(57)【要約】【課題】複数種類のトナーを用いて画像形成を行う際、どのトナーも適切に帯電付与が行える画像形成方法を提供する。【解決手段】現像ローラ表面のイオン化ポテンシャルをＩｐ（Ｒ）、トナーのイオン化ポテンシャルをＩｐ（Ｔ）、イオン化ポテンシャルが最大、最小のトナーについてＩｐ（Ｔ）ｍａｘ、Ｉｐ（Ｔ）ｍｉｎとすると、｜Ｉｐ（Ｒ）−Ｉｐ（Ｔ）｜が１．０以下、Ｉｐ（Ｔ）ｍｉｎ≦Ｉｐ（Ｒ）≦Ｉｐ（Ｔ）ｍａｘの関係を有する画像形成方法。【選択図】図１
2008096634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像ローラ上に層形成したトナーを用いて静電潜像担持体上の静電潜像を現像する工程を有し、少なくとも２種類以上のトナーを用いて画像形成を行う画像形成方法であって、
該現像ローラ表面におけるイオン化ポテンシャルをＩｐ（Ｒ）、
該画像形成方法に用いられるトナーのイオン化ポテンシャルをＩｐ（Ｔ）とし、かつ、イオン化ポテンシャルが最大のトナーのイオン化ポテンシャルをＩｐ（Ｔ）ｍａｘ、イオン化ポテンシャルが最小のトナーのイオン化ポテンシャルをＩｐ（Ｔ）ｍｉｎとしたときに、
０≦｜Ｉｐ（Ｒ）−Ｉｐ（Ｔ）｜≦１．０
Ｉｐ（Ｔ）ｍｉｎ≦Ｉｐ（Ｒ）≦Ｉｐ（Ｔ）ｍａｘ
の関係を満たすことを特徴とする画像形成方法。
【請求項２】
前記現像ローラはカーボンブラックを含有するものであり、前記カーボンブラックのイオン化ポテンシャルをＩｐ（ＣＢ）としたときに、
４．５≦Ｉｐ（ＣＢ）≦５．０
の関係を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式による画像形成方法に関し、現像ローラ上にトナー層を形成し、層形成したトナーにより静電潜像担持体上に形成された静電潜像を現像する工程を経てトナー画像を形成する画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成方法は、通常、以下の工程を経て転写シート上に画像形成が行われる。すなわち、電荷の付与されたトナーを電子写真感光体に代表される静電潜像担持体上に形成された静電潜像に接触、あるいは非接触で供給し、静電潜像を顕像化する現像を行い、静電潜像担持体上のトナー画像を用紙等に転写した後、定着を行って最終画像を形成する。
【０００３】
静電潜像担持体上にトナー画像を形成するための現像方法には、キャリアとトナーより構成される２成分現像剤を用いる２成分現像方式と、トナーのみから構成される１成分現像剤を用いる１成分現像方式がある。１成分現像方式の画像形成方法は、キャリアを使用せずにトナーを帯電部材や現像ローラ面に摺擦、押圧することにより帯電させ、帯電したトナーを像担持体に供給して画像形成を行うもので、装置をコンパクト化し易いメリットを有する。とりわけ、トナー画像のカラー化の流れに対し、限られたスペース内にイエロー、マゼンタ、シアン、黒色等複数の現像装置を配置するフルカラーの画像形成装置では非磁性１成分方式による画像形成が有力である。また、製造工程でトナーの粒径や形状制御を行いながら作製可能ないわゆる重合トナーを用いることにより、フルカラーのピクトリアル画像形成を可能にしている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
前述した様に、非磁性１成分方式の画像形成では現像ローラ表面に保持されたトナーを現像剤層規制部材との間に通過させてトナーの薄層形成を行う。このとき、トナーは現像ローラ表面との接触により摩擦帯電されて電荷が付与される。この様に、現像ローラは摩擦帯電によりトナーに電荷付与することから、現像ローラ表面を改良して帯電付与性能の向上を実現しようとする技術がこれまでも種々検討されてきた。その中に、現像ローラ表面の仕事関数に着目して帯電付与性能を向上させようとする技術があり、たとえば、仕事関数測定時の電子放出効率を制御する技術や、仕事関数に表面粗さ等の表面物性を組み合わせた技術等が挙げられる。（たとえば、特許文献２、３参照）。
【特許文献１】特開２０００−２１４６２９号公報
【特許文献２】特開平１０−６３０８８号公報
【特許文献３】特開２００１−２９６７３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、フルカラーの画像形成は、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の４種類のトナーを用いるものである。これらのトナーの帯電能は一般に異なることが多く、現像ローラ表面での帯電付与条件が同じだと、トナーにより帯電量に差が生ずることになる。すなわち、像担持体上への移動が困難になるほど強く帯電するトナーが存在する反面、十分な帯電量が得られずカブリ等の画像欠陥の原因となる様なトナーが存在することになる。この様に、イエロー、マゼンタ、シアン、黒色トナーで帯電量にばらつきがあると、オリジナルに忠実なカラーバランスを有する画像形成ができず、また、帯電の弱いトナーによりカブリや汚れといった画像欠陥を発生させる要因となった。
