(57)【要約】【課題】粒径の小さい現像剤を用いることで高画質化を図るとともに、粒径の小さい現像剤を用いることに伴う課題であった耐久性の低下、画像不良を抑制して、性能を向上させる。【解決手段】トナーの体積平均粒径Ｒが４．０μｍ≦Ｒ≦６．２μｍであり、現像ローラ３の算術平均粗さＲａ（μｍ）が、トナーの体積平均粒径Ｒに対して０．１０倍以下であり、供給ローラ５に印加される電圧は、トナーの正規の帯電極性であるマイナス側であり、トナーに対する供給ローラ５の摩擦帯電極性は、トナーの正規の帯電極性のマイナスであり、現像ローラ３と供給ローラ５とが当接する当接幅Ｓが、２．５ｍｍ≦Ｓ≦５．５ｍｍであることを特徴とする。【選択図】図１
2008310296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の上の現像剤を規制する現像剤量規制部材と、
前記現像剤担持体に当接して設けられ、前記現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給部材と、
を備えた現像装置において、
使用される現像剤の体積平均粒径Ｒが４．０μｍ≦Ｒ≦６．２μｍであり、
前記現像剤担持体の表面の算術平均粗さＲａ（μｍ）が、現像剤の体積平均粒径Ｒに対して０．１０倍以下であり、
前記現像剤供給部材及び前記現像剤担持体には、それぞれ電圧が印加され、
前記現像剤供給部材に印加される電圧は、前記現像剤担持体に印加される電圧に対して、前記現像剤量規制部材によって規制された後の前記現像剤担持体上の現像剤の正規の帯電極性と同極性側であり、
現像剤に対する前記現像剤供給部材の摩擦帯電極性は、現像剤の正規の帯電極性と同極性であり、
前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材とが当接する当接方向に断面をとった場合に、前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材とが当接する当接幅Ｓが、
２．５ｍｍ≦Ｓ≦５．５ｍｍ
であることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤担持体の表面の算術平均粗さＲａが、現像剤の体積平均粒径Ｒに対して０．０４倍以下であることを特徴とする請求項１に記載する現像装置。
【請求項３】
前記当接幅Ｓと、前記現像剤担持体の表面の算術平均粗さＲａと、現像剤の体積平均粒径Ｒとの関係が、
Ｓ≧３．０−１２．５×（Ｒａ／Ｒ）
を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体に現像作用を行う請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記現像装置と前記像担持体とが、画像形成装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジの構成要素として一体化されていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート等の記録媒体上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタなどの画像形成装置に関し、特に、これらの装置に備えられる現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の一成分現像剤（トナー）を用いた現像方式としては、弾性層を有する現像ローラを用いた接触現像方式が提案されている。これらの現像方式に対し、現像剤担持体上に一成分トナーを薄層形成するためのトナー規制部材として、いくつかの方策が提案されている。その方策の１つを図１１を用いて説明する。
【０００３】
図１１は、弾性層を有する現像ローラを用いた接触現像方式について説明するための図である。
【０００４】
接触現像方式として下記のような構成が広く知られている。現像ローラ１０３は、誘電体層をもつ弾性ローラである。現像ローラ１０３上に、非磁性現像剤を担持し、現像ローラ１０３を非磁性現像剤を介して感光ドラム１０１表面に接触させている。現像ローラ１０３への現像剤の供給は、現像ローラ１０３に接触する供給ローラ１０５により行われる。供給ローラ１０５は、現像容器Ｔ内から現像剤を現像ローラ１０３に搬送すると共に、現像ローラ１０３に残った現像剤を一旦除去する機能も担っている。
【０００５】
現像ローラ１０３上に付着した現像剤の層規制及び摩擦帯電による電荷付与は、トナー規制部材１０４を、現像ローラ１０３に当接させることにより行われる。トナー規制部材１０４としては、金属薄板を片持ちで支持し、その対向部の腹面を現像ローラ１０３に当接するブレード形状のものを用いることが提案されている。現像剤は、トナー規制部材により現像ローラ１０３上にコートされる。コートされた現像剤は、感光ドラム１０１上に形成された静電潜像と、現像ローラ１０３上に印加されたバイアスの電位により、前記静電潜像をトナー像に現像する。
【０００６】
また、近年、高画質化のため、トナーの粒径を小さくすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２１５０５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような課題が生じていた。
【０００８】
接触現像方式において粒径の小さいトナーを用いた現像装置では、環境が変化したり印字枚数が増加した場合、安定的に現像ローラ上にコーティングを形成することが難しい。現像ローラへのトナーの供給を安定して行うためには、現像ローラ表面の粗さを大きくし、規制部材の規制力を大きくする必要がある。しかし、その結果として、トナーの劣化が促進され、耐久性の著しい低下、画像不良を生じる。
【０００９】
つまり、高画質化と高耐久性の背反する課題がある。
【００１０】
本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものである。粒径の小さい現像剤を用いることで高画質化を図るとともに、粒径の小さい現像剤を用いることに伴う課題であった
耐久性の低下、画像不良を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の上の現像剤を規制する現像剤量規制部材と、
前記現像剤担持体に当接して設けられ、前記現像剤担持体へ現像剤を供給する現像剤供給部材と、
を備えた現像装置において、
使用される現像剤の体積平均粒径Ｒが４．０μｍ≦Ｒ≦６．２μｍであり、
前記現像剤担持体の表面の算術平均粗さＲａ（μｍ）が、現像剤の体積平均粒径Ｒに対して０．１０倍以下であり、
前記現像剤供給部材及び前記現像剤担持体には、それぞれ電圧が印加され、
前記現像剤供給部材に印加される電圧は、前記現像剤担持体に印加される電圧に対して、前記現像剤量規制部材によって規制された後の前記現像剤担持体上の現像剤の正規の帯電極性と同極性側であり、
現像剤に対する前記現像剤供給部材の摩擦帯電極性は、現像剤の正規の帯電極性と同極性であり、
前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材とが当接する当接方向に断面をとった場合に、前記現像剤担持体と前記現像剤供給部材とが当接する当接幅Ｓが、
２．５ｍｍ≦Ｓ≦５．５ｍｍ
であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、粒径の小さい現像剤を用いることで高画質化を図るとともに、粒径の小さい現像剤を用いることに伴う課題であった耐久性の低下、画像不良を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良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、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１４】
