により球状を保つことができ、転動が不足することによる粒子の偏りを防止できたこと。
実施例１乃至４では、現像ローラとトナー規制部材の接触部に本発明に係る球状樹脂粒子が存在し、その特性により本発明の効果を技術的に発現できたものである。
【００４９】
一方、比較例１、２に係る現像装置は、現像ローラ及びトナー規制部材の間に介在させた球状樹脂粒子の回復仕事弾性率が小さかった。そのために、繰り返しの振動により球状樹脂粒子の形状が歪み、また、球状樹脂粒子が偏在したことにより、現像ローラにスラストメモリが発生し、当該スラストメモリに起因するバンディングがハーフトーン画像に発生した。
また、比較例３に係る現像装置は、現像ローラ及びトナー規制部材の間に介在させた球状樹脂粒子は、高いマルテンス硬度を有する。そのため、現像ローラへの物理的ストレスに由来すると思われるスラストメモリが発生し、当該スラストメモリに起因するバンディングがハーフトーン画像に発生した。そして、当該スラストメモリは、画像形成を継続することにより徐々に消失したため、２０枚目以降のハーフトーン画像には、バンディングは殆んど認められなかった。
比較例４、５は、マルテンス硬度が高く、回復弾性仕事率が小さいために、球状樹脂粒子の偏り、現像ローラに対する物理的ストレスの付加により現像ローラにスラストメモリが発生し、これに起因するバンディングが認められた。そして、当該スラストメモリは、画像形成を継続しても消失し難く、１００枚目のハーフトーン画像にもバンディングが認められた。
また、比較例６においては、球状樹脂粒子を用いなかったため、現像ローラにスラストメモリが発生し、これに起因するバンディングが認められた。そして、当該スラストメモリは、画像形成を継続しても消失し難く、１００枚目のハーフトーン画像にもバンディングが認められた。
【符号の説明】
【００５０】
１０１：像担持体
１０２：現像室
１０３：トナー
１０４：トナー容器
１０５：シール部材
１０６：現像ローラ
１０７：搬送部材
１０８：トナー供給部材
１０９：トナー規制部材
１１０：吹き出し防止シート
１１１：帯電部材
１１２：クリーニング部材
１１３：露光光
１１４：中間転写ベルト
１１５：１次転写部材
１１６：２次転写部材
１１７：記録用紙の搬送ルート
１１８：定着装置
１２０：球状樹脂粒子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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