【０００６】
上記特許文献２、３には、現像ローラの帯電付与性能向上に関する記載はあるものの、帯電量の異なるトナーを用いるカラーの画像形成については記載されていなかった。したがって、複数種類のトナーを同時に用いるカラーの画像形成において、仕事関数により帯電性能の制御を行うという技術を示唆するものではなかった。
【０００７】
本発明は、フルカラー画像形成の様に、複数種類のトナーを用いて画像形成を行う際に、どのトナーに対しても適切な帯電付与を行うことが可能な画像形成方法を提供することを目的とするものである。すなわち、カラーの画像形成を行った時にオリジナルに忠実なカラーバランスを有し、カブリや汚れといった画像欠陥のないフルカラー画像を作製することが可能な画像形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、本発明の課題が以下に記載の構成により解消されることを見出した。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、『現像ローラ上に層形成したトナーを用いて静電潜像担持体上の静電潜像を現像する工程を有し、
少なくとも２種類以上のトナーを用いて画像形成を行う画像形成方法であって、
該現像ローラ表面におけるイオン化ポテンシャルをＩｐ（Ｒ）、
該画像形成方法に用いられるトナーのイオン化ポテンシャルをＩｐ（Ｔ）とし、かつ、イオン化ポテンシャルが最大のトナーのイオン化ポテンシャルをＩｐ（Ｔ）ｍａｘ、イオン化ポテンシャルが最小のトナーのイオン化ポテンシャルをＩｐ（Ｔ）ｍｉｎとしたときに、
０≦｜Ｉｐ（Ｒ）−Ｉｐ（Ｔ）｜≦１．０
Ｉｐ（Ｔ）ｍｉｎ≦Ｉｐ（Ｒ）≦Ｉｐ（Ｔ）ｍａｘ
の関係を満たすことを特徴とする画像形成方法。』である。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、『前記現像ローラはカーボンブラックを含有するものであり、前記カーボンブラックのイオン化ポテンシャルをＩｐ（ＣＢ）としたときに、
４．５≦Ｉｐ（ＣＢ）≦５．０
の関係を有することを特徴とする上記記載の画像形成方法。』である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数種類のトナーを用いて画像形成を行う場合、仮にトナーの帯電能に多少のばらつきがあっても、オリジナルに忠実なプリント画像を精度良く作製する画像形成を実現することができる様になった。とりわけ、フルカラーの画像形成を行う場合に、複数種類のトナーに対し適切な帯電付与が行える様になり、オリジナルに忠実なカラー画像を形成することができる様になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、フルカラーの画像形成の様に複数種類のトナーを使用してトナー画像形成を行う画像形成方法に関する。
【００１３】
本発明者は、現像ローラより像担持体への適切なトナー供給を実現させるためには、現像ローラ表面での適切な帯電付与が行える状態を形成することが必要であると考えた。すなわち、トナーに付与された電荷が高すぎるとトナーは現像ローラ表面に強く引きつけられて像担持体への飛翔が困難になり、また、トナーに付与された電荷が低すぎるとトナーは現像ローラ表面から脱離し易くなりカブリ等の画像欠陥を起こしていた。さらに、フルカラーの画像形成では各色トナーで帯電能に差があり、画像形成に使用されるトナー全てに対して良好な帯電付与が行える様な状態を形成することを検討した。
【００１４】
そして、本発明者は現像ローラの仕事関数と画像形成に使用される全トナーの仕事関数との関係を特定することにより、画像形成に使用される全てのトナーが現像ローラ上で適切に帯電できる様になることを見出したのである。
【００１５】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１６】
本発明は、現像ローラのイオン化ポテンシャルと画像形成に使用されるトナーのイオン化ポテンシャルとが次の関係を有するものである。すなわち、現像ローラ表面におけるイオン化ポテンシャルをＩｐ（Ｒ）、画像形成に使用されるトナーのイオン化ポテンシャルをＩｐ（Ｔ）としたときに、
０≦｜Ｉｐ（Ｒ）−Ｉｐ（Ｔ）｜≦１．０
の関係を有するものである。
【００１７】