［本体構成］
図２は本発明の実施形態に係る現像装置を用いた画像形成装置の概略構成図である。
【００１５】
図２に示す画像形成装置Ａは、電子写真プロセス利用のフルカラーレーザプリンタである。以下に本実施形態における画像形成装置Ａの全体的な概略構成について述べる。
【００１６】
画像形成装置Ａは、図３に示す帯電装置Ｅ、現像装置Ｄ、クリーニング装置Ｃ、及び、像担持体としての感光ドラム１を一体としたプロセスカートリッジＢを、イエロー、マゼンダ、シアン、黒色の各色について４連に並べて備えている。そして、各色のプロセスカートリッジＢで形成されたトナー（現像剤）像を、転写部材としての中間転写ベルト２０上に転写することでフルカラー画像を形成するものである。プロセスカートリッジＢ上における画像の形成工程については、詳細に後述する。ここで、プロセスカートリッジＢは、画像形成装置本体に着脱自在に設けられている。また、プロセスカートリッジＢにおいては、構成要素として、現像装置Ｄと感光ドラム１とが一体化されるものであればよい。また、トナーは、上記のように有彩色を含むものであるとよいが、これに限るものではない。
【００１７】
各色のプロセスカートリッジＢにより、感光ドラム１上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト２０を挟んで、各色の感光ドラム１の対向位置に設けられた１次転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋにより、中間転写ベルト２０上に転写される。そして、中間転写ベルト２０上に転写されたトナー像は、中間転写ベルト２０の移動方向下流側に設けられた２次転写ローラ２３により、一括して記録材上に転写される。なお、中間転写ベルト２０上の未転写トナーは、中間転写ベルトクリーナー２１によって回収される。
【００１８】
記録材Ｐは画像形成装置Ａ下部のカセット２４内に積載されており、印字動作の要求とともに給送ローラ２５により搬送され、２次転写ローラ２３位置において、中間転写ベルト２０上に形成されたトナー像が転写される。
【００１９】
その後、定着ユニット２６により記録材上のトナー像は記録材に加熱定着し、排出部２７を経て画像形成装置Ａ外部に排出される。
【００２０】
画像形成装置Ａにおいては、各４色のプロセスカートリッジＢ等を収納する上部のユニットと、転写ユニット、記録材等を収納する下部ユニットは分離可能になっている。そして、紙詰まり等のジャム処理発生時や、プロセスカートリッジＢの交換時において、上下のユニットを開口することにより前記処理を行う。
【００２１】
なお、本実施形態の画像形成装置Ａにおいては、プロセスカートリッジＢのトナー容量を含む寿命は、Ａ４用紙印字率５％換算で２万枚相当に設定されているものを使用している。
【００２２】
次に、プロセスカートリッジＢにおける画像形成プロセスについて説明する。
【００２３】
図３は、並列に配置された４つのプロセスカートリッジＢの１つに注目し、その近傍の断面を示したものである。
【００２４】
画像形成プロセスの中心となる感光ドラム１は、アルミニウム製シリンダの外周面に機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層を順にコーティングした有機感光ドラムを用いている。画像形成プロセスにおいて、感光ドラム１は所定の速度で画像形成装置Ａにより図中矢印ａ方向へ駆動される。
【００２５】
帯電装置である帯電ローラ２は、導電性ゴムのローラ部を感光ドラム１に加圧接触して矢印ｂ方向に従動回転する。ここで帯電ローラ２の芯金には、帯電工程として、感光ドラム１に対して−１１００Ｖの直流電圧が印加されており、これにより誘起された電荷によって、感光ドラム１の表面電位は、−５５０Ｖとなる一様な暗部電位（Ｖｄ）が形成される。
【００２６】
この一様な表面電荷分布面に対して、スキャナユニット１０により、画像データに対応して発光されるレーザ光のスポットパターンは、図３中の矢印Ｌで示すように感光ドラム１を露光する。感光ドラム１の露光された部位は、キャリア発生層からのキャリアにより表面の電荷が消失し、電位が低下する。この結果、露光部位は明部電位Ｖｌ＝−１００Ｖ、未露光部位は暗部電位Ｖｄ＝−５５０Ｖの静電潜像が、感光ドラム１上に形成される。
【００２７】
静電潜像は、所定のコート量及び電荷量の、現像ローラ３上に形成されたトナーコート層を持つ現像装置Ｄの現像作用によりトナー像に現像される。
【００２８】
トナー層の形成方法については後述するものであるが、ここで概略を説明する。現像ロ
ーラ３は感光ドラム１に接触しながら、矢印ｃに示すように順方向に回転している。本実施形態においては、現像ローラ３に印加されたＤＣバイアス＝−３５０Ｖに対して、マイナスに帯電したトナーが、感光ドラム１に接触する現像部において、その電位差から、明部電位部にのみ飛翔して静電潜像を実像化する。
【００２９】
各プロセスカートリッジＢの感光ドラム１に接触する中間転写ベルト２０は、感光ドラム１に対向した１次転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋにより感光ドラム１に加圧されている。また、１次転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋには直流電圧が印加されており、感光ドラム１との間で電界が形成されている。これにより、感光ドラム１上で実像化されたトナー像は、前記の加圧接触する転写領域において、電界の力を受けて感光ドラム１上から中間転写ベルト２０上に転写される。
【００３０】
一方、感光ドラム１上で中間転写ベルト２０に転写されずに残った未転写トナーは、クリーニング装置Ｃに設置されたウレタンゴム製のクリーニングブレード６により、ドラム表面から掻き落とされ、クリーニング装置Ｃ内に収納される。
【００３１】
［実施例及び比較例］
まず、本実施形態における有利な効果を明らかにするため、以下では、実施形態に適用させた実施例及び比較例について述べる。
【００３２】
［実施例１］
図１は実施例１の現像装置を示す概略断面図である。
【００３３】
現像装置は、現像容器と、現像剤担持体としての現像ローラ３と、現像剤供給部材としての供給ローラ５と、撹拌部材１１を備えている。ここで、現像容器は、現像剤としての非磁性一成分トナーＴを収容するものである。また、現像ローラ３は、感光ドラム１に対して接触しながら順方向ｃに回転するものである。また、供給ローラ５は、現像ローラ３に対して接触しながら逆方向ｄに回転するものである。また、撹拌部材１１は、トナーＴを撹拌するものである。
【００３４】
また、現像ローラ３の回転方向ｃに対して、供給ローラ５の下流側で現像ローラ３に当接し、現像部の前で現像剤の量を規制するための現像剤量規制部材としてのトナー規制部材４を備えている。トナー規制部材４は、現像ローラ３上のトナーを感光ドラム１上における現像に適した所定のコート量、及び、所定の電荷量に制御することを目的とする。
【００３５】
（トナーＴ製造）
現像剤としての一成分非磁性トナーＴは、結着樹脂、電荷制御剤を含む懸濁重合法により調整され、流動化剤などを外添剤として添加することで作製した。
【００３６】
前記結着樹脂には、トナー粒子に用いられる公知の結着樹脂を用いることができる。前記結着樹脂としては、例えばスチレンやメタクリル酸エステルを単量体とする単重合体や共重合体等のビニル系樹脂が挙げられる。
【００３７】