また、フルカラー画像形成の様に複数種類のトナーを用いて画像形成を行う場合、使用されるトナーの中で、イオン化ポテンシャルが最大となるトナーのイオン化ポテンシャルをＩｐ（Ｔ）ｍａｘ、イオン化ポテンシャルが最小となるトナーのイオン化ポテンシャルをＩｐ（Ｔ）ｍｉｎとしたときに、
Ｉｐ（Ｔ）ｍｉｎ≦Ｉｐ（Ｒ）≦Ｉｐ（Ｔ）ｍａｘ
の関係を有するものである。
【００１８】
上記関係を有する時、現像ローラ表面におけるトナーの帯電付与は以下の様な仕組みで行われるものと推測される。すなわち、トナーのイオン化ポテンシャルが現像ローラ表面よりも低い時は現像ローラからトナーに向かって電子が移動し、トナーの帯電量が増大するものと推測される。一方、トナーのイオン化ポテンシャルが現像ローラ表面よりも高い時はトナーから現像ローラに向かって電子が移動し、トナーの帯電量が低減するものと推測される。この様に、本発明では、各色トナーの帯電性能に応じて、トナーと現像ローラ表面間での電子の移動方向を変動させることにより、各色トナーに対し適切な帯電付与が行えるものと推測される。
【００１９】
なお、本発明でいうイオン化ポテンシャルＩｐとは、基底状態にある原子または分子から１個の電子を無限遠方に引き離し、陽イオンと自由電子とに解離させるのに必要なエネルギーのことで仕事関数とも呼ばれるものである。
【００２０】
本発明では、トナー及び現像ローラ表面のイオン化ポテンシャルが上記関係を有する様に、現像ローラ表面及びトナーのイオン化ポテンシャルを制御することが可能である。
【００２１】
現像ローラ表面のイオン化ポテンシャルを制御する方法としては、現像ローラを構成する樹脂や添加剤等の組み合わせにより制御が可能である。たとえば、樹脂や添加剤をニトロ基やハロゲン原子基等の電子受容性基を有する化合物を含有するもので処理することにより、これらのイオン化ポテンシャルを大きくすることが可能である。
【００２２】
具体的な方法の１つとして、樹脂中に以下の化合物を添加する方法が挙げられる。
（１）ジメチルナフタレン、ジブチルフタレート、ｏ−ターフェニル等の化合物
（２）クロラニル、テトラシアノエチレン、２，４，７−トリニトロフルオレノン、５，６−ジシアノベンゾキノン、テトラシアノキノジメタン、テトラクロル無水フタル酸、３，５−ジニトロ安息香酸等の電子吸引性基を有する化合物
（３）メチルパイオレット、ローダミンＢ、シアニン染料、ピリリウム塩、チアピリリウム塩等の物質
また、酸化防止剤、紫外線吸収剤、分散助剤、沈降防止剤等に使用される化合物を樹脂中に添加することも可能である。
【００２３】
また、現像ローラ表面のイオン化ポテンシャルを制御する方法の１つとして、後述するカーボンブラックを樹脂層中に添加する方法が挙げられる。カーボンブラックは、その種類や樹脂層中への添加量を調整してイオン化ポテンシャルの制御が行えるメリットを有するので好ましい。たとえば、樹脂層に多く添加すると、現像ローラ表面におけるカーボンブラックの存在確率も高まり、それだけトナーとの接触点が多くなる分、カーボンブラックへの電荷付与が促進されることになる。
【００２４】
具体的には、現像ローラ表面を構成する樹脂中にカーボンブラックを多く添加することが好ましい。たとえば、現像ローラの樹脂層を後述する図１（ｂ）に示す複数の層構成とし、最上層を形成する樹脂層中のカーボンブラック量を他の層よりも多めにする方法が挙げられる。
【００２５】
さらに、現像ローラ表面のイオン化ポテンシャルを制御する方法として、たとえば、特開２００６−３７５８号公報に記載の様に、現像ローラ表面にエステル系の滑剤と非イオン系界面活性剤を含有させる方法もある。すなわち、モノエステル系滑剤や脂肪酸エステル系滑剤等の滑剤と、エステル型非イオン系界面活性剤、ソルビタンエステル型非イオン系界面活性剤、ソルビタンエーテルエステル型非イオン系界面活性剤等の非イオン系界面活性剤とを含有させるものである。
【００２６】
次に、トナーのイオン化ポテンシャルの制御方法としては、トナーを構成する樹脂、着色剤、荷電制御剤等に代表される外添剤の種類や添加量を適度に選択する方法が挙げられる。また、トナーのイオン化ポテンシャルの厳密な制御方法としては、たとえば、特開平８−１０１５２７号公報に開示されている様なトナーを構成する全ての物質のイオン化ポテンシャルを測定し、そこからトナーのイオン化ポテンシャルを設定する方法がある。
【００２７】
トナー構成物質の１つである樹脂のイオン化ポテンシャルの制御方法としては、たとえば、以下の様な重合性単量体の種類と組成比を制御する方法が挙げられる。たとえば、樹脂を形成する際に、カルボキシル基やスルホン酸基の様な電子供与性の官能基を有する重合性単量体の組成比や、単量体中のカルボキシル基の数（価数）等を選択することにより、樹脂のイオン化ポテンシャルを制御する。
【００２８】