電荷制御剤としては、トナーを負帯電性に制御する場合は、有機金属錯体、キレート化合物が有効である。このような荷電制御剤としては、サリチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボン酸、それらの誘導体の金属化合物、スルホン酸を側鎖に持つ高分子化合物、ホウ素化合物、尿素化合物、珪素化合物、カリックスアレーンやモノアゾ金属錯体、アセチルアセトン金属錯体、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ジカルボン酸系の金属錯体等が挙げられる。
【００３８】
トナーを正帯電性に制御する場合は、脂肪酸金属塩等による変性物；トリブチルベンジジルアンモニウム−１−ヒドロキシ−４−ナフトスルホン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の４級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩；アミン及びポリアミン系化合物；高級脂肪酸の金属塩；アセチルアセトン金属錯体；ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイド等のジオルガノスズオキサイド；ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレート等のジオルガノスズボレート等が挙げられる。
【００３９】
前記電荷制御剤の使用量は、結着樹脂成分１００質量部に対して０．１〜１５．０質量部であり、好ましくは０．１〜１０．０質量部である。
【００４０】
外添剤としてトナー粒子の表面に含有させられる無機微粒子としては以下のようなものが使用可能である。珪素、マグネシウム、亜鉛、アルミニウム、チタン、コバルト、ジルコニウム、マンガン、セリウム、ストロンチウム等の酸化物粉体。チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム等の複合金属酸化物粉体。ホウ素、珪素、チタニウム、バナジウム、ジルコニウム、モリブデン、タングステン等の炭化物。マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等の炭酸塩、硫酸塩、燐酸塩等。これらのような、トナーの流動特性の影響を与える公知の無機微粒子を単体あるいは、少なくとも２種類以上組み合わせて用いることができる。この中でも、トナーの流動性の向上のためには、シリカ粉体が好ましい（特にシリカ微粒子が好ましい）。そして、シリカ粉体をトナー表面に含有させることが好ましい。
【００４１】
これら上記外添剤の使用量としては、トナー粒子１００質量部に対して外添剤が０．１〜５．０質量部であり、好ましくは０．５〜３．０質量部であることが好ましい。
【００４２】
作成したトナーの体積平均粒径Ｒは、５．５μｍであった。
【００４３】
ここで、体積平均粒径Ｒは、ベックマン・コールター株式会社製のＬＳ−２３０型レーザ回折式粒度分布測定装置にリキッドモジュールを取り付けて０．０４〜２０００μｍの粒径を測定範囲とし、得られる体積基準の粒度分布により算出した。
【００４４】
本実施例におけるトナーの体積平均粒径Ｒは、４．０μｍ〜６．２μｍ（４．０μｍ≦Ｒ≦６．２μｍ）を用いることで、高画質を得ると同時に本実施例の効果を得ることができる。トナーの体積平均粒径６．２μｍを超えると中間調画像上にザラツキが発生し、４．０μｍ未満では、現像ローラへの安定したコーティングができないため、画質が低下する。
【００４５】
また、トナーは、ＳＵＳやリン青銅のような金属に対してマイナス電荷を得るように調整され、本実施例において、トナーの正規の帯電極性はマイナスとした。なお、トナーの正規の帯電極性とは現像作用において、トナー像の形成に寄与するトナーの帯電極性を指す。
【００４６】
（トナー規制部材）
トナー規制部材４は現像容器に固定された支持板金４１に、リン青銅板やステンレス板などの薄板状弾性部材４２を片持ちで支持し、その対向部の腹面を現像ローラ３に対して当接している。本実施例においては、厚さ１．２ｍｍの鉄板を支持板金として使用し、厚み１２０μｍのリン青銅板を薄板状弾性部材４９０として前記支持板金に接着している。薄板状弾性部材４２の片持ち支持部から現像ローラ３との当接部までの距離、いわゆる自由長さは２０ｍｍであり、現像ローラ３の薄板状弾性部材４２に対する押し込み量は１．
５ｍｍである。
【００４７】
（現像ローラ）
次に、本実施例における現像剤担持体としての現像ローラ３は、外径φ６ｍｍの芯金に導電性の弾性層３ｍｍを形成したφ１６ｍｍの弾性ローラを用いており、前記弾性層には体積抵抗値１０６Ωｍのシリコーンゴムを用いた。現像ローラ３の抵抗値は、外径３０ｍｍのステンレス円筒部材と現像ローラ３を接触対向させて、現像ローラ３の芯金とステンレス円筒部材の間に１００Ｖの直流電圧を印加した場合の電流値から、現像ローラ３の抵抗値を算出した。また、測定環境は、２３．０℃、５０％ＲＨで行った。
【００４８】
なお、前記弾性ローラ表層には現像剤への電荷付与機能を持つコート層等を設けるようにしてもよい。本実施例では、感光ドラム１に安定して弾性接触させるために、弾性層の硬度を４５°とした。ここで、現像ローラ弾性層の硬度は、高分子計器株式会社製のＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度計にて荷重を１ｋｇかけて測定した。
【００４９】
また、現像ローラ３の表面粗さとしての算術平均粗さＲａは０．１とした。本実施例における表面粗さＲａの測定は、ＪＩＳ  Ｂ０６０１に基づいて株式会社小坂研究所製の表面粗さ試験機ＳＥ−３０を使用した。
【００５０】
（供給ローラ）
また、供給ローラ５は、本実施例においては、外径φ５ｍｍの芯金上に発泡骨格構造の導電性の弾性層５．５ｍｍを形成した弾性スポンジローラを用いており、前記弾性層には体積抵抗値１０７Ωｍのポリウレタンフォームを用いた。供給ローラの抵抗値の測定は、現像ローラと同じ方法で測定した。
【００５１】
供給ローラ５は、現像ローラ３と当接し、発泡体表面の適度な凸凹で現像ローラ３上へのトナー供給及び現像時に消費されずに残像したトナーの剥ぎ取りを行っている。このセル構造の掻き取り性はウレタンフォームに限定されるものでなく、シリコーンゴムやエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭゴム）等を発泡させたゴム等が使用可能である。
【００５２】
弾性層の硬度の測定には以下の方法を用いた。図１０は、供給ローラ５の弾性層の硬度を測定する方法について説明するための概略図である。
【００５３】
図１０に示すように、本例においては、押し込み部材１７は、供給ローラ５と接触する円筒部１７ａと、供給ローラ表面と直接接触しない領域にアーム部１７ｂを具備し、アーム部１７ｂは、圧力センサがつながっている。この押し込み部材１７を供給ローラ表面に押し込んだ際に生じる圧力を測定した。
【００５４】
具体的には、現像ローラ３は外径φ１６ｍｍであるため、外径φ１６ｍｍ、長さ５０ｍｍのアルミ製円柱を有した押し込み部材円筒部１７ａを用いた。そして、供給ローラ５の中心軸と押し込み部材円筒部１７ａの中心軸が同一直線上になるように押し込み、１．０ｍｍ／ｓｅｃの速度で、１．０ｍｍ圧縮した際の圧力を測定し、単位長さ当りの圧力を供給ローラ弾性層・硬度とした。
【００５５】
本例における弾性層硬度は、０．０４０Ｎ／ｍｍである。
【００５６】
（現像ローラ／供給ローラ）
現像ローラ組み込み前の供給ローラ表面と現像ローラ組み込み後の現像ローラ表面とのオーバーラップ量（図１（ｂ）に示すＭ２）、いわゆる‘進入量’を１．０ｍｍとした。このとき、押し込む方向は、図１（ｂ）に示すように、各ローラの芯金中心軸を通る直線
Ｍ１に平行な方向とした。また、図１（ｂ）に示すように、このときの現像ローラ３と供給ローラ５の当接幅Ｓは、４．０ｍｍであった。ここで、当接幅Ｓは、図１（ｂ）に示すように、現像ローラ３と供給ローラ５との当接状態を断面から観察することで測定した。これは、現像ローラ３と供給ローラ５とが当接する当接方向に断面をとった場合に、現像ローラ３と供給ローラ５とが当接する幅ということもできる。この当接方向とは、現像ローラ３と供給ローラ５とをオーバーラップ（進入）させる方向（押し込む方向）であり、また、現像ローラ３と供給ローラ５とが当接することにより圧（当接圧）が作用する方向であり、図１（ｂ）において直線Ｍ１で示される方向である。
【００５７】
また、現像ローラ３と供給ローラ５の当接時に生じる圧力（当接圧）は、弾性層・硬度と同様に押し込み部材１７により測定した。弾性層硬度測定と異なる点は、実際の進入量に対する単位長さ当りの圧力を当接圧とした。
【００５８】
本例においては、進入量１．０ｍｍ時の当接圧が０．０４０Ｎ／ｍｍとなるように設定した。
【００５９】
（トナーに対する供給ローラの摩擦帯電極性）
トナーに対する供給ローラ５の摩擦帯電極性は、後述の方法のトナーと供給ローラを擦ることにより測定し、本実施例においては、供給ローラ５がマイナス（トナーの正規の帯電極性と同極性）になるように調整した。すなわち、供給ローラ５は、トナーを正規帯電極性と逆の極性であるプラスにすることを意味する。
【００６０】
本実施例の摩擦帯電極性は、以下の方法で調査した。
【００６１】
まず、現像容器内から、供給ローラ５と適量のトナーを採取する。前述の採取したトナーを圧縮・成形することにより、厚さ１．０ｍｍのペレットを作製した。また、供給ローラ５は、トナーの吸引とブローにより除去し、表面にトナーが付着していない状態とした。その後、供給ローラ５を回転させながら、前記ペレットを供給ローラ表面に摺擦し、摺擦後の供給ローラ表面の表面電位を用いて測定することにより供給ローラ５の帯電極性を調べた。測定には、トレック・ジャパン株式会社製の表面電位計、ＭＯＤＥＬ  ３４４を使用した。
【００６２】
また、供給ローラ５の帯電極性の調整方法は、フッ素樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂等を混錬することで行った。
【００６３】
本実施例において、トナーの正規帯電極性は、マイナスであるため、上述の材料を混錬したが、正規帯電極性が、プラスの場合、シリコーンゴム、ポリアミド樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂等により調整することができる。
【００６４】
（印加バイアスの関係）
また、現像ローラ芯金には、−３００Ｖの電圧が印加され、トナー規制部材４には、−５００Ｖの電圧が印加されている。このため、トナー規制部材４には現像ローラ３に対して２００Ｖマイナス側の電圧が印加されていることとなる。さらに、供給ローラ芯金には、−６００Ｖの電圧が印加されているため、現像ローラ３に対して３００Ｖマイナス側の電圧が印加されていることとなる。ここで、画像形成装置Ａには、現像ローラ３、トナー規制部材４及び供給ローラ５に電圧を印加する電圧印加手段である電源１８，１９が設けられている。
【００６５】
このように、供給ローラ５とトナー規制部材４とのどちらも、現像ローラ３に対して、トナーの正規の帯電極性マイナス側に印加している。特に、本実施例では、供給ローラ５
に印加される電圧は、現像ローラ３に印加される電圧に対して、トナー規制部材４によって規制された後の現像ローラ３上のトナーの正規の帯電極性と同極性側（マイナス側）としている。
【００６６】
［比較例１］
本比較例の現像装置は、基本的には、実施例１に準ずるが、以下の点が異なる。
【００６７】
具体的には、トナー体積平均粒径７．０μｍ、現像ローラ表面粗さＲａ：３．０μｍ、つまり、Ｒａ／Ｒ＝０．４３、トナーに対する供給ローラの帯電極性がプラスであることが異なる。
【００６８】
［比較例２］
本比較例の現像装置は、基本的には、実施例１に準ずるが、以下の点が異なる。
【００６９】
具体的には、現像ローラ表面粗さＲａ：１．５μｍ、つまり、Ｒａ／Ｒ＝０．２７、トナーに対する供給ローラの帯電極性がプラスであることが異なる。
【００７０】
［比較例３］
本比較例の現像装置は、基本的には、実施例１に準ずるが、現像ローラに対する供給ローラへの印加電圧が０Ｖ、トナーに対する供給ローラの帯電極性がプラスであることが異なる。
【００７１】
［比較例４］
本比較例の現像装置は、基本的には、実施例１に準ずるが、トナーに対する供給ローラの帯電極性がプラスであることが異なる。
【００７２】
［各実施例及び比較例の評価方法］
以下では、本実施例と比較例の差異を調べるための画像評価について述べる。ここで、図４は、ベタ黒画像とその発生メカニズム説明するための図であり、図４（ａ）は、ベタ黒画像を印字した場合に、ベタ黒画像欠陥として、現像ローラの２周目（Ｄ２区間）に対応する位置で波状の濃度差が発生した状態について示す図である。同図（ｂ）は、低印字中あるいは、非印字中において、現像ローラ３から供給ローラ５へのトナーの供給について説明するための図である。同図（ｃ）は、同図（ｂ）に示す状態で、高印字画像であるベタ黒画像を印字した場合について説明するための図である。
【００７３】
ａ）印字初期のベタ黒画像濃度差評価
画像評価はベタ黒画像を連続１０枚出力し、１０枚目のベタ黒画像の出力先端と後端の濃度差から評価をエックスライト（Ｘ−Ｒｉｔｅ）株式会社製ｓｐｅｃｔｏｒｄｅｎｓｉｔｏｍｅｔｅｒ  ５００を用いて行った。各例のプリンタにおいて６００ｄｐｉレーザスキャナを使用し画像記録を行った。
【００７４】
ここでは、その画像評価を以下の基準で行った。
×：ベタ黒画像・出力先端と濃度差が０．２以上
○：ベタ黒画像・出力先端と濃度差が０．２未満
ベタ黒画像濃度差評価は、評価環境１５．０℃、１０％Ｒｈ、１００枚印字後に行った。印字テストは、画像比率５％の横線の記録画像を連続的に通紙して行った。
【００７５】
ｂ）画像均一性評価
画像評価は、ベタ黒画像と中間調画像を出力することにより均一性を評価した。均一性が低下すると、均一画像中に、砂状（０．１ｍｍ以下）の濃度の薄い斑点１が生じる。さら
に、悪化すると、現像ローラ回転方向に伸びた楕円上の斑点２が生じる。
【００７６】
この斑点の有無を目視により行い、以下の基準により画像濃度均一性を評価した。
××：  ベタ黒画像及び中間調画像中に砂状の斑点１及び楕円状斑点２が認識される。
×：  ベタ黒画像及び中間調画像中に砂状の斑点１が認識される。
△：  ベタ黒画像又は、中間調画像中のどちらか一方に砂状の斑点１が認識される。
○：  ベタ黒画像及び中間調画像中のどちらにも砂状の斑点１が認識されない。
【００７７】
画像均一性評価は、評価環境１５．０℃、１０％Ｒｈ、１０００枚印字後に行った。印字テストは、画像比率５％の横線の記録画像を連続的に通紙して行った。
【００７８】
ｃ）耐久後のカブリ評価
カブリとは、本来印字しない白部（未露光部）においてトナーがわずかに現像され、地汚れのように現れる画像不良のことである。
【００７９】
カブリ量は光学反射率測定機（東京電飾株式会社製ＴＣ−６ＤＳ）によりグリーンフィルタによる光学反射率を測定し、記録材のみの反射率から差し引いてカブリ分の反射率量を求めカブリ量として評価した。カブリ量は記録材上を１０点以上測定しその平均値を求めた。
【００８０】
表１において、×、△、○はそれぞれ次のように示される。
×：カブリ量が２％を越える。
△：カブリ量が１〜２％である。
○：カブリ量が１．０％未満である。
【００８１】
カブリ評価は、試験環境３０℃、８０％Ｒｈ、２万枚印字後に行った。印字テストは、画像比率５％の横線の記録画像を連続的に通紙して行った。また、以降述べる他の画像欠陥が生じた場合は、その個所を避けて測定し、カブリを純粋に評価できるよう配慮した。
【００８２】
ｄ）耐久後のゴースト評価