また、着色剤のイオン化ポテンシャルに着目する方法が上述した特開平８−１０１５２７号公報に開示されている。着色剤としては、カーボンブラックやマグネタイト等の黒色着色剤の他に、フタロシアニンブルー、キナクリドン、カーミン等のカラートナー用の着色剤が挙げられる。また、特開平７−７２６５０号公報に開示される様な着色剤への表面処理により着色剤のイオン化ポテンシャルを制御する方法もある。表面処理は、たとえば、アミノシランカップリング剤、アミノ変性シリコーンワニス、アミノ変性シリコーンゴム、チタンカップリング剤等の表面処理剤による方法や、プラズマ処理を行ってカルボキシル基を導入する方法等がある。
【００２９】
また、トナー表面に添加するいわゆる外添剤と呼ばれる物質によりトナーのイオン化ポテンシャルを制御することも可能である。外添剤として使用可能な物質には、たとえば、シリカ、以下に挙げる金属酸化物や金属塩、脂肪酸金属塩の他、窒化ケイ素等の窒化物や炭化ケイ素等の炭化物よりなるケイ素化合物無機系化合物、さらには有機系化合物が挙げられる。
（１）金属酸化物；酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化マグネシウム、酸化クロム、酸化スズ、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム等
（２）硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等
（３）ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等
外添剤は、通常、粒径が０．１〜１．５μｍの粒子であり、トナーへの添加量はトナー粒子１００質量部に対し、０．０１〜１０質量部で、好ましくは０．０５〜５質量部が用いられる。これらの外添剤を単独、あるいは、複数で併用することが好ましい。また、これらの外添剤を前述した表面処理剤で表面処理したものを使用することも可能である。
【００３０】
イオン化ポテンシャルの測定方法としては、たとえば、真空紫外吸収法、電子衝撃法、光イオン化法、光電子スペクトル法等の手法が挙げられ、一般的には、大気雰囲気中で紫外線を照射して放出される光電子スペクトルを測定する方法が広く普及している。
【００３１】
光電子スペクトル法によるイオン化ポテンシャルの測定は以下の様に行われる。先ず、スライドガラス上に現像ローラの最表面樹脂層を塗布してシート状のサンプルを作製する。これに３．４〜６．２ｅＶ（３６４〜２００ｎｍ）の紫外光をエネルギー準位の低い方から高い方に向かってスキャンする。このとき放出される光電子を計測し、その量子効率のべき乗プロットのしきい値からイオン化ポテンシャル（仕事関数）を算出する。なお、イオン化ポテンシャルを測定する測定装置としては、たとえば、理研計器（株）製の表面分析装置ＡＣ−１が挙げられる。
【００３２】
上記表面分析装置ＡＣ−１によるイオン化ポテンシャル測定時の条件を以下に示す。
【００３３】
光量設定    ５０．０ｎＷ
単位光量子  ５×１０10ｃｐｓ
計数時間    １０秒／１ポイント
なお、トナー、及び、カーボンブラックのイオン化ポテンシャルも、上記現像ローラの表面のイオン化ポテンシャルの測定方法と同様の手順でシート状のサンプルを作製し、これを上記表面分析装置により測定することにより算出が可能である。
【００３４】
最初に、本発明に係る現像ローラについて説明する。図１に示す現像ローラは、導電性を有するシャフトの周りに少なくとも１層の樹脂層を有する構成のものである。なお、本発明に使用可能な現像ローラは、図１に示す断面構造を有する現像ローラに限定されるものではない。
【００３５】
現像ローラ１０は、導電性のシャフト１１と、シャフト１１上に設けられた樹脂層１２より構成され、樹脂層１２中にカーボンブラックを含有することが可能である。樹脂層１２中にカーボンブラックを含有させることにより、現像ローラ表面でトナーを適度に帯電させることが可能である。また、樹脂層中にある程度の導電性が付与され、ローラ表面に発生した残留電荷が除去し易くなっている。これは樹脂層中のカーボンブラックを介して残留電荷が導電性シャフトよりリークされるためと推測される。
【００３６】
シャフト１１は、導電性の部材で構成され、具体的には、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼、鉄、アルミニウム、ニッケル、アルミニウム合金、ニッケル合金等の金属材料が好ましい。また、前述した金属の粉体物やカーボンブラック等の導電性材料を樹脂中に充填させた導電性樹脂も使用可能である。
【００３７】