現像ローラの周速度とプロセススピードを考慮して、現像ローラ周期で現れるゴースト画像を評価した。具体的にゴーストは記録材先端で５ｍｍ四方、２５ｍｍ四方のベタ黒のパッチ画像を印字後、中間調画像中の現像ローラ周期１周目に現れる濃度差を目視で認識できる場合にゴーストによる画像不良と判断した。各例のプリンタにおいて６００ｄｐｉレーザスキャナを使用し画像記録を行った。本評価において中間調画像とは主走査方向の１ラインを記録し、その後４ラインを非記録とする縞模様を意味し、全体として中間調の濃度を表現している。
【００８３】
ここでは、その画像評価を以下の基準で行った。
×：両方のパッチにおいてゴーストが認識される。
△：いずれかのパッチにおいてゴーストが認識される。
○：何れのパッチにおいてもゴーストが認識されない。
【００８４】
ゴースト評価は、評価環境１５．０℃、１０％Ｒｈ、２万枚印字後に行った。印字テストは、画像比率５％の横線の記録画像を連続的に通紙して行った。
【００８５】
ｅ）ベタ黒画像欠陥評価
現像ローラの周速度とプロセススピードを考慮して、現像ローラ周期で現れるベタ黒画像欠陥を評価した。具体的にベタ黒画像を印字し、図４（ａ）のように、現像ローラの２周目（Ｄ２区間）に対応する位置で発生する波状の濃度差を目視で認識できる場合にベタ
黒画像欠陥と判断した。
×：ベタ黒画像欠陥を認識される。
○：ベタ黒画像欠陥を認識されない。
【００８６】
ベタ黒画像欠陥評価は、評価環境１５．０℃、１０％Ｒｈ、２万枚印字後に行った。印字テストは、画像比率５％の横線の記録画像を連続的に通紙して行った。
【００８７】
以下に本実施例、及び比較例１〜４の評価結果を表１に示す。
【表１】
2008310296.tif 000003
【００８８】
［従来技術に対する優位性］
はじめに、従来技術である比較例１と本実施例と比較することにより本実施例の優位性について述べる。
【００８９】
比較例１は、トナーの平均粒径に対する現像ローラの表面粗さが非常に大きい。そのため、トナーコート層は、現像ローラの粗さにより変動しやすい。結果、現像ローラ方向に伸びた斑点が生じ、画像の均一性が悪い。また、現像ローラの粗さが非常に大きいため、現像ローラと感光ドラム、あるいは、現像ローラと供給ローラの押圧、摺擦により、局所的に高いストレスがトナーにかかる。結果、トナー劣化を促進しやすくなり、耐久後のカブリ量の増加、及び、耐久ゴースト画像不良が発生する。
【００９０】
これに対して、本実施例では、画像均一性を維持し、かつ、耐久後のカブリ量増加やゴースト画像不良の発生を著しく抑制することができる。つまり、印字初期から、印枚数増加時まで、高画質で画像不良を抑制した画像を得ることができる。
【００９１】
［比較技術に対する優位性］
次に、本実施例と比較例２〜４を比較することによって、本実施例の優位性について述べる。
【００９２】
＜ａ）印字初期のベタ黒画像濃度差評価結果及びｂ）画像均一性評価結果について＞
本実施例及び比較例４は、ベタ黒画像濃度差及び画像均一性が良好である。
【００９３】
トナーの体積平均粒径Ｒが５．５μｍと小さく、Ｒａ／Ｒが０．０２であるため、現像ローラの粗さによるトナーコート層の変動は小さくなる。結果、トナーコート層形成時の
変動及び現像部での現像効率の変動を著しく抑制するため、画像均一性が向上する。加えて、正規の帯電極性の電荷を有したトナーが現像ローラ側に転移するようなバイアスを現像ローラと供給ローラ間に印加するため、トナーの供給性が安定している。結果、高現像効率であるベタ黒画像印字後、より多くのトナーの供給を必要とする場合においても、十分な供給量を維持でき、ベタ黒濃度差も良好である。
【００９４】
一方、比較例２は、トナーの体積平均粒径Ｒは、本実施例と同様５．５μｍであるにもかかわらず、画像均一性が劣る。その理由は、トナー粒径に対する現像ローラ表面の粗さＲａ／Ｒが０．２７と大きく、現像ローラの表面粗さによりトナーコート層が変動しやすくなる。結果、画像濃度の均一性が悪い。
【００９５】
比較例３は、トナーの体積平均粒径Ｒが、５．５μｍ、Ｒａ／Ｒが０．０２であるにもかかわらず、中間調画像均一性が本実施例に比べやや劣る。比較例３は、現像ローラと供給ローラ間に印加するバイアスを０Ｖとしている。そのため、供給ローラから現像ローラへのトナー供給の安定性が低下すると考えられる。加えて、正規の帯電極性の電荷を有するトナーを積極的に供給できないため、トナーコート層の電荷量の変動も生じる。
【００９６】
結果、画像の均一性がやや低下する。さらに、トナーの供給性が悪いために、より安定したトナー供給を必要とする高現像効率なベタ黒画像においても濃度差が大きい。
【００９７】
以上、述べたように、本実施例においては、体積平均粒径が小さく、現像ローラ表面粗さがトナー粒径に比べ十分小さいために、均一なトナーコート層を形成することができる。加えて、正規の帯電極性の電荷を有したトナーが現像ローラ側に転移するようなバイアスを現像ローラと供給ローラ間に印加するため、トナーの供給量及びトナーの正規の帯電極性を有する電荷量を安定的に供給することができる。このため、より均一なトナーコート層を形成することができる。結果、画像均一性に優れ、ベタ黒画像濃度差が生じることを著しく抑制することができる。
【００９８】
＜ｃ）耐久後のカブリ評価結果及びｄ）耐久後のゴースト評価結果について＞
まず、耐久後のカブリ発生要因について述べる。
【００９９】
現像部でのトナーは、感光ドラムと現像ローラの押圧と摺擦により、高いストレスを受ける。加えて、供給部でのトナーは、現像ローラと供給ローラの押圧と摺擦によっても、高いストレスを受ける。そのため、トナーに被覆されたシリカ等の外添剤は、トナーへの埋め込み、又は、トナーからの遊離が発生しやすくなる。すると、印字枚数初期のトナーの帯電性より著しく低下する。つまり、電荷量の少ないトナーコート層を形成するため、電荷量の少ないトナーは、電気的な拘束力が弱まる。結果、現像ローラ上のトナーは、電気的拘束力が低下するため、感光ドラムに接触すると、感光ドラム上に転移しやすくなり、カブリ量が増加する。
【０１００】
また、外添剤は、トナーと物体が接触する場合、間に介在することで、トナーと物体間の付着力を小さくする作用があると考えられる。そして、トナーの埋め込みや遊離の発生は、トナーと物体の付着力が大きくなる。そのため、トナーは感光ドラムとの付着力も著しく大きくなるため、より感光ドラム上に転移しやすくなる。
【０１０１】
本実施例は、耐久後のカブリ量の増加はなく、良好である。その理由は、トナーの体積平均粒径に対する現像ローラ表面の算術表面粗さＲａ／Ｒが０．０２と小さいためと考えられる。トナー粒径に対する現像ローラ表面粗さが小さい場合、現像ローラと感光ドラム間、又は、現像ローラと供給ローラ間の押圧・摺擦時に、トナーは現像ローラ上において、ストレスが低下する方向へ動きやすいと考えられる。つまり、局所的に高いストレスを
受け、著しく劣化した特定のトナーの発生を、著しく抑制することができる。
【０１０２】
加えて、正規の帯電極性の電荷を有したトナーが現像ローラ側に転移するようなバイアスを現像ローラと供給ローラ間に印加することにより、カブリ量の増加を抑制していると考えられる。上述のバイアスを印加することで、より正規の帯電極性の電荷量を有するトナーを有効に供給するため、帯電量の少ないトナーや逆極性を有するトナーの供給を抑制でき、カブリ量の増加を抑制することができる。
【０１０３】
一方、比較例２は、トナーの体積平均粒径に対する現像ローラ表面の粗さが大きいため、現像ローラと感光ドラム間、現像ローラと供給ローラ間の押圧・摺擦時に、現像ローラ上のトナーは、局所的に高いストレスを受ける。つまり、現像ローラ上のトナーは、高いストレスを受けた際に、現像ローラ上をストレスが低下する方向に移動しようとするが、トナーの平均粒径に比べ現像ローラ表面が大きいため、上述のような移動を阻害すると考えられる。結果、特定のトナーの著しい劣化を生じ、カブリ量が増加する。