樹脂層１２は、その表面にトナーの薄層を形成して摩擦帯電によりトナーを帯電するものである。また、樹脂層１２はシャフト１１との間に強固な接着力を発現させることが求められるもので、たとえば、樹脂−シリカハイブリッド体と呼ばれる樹脂成分とシリカ成分とを分子結合で一体化した分子構造を有する化合物等が用いられる。樹脂−シリカハイブリッド体は、ケイ素原子と酸素原子の交互結合による網目状のシリカ構造（本発明ではシリカ骨格ともいう）を有する領域と、ポリウレタン樹脂やビニル重合体樹脂からなる有機高分子の領域とから構成されるものである。
【００３８】
樹脂−シリカハイブリッド体は、エポキシ基と反応性を有する官能基を有する樹脂とエポキシ基含有アルコキシシラン部分縮合物との反応によりアルコキシ基含有シラン変性樹脂を形成し、アルコキシ基含有シラン変性樹脂を縮合反応により硬化させてシリカ構造を形成するものである。
【００３９】
樹脂層１２の厚みは、１〜３０μｍの範囲に設定することが好ましく、５〜２０μｍが特に好ましい。樹脂層の厚みは、現像ローラより樹脂層を含む断面試料を採取し、その顕微鏡写真より測定することが可能である。また、本発明に係る現像ローラは、図１（ｂ）に示す様に、樹脂層が複数層からなる多層構造のものにすることも可能である。
【００４０】
前述した様に、本発明に係る現像ローラは、樹脂層１２中にカーボンブラックを含有させることが好ましい。樹脂層１２中にカーボンブラックを含有させることにより、樹脂層にある程度の導電性が付与され、ローラ表面に発生した残留電荷が導電性シャフトにリークし易くなることが期待される。
【００４１】
現像ローラ表面のイオン化ポテンシャルＩｐ（Ｒ）は、現像ローラを構成する樹脂層に含有させるカーボンブラックにより主に制御することが可能である。すなわち、イオン化ポテンシャルＩｐが４．５以上５．０以下のカーボンブラックを樹脂層表面に存在することにより、本発明の効果がより確実に発現される。
【００４２】
樹脂層１２中のカーボンブラック含有量は、結着樹脂１００質量部に対して、１０〜５０質量部が好ましく、２０〜４０質量部がより好ましい。カーボンブラック含有量を上記範囲にすることにより、前述した様に、ローラ表面にある程度の導電性が付与されて絶縁破壊等の問題から解消される。また、カーボンブラックの添加によりローラが硬化することもないので、ローラ表面における摩耗の発生を懸念することもない。
【００４３】
この様に、上記イオン化ポテンシャルを有するカーボンブラックを樹脂層に添加した現像ローラにより、各色トナーへの帯電付与が適切に行え、良好なフルカラー画像形成を実現することが可能である。
【００４４】
本発明に係る現像ローラに使用可能なカーボンブラックは、上述したイオン化ポテンシャルを有するものであれば特に限定されるものではない。具体的なカーボンブラックの例としては、ファーネスブラック、ガスブラック、チャンネルブラック、フレームブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、プラズマブラック、ＤＥ１９５２１５６５号から公知のインバーションブラック（Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎｓｒｕｓｓ）、ＷＯ９８／４５３６１号もしくはＤＥ１９６１３７９６号に開示されているＳｉ含有カーボンブラック、ＷＯ９８／４２７７８号に開示の金属含有カーボンブラック、アーク放電ブラック（Ｌｉｃｈｂｏｇｅｎｒｕｓｓ）、及び、化学的な製造方法で副生成物として得られるカーボンブラック等が挙げられる。
【００４５】
なお、カーボンブラックのイオン化ポテンシャルを制御する方法としては、たとえば、カーボンブラック表面に酸化処理を施しカーボンブラックを高抵抗化することによりイオン化ポテンシャルを上げる方法が挙げられる。カーボンブラック表面の具体的な酸化処理方法としては、たとえば、特公平５−３１１３９号公報に開示されている過マンガン酸カリウムによる酸化処理法や、特開平３−２００１５８号公報に開示されているオゾンによる表面酸化処理法が挙げられる。この様に、カーボンブラック表面を酸化処理し、高抵抗化することにより、カーボンブラックのイオン化ポテンシャルは低減される。
【００４６】
また、カーボンブラックをアルカリ処理してｐＨを上げることにより、カーボンブラックのイオン化ポテンシャルを低減させ、逆に、酸処理を行ってｐＨを下げることにより、イオン化ポテンシャルを増大させることが可能である。すなわち、アルカリ処理によるカーボンブラック表面の第４級アンモニウム基や水酸基等の作用で、カーボンブラックのイオン化ポテンシャルが低減する。また、酸処理によるカーボンブラック表面のカルボキシル基やスルホン酸基等の作用で、カーボンブラックのイオン化ポテンシャルが増大する。
【００４７】
なお、カーボンブラックのｐＨは、試料を蒸留水で煮沸した後遠心分離し、上澄液を排除してスラッジを分離し、これを測定試料としてｐＨメーターでｐＨを測定することにより得られる。