【０１０４】
また、比較例２は、耐久後のゴースト不良が生じる。
【０１０５】
ゴースト画像不良の発生要因について以下で述べる。
【０１０６】
ゴースト画像不良とは、現像履歴により生じる画像不良であり、現像ローラ周期で発生する。本実施例においては、供給ローラを具備している。この供給ローラは、現像されずに現像ローラ上に残留したトナーを一度剥ぎ取ると、同時に、新しいトナーを供給する作用も有する。そのため、現像履歴を受けにくく、それに伴う画像不良も生じ難いと考えられる。しかしながら、トナーの劣化等により現像ローラとトナーの付着力が著しく増加すると、供給ローラによる剥ぎ取り作用効果が小さくなり、ゴースト画像不良が生じると考えられる。
【０１０７】
具体的には、トナー劣化時のベタ白印字後は、ベタ黒印字後に比べ消費されずに残留したトナー量が多いため、供給ローラにより剥ぎ取ることができずに、現像ローラ上にとどまるトナー量が増加する。剥ぎ取られずに残留したトナーが多いために、新たに供給ローラにより、供給するトナー量の割合は、小さくなる。
【０１０８】
一方、ベタ黒印字後は、現像後に現像ローラ上に残留するトナー量は少ないため、現像ローラ上にとどまるトナー量は少なく、ベタ白印字中に比べ、供給されるトナー量の割合は、小さい。つまり、トナー劣化時においては、ベタ白印字後とベタ黒印字後において、供給されるトナー量の比率が異なる。結果、トナーコート層の層厚や電荷分布状態に変化が生じる。その現像履歴をもったトナーコート層のまま中間調画像を印字すると前周の現像履歴の影響を受けた濃度差を生じ、ゴースト画像不良が生じる。
【０１０９】
比較例２においては、著しくトナーの劣化を生じ、現像ローラとトナーの付着力が増加した結果、供給ローラによる剥ぎ取り作用の低下を生じ、ゴースト画像不良が生じたと考えられる。
【０１１０】
比較例３においては、本実施例同様、トナーの体積平均粒径に対する現像ローラ表面粗さＲａ／Ｒが０．０２と小さいため、トナーの劣化が少ないと考えられるにもかかわらず、軽微のカブリ量増加を生じる。その理由は、現像ローラと供給ローラに印加するバイアスが０Ｖであるため、正規の帯電極性の電荷を有したトナーを供給する比率が本実施例に比べ低いためと考えられる。つまり、トナーコート層に未帯電、あるいは、逆極性トナーの割合が増加するため、軽微のカブリ量増加を生じたと考えられる。
【０１１１】
比較例４は、本実施例同様、トナーの体積平均粒径に対する現像ローラ表面粗さＲａ／Ｒが０．０２と小さいため、トナー劣化が少ない。また、正規の帯電極性の電荷を有したトナーが現像ローラ側に転移するようなバイアスを現像ローラと供給ローラ間に印加するため、現像ローラへ正規の帯電極性の電荷を有するトナーを効果的に供給できるため、耐久後のカブリ量の増加を著しく抑制する。しかしながら、耐久後のゴースト画像不良が著しく悪い。
【０１１２】
以下でその理由について述べる。
【０１１３】
比較例４において、現像ローラとトナーは、電気的な付着力が支配的であるために、安定したトナーコート層を形成している。しかしながら、電気的な付着力が支配的であるため、現像ローラとトナー間の付着力が非常に高いと考えられる。加えて、比較例４の供給ローラは、トナーと擦った際に、トナーを正規の帯電極性となるような電荷付与を行う。このため、より一層、高電荷量を有するトナーが現像ローラ上に形成され、現像ローラ上のトナーを引き剥がすことが困難となる。結果、供給ローラによる剥ぎ取り効果が著しく低下し、耐久後のゴースト画像不良が発生すると考えられる。
【０１１４】
一方、本実施例においては、電気的な付着力が支配的なトナーコート層を形成しているにもかかわらず、耐久後のゴースト画像不良を生じない。その理由は、実施例１の供給ローラは、トナーと擦った際に、トナーを正規の帯電極性と逆の極性となるような電荷付与を行うためと考えられる。つまり、現像ローラと供給ローラの当接部でトナーと供給ローラが擦れることにより著しく高電荷量を有したトナーの電荷量を下げることができるため、剥ぎ取り性の低下を抑制する。
【０１１５】
また、たとえ、供給ローラとトナーの擦れにより正規の帯電極性と逆極性の電荷を有するトナーを生成しても、本実施例はカブリ量増加を抑制している。その理由は、正規の帯電極性の電荷を有したトナーが現像ローラ側に転移するようなバイアスを現像ローラと供給ローラ間に印加しているためと考えられる。上記バイアスを印加することで、逆極性のトナーは供給ローラ側に移動し、正規の帯電極性の電荷量を有するトナーが現像ローラ側へ供給されるため、カブリ量の増加を抑制すると考えられる。
【０１１６】
以上、述べたように、本実施例においては、トナーの体積平均粒径に対する現像ローラ表面の算術表面粗さが十分小さいため、トナー劣化が少ない。そして、正規の帯電極性の電荷を有したトナーが現像ローラ側に転移するようなバイアスを現像ローラと供給ローラ間に印加することにより、未帯電や逆極性のトナーの供給を抑制するため、耐久カブリを著しく抑制する。
【０１１７】
これにより、現像ローラとトナーの電気的付着力が高くなる。このため、供給ローラの剥ぎ取りが困難な状態であっても、供給ローラ表面がトナーと擦る際にトナーを逆極性にする特性を有しているため、著しく高電荷量を有したトナーの生成を抑制し、電気的強固に現像ローラに付着するトナーの生成を抑制する。このため、供給ローラの剥ぎ取り性低下によるゴースト画像不良を著しく抑制することができる。加えて、上記バイアスを印加することで、たとえ、逆極性の電荷量を有するトナーが生成されても、現像ローラへ供給することを抑制するため、カブリ等の画像不良を生じない。
【０１１８】
＜ｅ）ベタ黒画像欠陥評価結果について＞
次に、ベタ黒画像欠陥評価結果について述べる。ベタ黒画像欠陥とは、図４（ａ）に示すように、現像ローラ周長２周目（Ｄ２区間）以降に、長手方向に渡って波上に濃度ムラを生じる画像不良である。
【０１１９】
このベタ黒画像欠陥は、比較例４において悪化するものの、本実施例及び比較例１〜３において、生じなかった。このことから、明確な発生メカニズムははっきりしていないが、概略以下のような現象と思われる。
【０１２０】
現像ローラ周長（Ｄ１区間）時に高印字画像を印字後、現像ローラ周長２周目（Ｄ２区間）に画像欠陥が生じる。図４（ｂ）に示すように、低印字中あるいは、非印字中において、供給ローラから現像ローラへのトナーの供給は、印加バイアスによりトナーｔ１が転移する。一方、現像ローラと供給ローラ当接部付近で、くさび形状を形成するため、滞留したトナーｔ２が生成される。このとき、現像ローラ上にトナーが十分存在すると、現像ローラ上のトナーｔ３は、現像ローラ表面に強く付着している。
【０１２１】
一方、トナーｔ３と滞留トナーｔ２の相互作用は、上述の付着力に比べ、弱い。そのため、滞留トナーｔ２は、図４（ｂ）のように、特定のトナーが渦を巻くように形成されると考えられる。この状態で、図４（ｃ）のように、高印字画像であるベタ黒画像を印字すると、現像ローラ上のトナーが減少する。結果、滞留トナーｔ２は、現像ローラと直接接触する機会が増加するため、ｔ４のように現像ローラ上に転移しやすくなる。結果、供給量に変動を生じ、ベタ黒画像欠陥が生じると考えられる。
【０１２２】
比較例１，２において、ベタ黒画像欠陥が発生しにくい理由は、トナーの平均粒径に対する現像ローラの表面粗さが大きいためと考えられる。比較例１，２においては、図４（ｂ）の現像ローラ上トナーｔ５（点線）に示すように、現像ローラ表面の粗さが大きいために、供給されるトナーのトナー層厚が、比較例４に比べ大きくなることが予測される。すると、滞留トナーｔ２は、現像ローラ上トナーｔ５との相互作用が大きくなる。結果、滞留トナーｔ２は、ほぐれ易い状態で形成されるため、供給変動を生じにくい。
【０１２３】
また、比較例３は、トナーの平均粒径に対する現像ローラ表面の粗さが小さいにもかかわらず、ベタ黒画像欠陥が発生しにくい。その理由は、比較例３は、現像ローラと供給ローラ間のバイアス差が０Ｖであるためと考えられる。具体的には、滞留トナーｔ２は、現像ローラや供給ローラとの接触により摩擦帯電により徐々に電荷量が大きくなると考えられる。あるいは、現像ローラ上に供給されたトナーが再び供給部に戻り、供給ローラによって剥ぎ取られた後、滞留トナーを形成することにより徐々に電荷が大きくなると考えられる。
【０１２４】
しかしながら、比較例３においては、現像ローラと供給ローラ間の印加バイアスが０Ｖであるため、電荷を有した滞留トナーｔ２が電界作用を受けにくいため、滞留トナーｔ２による供給変動を生じにくいと考えられる。
【０１２５】
以上より、比較例４のベタ黒画像欠陥の発生要因は、トナーの平均粒径より現像ローラ表面粗さが十分小さいために、滞留トナーｔ２が発生しやすい。また、滞留トナーｔ２は、電荷を得やすいため、現像ローラと供給ローラ間に正規帯電極性の電荷を有するトナーが転移するようなバイアスを印加しているため、滞留トナーｔ２による供給量の変動を生じやすい。
【０１２６】
一方、本実施例は、比較例４同様に、トナーの平均粒径より現像ローラ表面粗さが十分小さく、現像ローラと供給ローラ間に正規帯電極性の電荷を有するトナーが転移するようなバイアスを印加しているにもかかわらず、ベタ黒画像欠陥を生じない。
【０１２７】
その理由は、供給ローラ表面にトナーが擦れるとトナーが正規の帯電極性と逆極性になるような帯電極性を供給ローラが有しているためと考えられる。
【０１２８】
そのため、滞留トナーｔ２と供給ローラの摩擦帯電により、徐々に正規の帯電量を有していくことを抑制していると考えられる。結果、供給ローラから現像ローラへ供給する方向へバイアスを印加していても、ベタ黒画像欠陥を生じないと考えられる。
【０１２９】
以上述べたように、本実施例においては、トナーの平均粒径より現像ローラ表面粗さが十分小さく、現像ローラと供給ローラ間に正規帯電極性の電荷を有するトナーが転移するようなバイアスを印加することで生じるベタ黒画像欠陥を著しく抑制することができる。
【０１３０】
［トナーの体積平均粒径に対する現像ローラ表面粗さＲａ／Ｒと現像ローラと供給ローラの当接幅Ｓの関係］
以下では、トナーの体積平均粒径に対する現像ローラ表面粗さＲａ／Ｒと現像ローラと供給ローラの当接幅Ｓの関係について述べるために、以下の実施例２〜６、比較例５〜１０について述べる。
【０１３１】
［実施例２，３，４，５，６］
実施例２，３，４，５，６は、基本的には、実施例１に準ずるが、以下の点が異なる。
【０１３２】
トナーの体積平均粒径Ｒは、実施例２，３，４，５，６それぞれ６．０，５．５，６．０，６．０，５．５μｍであることが異なる。
【０１３３】
また、現像ローラ表面の算術表面粗さＲａは、実施例２，３，４，５，６それぞれ０．２４，０．２０，０．３０，０．５８，０．５５μｍであることが異なる。
【０１３４】
そのときのトナー体積平均粒径に対する現像ローラ表面の算術平均粗さＲａ／Ｒは、それぞれ０．０４０，０．０３６，０．０５０，０．０９７，０．１００となる。
【０１３５】
さらに、供給ローラの硬度及び現像ローラに対する供給ローラの押し込み量（進入量）は、現像ローラが供給ローラから受ける力の当接圧が実施例１と同じ０．０４０Ｎ／ｍとなるように調節した。
【０１３６】
具体的には、供給ローラの硬度は、実施例２，３，４，５，６それぞれ０．０６４，０．０２８，０．０４０，０．０６４，０．０２８である。
【０１３７】
現像ローラに対する供給ローラの進入量は、実施例２，３，４，５，６それぞれ１．０，０．６，１．５，１．０，０．６，１．５ｍｍである。
【０１３８】
このときの現像ローラと供給ローラが当接する当接幅Ｓは、実施例２，３，４，５，６それぞれ４．０，２．５，５．５，４．０，２．５，５．５ｍｍであった。
【０１３９】
［比較例５，６，７，８，９，１０］
本比較例は、基本的には、実施例１に準ずるが、以下の点が異なる。
【０１４０】
トナーの体積平均粒径Ｒは、比較例５，６，７，８，９，１０それぞれ５．５，６．０，６．０，５．５，５．５，５．５μｍであることが異なる。
【０１４１】
また、現像ローラ表面の算術表面粗さＲａは、比較例５，６，７，８，９，１０それぞれ０．３５，０．３０，０．６５，０．６５，０．５８，０．１０μｍであることが異なる。そのときのトナー体積平均粒径に対する現像ローラ表面の算術平均粗さＲａ／Ｒは、それぞれ０．０６４，０．０５０，０．１０８，０．１１８，０．１０５，０．０１８となる。
【０１４２】
さらに、供給ローラの硬度及び現像ローラに対する供給ローラの押し込み量（進入量）は、現像ローラが供給ローラから受ける力の当接圧が実施例１と同じ０．０４０Ｎ／ｍとなるように調節した。
【０１４３】
具体的には、供給ローラの硬度は、比較例５，６，７，８，９，１０それぞれ０．０２０，０．０８４，０．０２０，０．０８４，０．０４０，０．０８４である。
【０１４４】
現像ローラに対する供給ローラの進入量は、比較例５，６，７，８，９，１０それぞれ１．８，０．４，１．８，０．４，１．０，０．４ｍｍである。
【０１４５】
このときの現像ローラと供給ローラが当接する当接幅Ｓは、比較例５，６，７，８，９，１０それぞれ６．０，２．０，６．０，２．０，４．０，２．０であった。
【０１４６】
（評価方法）
画像評価は、前述に述べた評価項目のうち、ｂ）中間調画像濃度・均一性評価、ｃ）耐久後のカブリ量評価，ｄ）耐久後のゴースト画像不良評価，ｅ）ベタ黒画像欠陥評価を行った。評価方法及び評価基準は前述と同じとした。
【０１４７】
（評価結果）
以下に、実施例１〜６、比較例５〜１０の評価結果を表２に示す。
【表２】
2008310296.tif 000004
【０１４８】
＜ｂ）画像均一性評価結果＞
はじめに、画像濃度均一性評価の結果を図５に示す。
【０１４９】
比較例７〜９は、画像均一性が悪い。一方、Ｒａ／Ｒ≦１．０である実施例４〜６は、均一性が良化する。その理由は、Ｒａ／Ｒ≦１．０とトナー粒径に対する現像ローラ表面粗さが十分小さいため、現像ローラ表面の粗さによるトナーコート層の変動は小さくなる。結果、均一なトナーコート層の形成時の変動及び現像部での現像効率の変動を著しく抑
制するため、画像の均一性が向上する。
【０１５０】
一方、比較例７〜９においては、Ｒａ／Ｒ＞１．０とトナーの平均粒径に対する現像ローラの表面粗さが大きいため、現像ローラ表面の粗さによるトナーコート層の変動が大きいため、画像の均一性が悪いと考えられる。
【０１５１】
また、実施例１〜３は、Ｒａ／Ｒ≦０．０４とトナー粒径に対する現像ローラ表面粗さが十分小さいため、より均一性が向上する。その理由は、上述同様、Ｒａ／Ｒ≦０．０４とすることで、よりトナーコート層の均一性が向上しているためと考えられる。
【０１５２】
以上、述べたように、トナーコート層の均一性を向上させ、画像の均一性を向上するためには、Ｒａ／Ｒ≦０．１（現像ローラ３の表面の算術平均粗さＲａが、トナーの体積平均粒径Ｒに対して０．１０倍以下）とすることが好ましい。さらには、Ｒａ≦０．０４（現像ローラ３の表面の算術平均粗さＲａが、トナーの体積平均粒径Ｒに対して０．０４倍以下）とすることが、より好ましい。
【０１５３】
＜ｃ）耐久後のカブリ評価結果＞
耐久後のカブリ量の評価結果を図６に示す。比較例７〜９と実施例５，６を比較すると、比較例７〜９は耐久後のカブリ量の増加が生じた。この理由としては、Ｒａ／Ｒ＞０．１とトナーの体積平均粒径に対する現像ローラ表面の粗さが大きいため、現像ローラと感光ドラム間、現像ローラと供給ローラ間の押圧・摺擦時に、現像ローラ上のトナーは、局所的に高いストレスを受ける。
【０１５４】
つまり、現像ローラ上のトナーは、高いストレスを受けた際に、現像ローラ上をストレスが低下する方向に移動しようとするが、トナーの平均粒径に比べ現像ローラ表面が大きいため、上述のような移動を阻害すると考えられる。結果、特定のトナーの著しい劣化を生じ、カブリ量が増加する。