【００４８】
以下、本発明に係る画像形成方法に使用可能な現像器（現像装置）について具体的に説明する。
【００４９】
図２は本発明に係る画像形成方法に使用可能な現像装置２０の断面図である。
【００５０】
図２に示す現像装置２０は、非磁性１成分系トナー（非磁性１成分現像剤）を用いて現像を行うことが可能である。現像装置２０は、図示しないモータにより図中反時計回り方向に回転駆動され、画像形成装置に組み込んだ状態で図示しない像担持体に接触または近接する本発明に係る現像ローラ１０と、現像ローラ１０の左側に設けられたバッファ室２２と、バッファ室２２に隣接するホッパ２３とを有する。
【００５１】
現像ローラ１０は、導電性の円柱基体と、基体の外周にシリコーンゴム等の硬度の高い物質を用いて形成した弾性層を有する。
【００５２】
バッファ室２２にはトナー規制部材であるブレード２４が現像ローラ１０に圧接させた状態で配置されている。ブレード２４は、現像ローラ１０上のトナーの帯電量及び付着量を規制するものである。また、現像ローラ１０の回転方向に対してブレード２４の下流側に、現像ローラ１０上のトナー帯電量・付着量の規制を補助するための補助ブレード２５をさらに設けることも可能である。
【００５３】
現像ローラ１０には供給ローラ２６が押圧されている。供給ローラ２６は、図示しないモータにより現像ローラ１０と同一方向（図中反時計回り方向）に回転駆動する。供給ローラ２６は、導電性の円柱基体と基体の外周にウレタンフォームなどで形成された発泡層を有する。
【００５４】
ホッパ２３には一成分現像剤であるトナーＴが収容されている。また、ホッパ２３にはトナーＴを攪拌する回転体２７が設けられている。回転体２７には、フィルム状の搬送羽根が取付けられており、回転体２７の矢印方向への回転によりトナーＴを搬送する。搬送羽根により搬送されたトナーＴは、ホッパ２３とバッファ室２２を隔てる隔壁に設けられた通路２８を介してバッファ室２２に供給される。なお、搬送羽根の形状は、回転体２７の回転に伴い羽根の回転方向前方でトナーＴを搬送しながら撓むとともに、通路２８の左側端部に到達すると真っ直ぐの状態に戻るようになっている。このように羽根はその形状を湾曲状態を経て真っ直ぐに戻るようにすることでトナーＴを通路２８に供給している。
【００５５】
また、通路２８には通路２８を閉鎖する弁２８１が設けられている。この弁はフィルム状の部材で、一端が隔壁の通路２８右側面上側に固定され、トナーＴがホッパ２３から通路２８に供給されると、トナーＴからの押圧力により右側に押されて通路２８を開けるようになっている。その結果、バッファ室２２内にトナーＴが供給される。
【００５６】
また、弁２８１の他端には規制部材２８２が取り付けられている。規制部材２８２と供給ローラ２６は、弁２８１が通路２８を閉鎖した状態でも僅かな隙間を形成する様に配置される。規制部材２８２は、バッファ室２２の底部に溜まるトナー量が過度にならないように調整するもので、現像ローラ１０から供給ローラ２６に回収されたトナーＴがバッファ室２２の底部に多量に落下しないように調整される。
【００５７】
現像装置２０では、画像形成時に現像ローラ１０が矢印方向に回転駆動するとともに供給ローラ２６の回転によりバッファ室２２のトナーが現像ローラ１０上に供給される。現像ローラ１０上に供給されたトナーＴは、ブレード２４、補助ブレード２５により帯電、薄層化された後、像担持体との対向領域に搬送され、像担持体上の静電潜像の現像に供される。現像に使用されなかったトナーは、現像ローラ１０の回転に伴ってバッファ室２２に戻り、供給ローラ２６により現像ローラ１０から掻き取られ回収される。
【００５８】
現像領域では、図示しない現像バイアス電源装置から印加される現像バイアス電圧Ｖｂと交番電圧Ｖｐｐにより形成される電界の作用により、現像ローラ１０上で薄層形成していたトナーが現像ローラ１０周面から飛翔してパウダクラウド化する。そして、静電潜像が形成されている静電潜像担持体１１上にトナー供給が行われ、静電潜像が現像されてトナー像が形成される。
【００５９】
現像ローラ１０上に形成されるトナー薄層の厚さは、例えば静電潜像担持体１１の周速を１００ｍｍ／ｓｅｃ、現像ローラ１０の周速を２００ｍｍ／ｓｅｃ、トナー規制部材２４が現像ローラ１０を押圧する押圧力を１０〜１００Ｎ／ｍとすると、１．５層程度（トナー粒子１．５個分程度）の厚みとすることができる。
【００６０】
なお、本発明に係る現像ローラを搭載可能な現像装置の構成は、図２に示すものに限定されるものではない。
【００６１】
上記現像装置が搭載可能なフルカラー画像形成装置の一例を図３に示す。なお、図３に示す画像形成装置１００は、前述の現像装置２０が搭載可能な画像形成装置の代表的なものである。図３の画像形成装置は、回転駆動される静電潜像担持体（以下、感光体ドラムともいう）１５の周囲に、感光体ドラム１５表面を所定電位に均一帯電させる帯電ブラシ１６、感光体ドラム１５上の残留トナーを除去するクリーナ１７が設けられている。