【０１５５】
一方、実施例１〜６は、Ｒａ／Ｒ≦０．１とトナー粒径に対する現像ローラ表面粗さが小さい。このため、現像ローラと感光ドラム間、又は、現像ローラと供給ローラ間の押圧・摺擦時に、トナーは現像ローラ上において、ストレスが低下する方向へ動きやすいと考えられる。つまり、局所的に高いストレスを受け、著しく劣化した特定のトナーの発生を、著しく抑制する。そのため、カブリ量の増加を著しく抑制する。
【０１５６】
ところが、比較例５においては、Ｒａ／Ｒ≦０．１であるにもかかわらず、耐久後のカブリ量の悪化が生じた。この理由としては、現像ローラと供給ローラが当接する当接幅Ｓが、６．０ｍｍと大きいために生じたと考えられる。本実施形態のトナーコート層は、現像ローラとトナーが電気的に強く付着している状態で形成している。非常に高い電荷を有したトナーの生成を抑制するために、供給ローラは、トナーの正規の帯電極性を逆極性側にトナーに電荷付与する帯電極性を有している。しかしながら、現像ローラと供給ローラが当接する当接幅Ｓが大きすぎると、供給ローラとトナーが摩擦帯電する機会が増加し、過剰に逆極性あるいは、電荷を有さないトナー生成すると考えられる。結果、カブリ量の増加が生じたと考えられる。
【０１５７】
一方、現像ローラと供給ローラの当接する当接幅Ｓが５．５ｍｍ以下である実施例１〜６においては、耐久後のカブリ量の増加がなく良好である。逆極性に電荷付与されたトナーの生成量が少ないためにカブリ量の増加が抑制されていると考えられる。
【０１５８】
以上、述べたように、本実施形態によれば、Ｒａ／Ｒ≦０．１、かつ、現像ローラと供給ローラが当接する当接幅Ｓ≦５．５ｍｍとすることで、カブリ量の増加を著しく抑制す
ることができる。
【０１５９】
＜ｄ）耐久後のゴースト評価結果＞
耐久後のゴースト画像不良の評価結果を図７に示す。
【０１６０】
比較例７〜９と実施例５，６を比較すると、比較例７〜９は耐久後のゴースト画像不良を生じた。この理由としては、Ｒａ／Ｒ＞０．１とトナーの体積平均粒径に対する現像ローラ表面の粗さが大きいため、現像ローラと感光ドラム間、現像ローラと供給ローラ間の押圧・摺擦時に、現像ローラ上のトナーは、局所的に高いストレスを受ける。
【０１６１】
つまり、現像ローラ上のトナーは、高いストレスを受けた際に、現像ローラ上をストレスが低下する方向に移動しようとするが、トナーの平均粒径に比べ現像ローラ表面が大きいため、上述のような移動を阻害すると考えられる。結果、特定のトナーの著しい劣化を生じ、耐久ゴースト画像不良を生じる。
【０１６２】
ところが、比較例６，１０においては、Ｒａ／Ｒ≦０．１であるにもかかわらず、耐久後のゴースト画像不良が生じた。この理由としては、現像ローラと供給ローラが当接する当接幅Ｓが、２．０ｍｍと小さいために生じたと考えられる。本実施形態のトナーコート層は、現像ローラとトナーが電気的に強く付着している状態で形成している。非常に高い電荷を有したトナーの生成を抑制するために、供給ローラは、トナーの正規の帯電極性を逆極性側にトナーに電荷付与する帯電極性を有している。しかしながら、現像ローラと供給ローラが当接する当接幅Ｓが小さすぎると、供給ローラとトナーが摩擦帯電をする機会が減少するため、過剰な電荷を有し、強固に現像ローラに付着したトナーの生成を抑制できないと考えられる。結果、供給ローラによる剥ぎ取り性の低下を引き起こし、耐久後のゴースト画像不良が生じたと考えられる。
【０１６３】
一方、現像ローラと供給ローラの当接する当接幅Ｓが２．５ｍｍ以上である実施例１〜６においては、耐久後のゴースト画像不良が抑制されている。過剰に電荷を有したトナーの生成を著しく抑制しているために耐久ゴースト画像不良を抑制されていると考えられる。
【０１６４】
＜ｂ）画像均一性、ｃ）耐久後のカブリ、ｄ）耐久後のゴーストの総合評価結果＞
ｂ）画像均一性、ｃ）耐久後のカブリ、ｄ）耐久後のゴーストの総合評価結果を図８に示す。
【０１６５】
画像の均一性を維持しながら、耐久後のカブリ量及び耐久後のゴーストを抑制するためには、図８に示すような範囲が好ましい。すなわち、現像ローラと供給ローラが当接する当接幅Ｓが、２．５≦Ｓ≦５．５かつ、トナーの体積平均粒径に対する現像ローラ表面の算術表面粗さＲａ／Ｒ≦０．１であることが好ましく、Ｒａ／Ｒ≦０．０４であることがより好ましい。
【０１６６】
＜ｅ）ベタ黒画像欠陥評価結果＞
ベタ黒画像欠陥評価結果を図９に示す。
【０１６７】
ベタ黒画像欠陥は、前述したように、図９に示す滞留トナーｔ２と供給ローラの摩擦帯電により、徐々に正規の帯電量を有していくことにより生じると考えられる。比較例６，１０は、ゴースト画像不良同様、Ｓ＜２．０のために、トナーとの接触回数が十分得られないため、徐々に、トナーｔ２が徐々に正規の帯電極性有していくと考えられる。
【０１６８】
ところが、Ｓ＜２．０であるにもかかわらず、比較例８は、ベタ黒画像欠陥を生じない
。この理由は、トナー粒径に対する現像ローラの表面粗さＲａ／Ｒが大きいためと考えられる。トナー粒径に対する表面粗さが大きいと、滞留トナーｔ２が現像ローラ上のトナーｔ１との相互作用がなるため、徐々に、トナーｔ２帯電量が大きくなっていくことを抑制すると考えられる。結果、ベタ黒画像欠陥を生じない。
【０１６９】
つまり、ベタ黒画像欠陥は、トナーの粒径に対する現像ローラの表面粗さＲａ／Ｒが小さいほど、ベタ黒画像欠陥が生じやすいと考えられる。しかし、本実施形態においては、図９から分かるように、Ｓ≧３．０−１２．５×（Ｒａ／Ｒ）で、ベタ黒画像欠陥を生じない。この理由は、トナーと供給ローラの接触回数が十分得られるため、過剰に帯電したトナーを抑制しているためと考えられる。
【０１７０】
以上、述べたように、Ｓ≧３．０−１２．５×（Ｒａ／Ｒ）とすることにより、ベタ黒画像欠陥を抑制することができる。
【０１７１】
［本実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態によれば、トナーの供給を安定して行うことができるため、ベタ黒濃度差が少なく、画像の均一性の高い、高画質な画像を得ることができる。さらに、著しく劣化したトナーあるいは、過剰に帯電量を有したトナーの発生を著しく抑制するため、耐久後のカブリ量の増加、耐久後のゴースト画像不良、ベタ黒画像欠陥を著しく抑制することができる。すなわち、高画質化に伴いトナーの電荷量が過剰な電荷を得やすくなることで生じるゴースト画像不良やベタ黒画像欠陥を著しく抑制することができる。
【０１７２】
従って、印字枚数によらず、安定した画像不良のない高画質な画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１７３】
【図１】実施例１に係る現像装置の概略図。
【図２】実施形態に係る画像形成装置の概略図。
【図３】実施形態におけるプロセスカートリッジの概略図。
【図４】ベタ黒画像とその発生メカニズム説明図。
【図５】画像濃度均一性評価の結果を示す図。
【図６】耐久後のカブリ量の評価結果を示す図。
【図７】耐久後のゴースト画像不良の評価結果を示す図。
【図８】画像均一性・耐久後のカブリ・耐久後のゴースト画像不良総合評価結果を示す図。
【図９】ベタ黒画像欠陥評価結果を示す図。
【図１０】供給ローラの弾性層の硬度を測定する方法について説明するための概略図。
【図１１】従来の接触現像方式について説明するための概略図。
【符号の説明】
【０１７４】
３  現像ローラ
４  トナー規制部材
５  供給ローラ
Ｄ  現像装置
Ｔ  トナー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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