【００６２】
レーザ走査光学系１８は、帯電ブラシ１６により均一帯電された感光体ドラム１５上を走査露光し、感光体ドラム１５上に静電潜像を形成する。レーザ走査光学系１８は、レーザダイオード、ポリゴンミラー、ｆθ光学素子を内蔵し、その制御部にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック毎の印字データがホストコンピュータから転送される。そして、上記各色毎の印字データに基づいて、レーザビームが順次出力され、感光体ドラム１５上を走査露光して、各色毎の静電潜像を形成する。
【００６３】
本発明に係る現像装置２０を収納する現像装置ユニット３０は、静電潜像が形成された感光体ドラム１５に各色トナーを供給して現像を行う。現像装置ユニット３０には、支軸３３の周囲にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各非磁性１成分トナーをそれぞれ収納した４つの現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂｋが装着され、支軸３３を中心に回転して、各現像装置２０が感光体ドラム１５と対向する位置に導かれる。
【００６４】
現像装置ユニット３０は、レーザ走査光学系１８により感光体ドラム１５上に各色の静電潜像が形成される毎に、支軸３３を中心に回転し、対応する色のトナーを収容した現像装置２０を感光体ドラム１５に対向する位置に導く。そして、各現像装置２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂｋより感光体ドラム１５上に、帯電された各色トナーを順次供給して現像を行う。
【００６５】
図３の画像形成装置は、現像装置ユニット３０より感光体ドラム１５の回転方向下流側に無端状の中間転写ベルト４０が設けられ、感光体ドラム１５と同期して回転駆動する。中間転写ベルト４０は、１次転写ローラ４１により押圧された部位で感光体ドラム１５と接触し、感光体ドラム１５上に形成されたトナー画像を転写する。また、中間転写ベルト４０を支持する支持ローラ４２と対向して、２次転写ローラ４３が回転可能に設けられ、支持ローラ４２と２次転写ローラ４３との対向する部位で、中間転写ベルト４０上のトナー画像が記録紙等の記録材Ｓ上に押圧転写される。
【００６６】
なお、フルカラー現像装置ユニット３０と中間転写ベルト４０との間には、中間転写ベルト４０上の残留トナーを除去するクリーナ５０が中間転写ベルト４０に対して接離可能に設けられている。
【００６７】
記録材Ｓを中間転写ベルト４０に導く給紙手段６０は、記録材Ｓを収容する給紙トレイ６１と、給紙トレイ６１に収容した記録材Ｓを１枚ずつ給紙する給紙ローラ６２、給紙した記録材Ｓを２次転写部位に送るタイミングローラ６３より構成される。
【００６８】
トナー画像が押圧転写された記録材Ｓは、エアーサクションベルト等で構成された搬送手段６６により定着装置７０に搬送され、定着装置７０で転写されたトナー画像が記録材Ｓ上に定着される。定着後、記録材Ｓは垂直搬送路８０を搬送され、装置本体１００の上面に排出される。
【実施例】
【００６９】
以下、実施例を挙げて本発明の実施態様を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
１．現像ローラの作製
（１）現像ローラ１の作製
ウレタン樹脂「ニッポラン５１２０（日本ポリウレタン社製）」１００質量部、イオン化ポテンシャルが５．２ｅＶのカーボンブラック１  ３０質量部、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）４００質量部、及び、平均粒子径２０μｍのウレタン樹脂粒子「バーノックＣＦＢ１００（大日本インキ化学工業社製）」４０質量部とを混合分散させてなる塗布液を、直径１０ｍｍのＳＵＳ３０３製シャフトの周面に１５μｍの厚さで塗布し、１００℃の加熱処理を１時間行って樹脂層を形成し、「現像ローラ１」を作製した。現像ローラ１のイオン化ポテンシャルは５．２ｅＶであった。
（２）現像ローラ２の作製
現像ローラ１の作製で使用されるカーボンブラック１の代わりにイオン化ポテンシャルが４．９ｅＶのカーボンブラック２を使用した他は同様の手順により、「現像ローラ２」を作製した。現像ローラ２のイオン化ポテンシャルは５．０ｅＶであった。
（３）現像ローラ３の作製
現像ローラ１の作製で使用されるカーボンブラック１の代わりにイオン化ポテンシャルが５．０ｅＶのカーボンブラック３を使用した他は同様の手順により、「現像ローラ３」を作製した。現像ローラ３のイオン化ポテンシャルは４．８ｅＶであった。
（４）現像ローラ４の作製
現像ローラ１の作製で使用されるカーボンブラック１の代わりにイオン化ポテンシャルが４．５ｅＶのカーボンブラック４を使用した他は同様の手順により、「現像ローラ４」を作製した。現像ローラ４のイオン化ポテンシャルは４．５ｅＶであった。
（５）現像ローラ５の作製
現像ローラ１の作製で使用されるカーボンブラック１の代わりにイオン化ポテンシャルが４．２ｅＶのカーボンブラック５を使用した他は同様の手順により、「現像ローラ５」を作製した。現像ローラ５のイオン化ポテンシャルは４．１ｅＶであった。
（６）現像ローラ６の作製
現像ローラ１の作製で使用されるカーボンブラック１の代わりにイオン化ポテンシャルが５．１ｅＶのカーボンブラック５を使用した他は同様の手順により、「現像ローラ６」を作製した。現像ローラ６のイオン化ポテンシャルは４．８ｅＶであった。
２．トナーの作製
（１）「樹脂粒子分散液１」の作製
撹拌装置を取り付けたフラスコに、ペンタエリスリトールテトラステアリン酸エステル７２．０質量部を、スチレン１１５．１質量部、ｎ−ブチルアクリレート４２．０質量部、及び、メタクリル酸１０．９質量部からなる単量体混合液に添加し、８０℃に加温して溶解させた。
【００７０】
一方、撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けたセパラブルフラスコに、アニオン系界面活性剤（ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム：ＳＤＳ）７．０８質量部をイオン交換水２７６０質量部に溶解させた界面活性剤溶液を投入し、窒素気流下で撹拌速度２３０ｒｐｍで撹拌しながら８０℃に昇温させた。次いで、循環経路を有する機械式分散機「クレアミックス（エム・テクニック（株）製）」により、前記界面活性剤溶液（８０℃）中に前記単量体溶液（８０℃）を混合分散させ、均一な分散粒子径を有する乳化粒子（油滴）が分散された乳化液を調製した。
【００７１】
この分散液に、重合開始剤（過硫酸カリウム：ＫＰＳ）０．８４質量部をイオン交換水２００質量部に溶解させた開始剤溶液を添加し、この系を８０℃にて３時間にわたり加熱・撹拌して重合反応を行った。得られた反応溶液に、重合開始剤（ＫＰＳ）７．７３質量部をイオン交換水２４０質量部に溶解させた溶液を添加し、１５分後に温度を８０℃とした後、スチレン３８３．６質量部、ｎ−ブチルアクリレート１４０．０質量部、メタクリル酸３６．４質量部、及び、ｎ−オクチルメルカプタン１２質量部からなる混合液を１００分間かけて滴下し、この系を８０℃で６０分間にわたり加熱・撹拌させた後、この系を４０℃まで冷却することにより、ワックスを含有する樹脂粒子分散液（以下、「ラテックス（１）」という。）を作製した。
（２）「着色剤分散液Ｋ」の作製
一方、ｎ−ドデシル硫酸ナトリウム９．２質量部をイオン交換水１６０質量部に撹拌溶解した。この溶液を撹拌しながら、着色剤としてカーボンブラック「モーガルＬ」（キャボット社製）２０質量部を徐々に添加し、次いで、機械式分散機「クレアミックス」（エム・テクニック（株）製）を用いて分散処理することにより、「着色剤分散液Ｋ」を調製した。「着色剤分散液Ｋ」における着色剤粒子の粒子径を電気泳動光散乱光度計「ＥＬＳ−８００」（大塚電子社製）で測定したところ、質量平均粒子径で１２０ｎｍであった。
（３）「着色粒子１Ｋ」の作製
温度センサ、冷却管、撹拌装置（撹拌翼を２枚有し、交差角が２０°）、形状モニタリング装置を取り付けた反応容器（四つ口フラスコ）に、「樹脂粒子分散液１」１２５０質量部（固形分換算）、イオン交換水２０００質量部、「着色剤分散液１」全量を投入し、内温を２５℃に調整後、この分散液混合溶液に５モル／リットルの水酸化ナトリウム水溶液を添加してｐＨを１０．０に調整した。次いで、塩化マグネシウム・６水和物５２．６質量部をイオン交換水７２質量部に溶解した水溶液を、撹拌下２５℃にて１０分間かけて添加した。その後、直ちに昇温を開始し、この系を５分間かけて９５℃まで昇温（昇温速度１４℃／分）させた。
【００７２】
この状態で「マルチサイザー３（ベックマン・コールター社製）」にて凝集粒子の粒径を測定し、体積基準メディアン径（Ｄ５０）が６．５μｍになった時点で、塩化ナトリウム１１５質量部をイオン交換水７００質量部に溶解した水溶液を添加して粒子成長を停止させた。さらに、液温度９０℃にて８時間にわたり加熱撹拌（撹拌回転数１２０ｒｐｍ）して融着を継続させて熟成処理した後、この系を１０℃／分の条件で３０℃まで冷却し、塩酸を添加してｐＨを３．０に調整し、撹拌を停止した。
【００７３】
生成した粒子を濾過し、イオン交換水で繰り返し洗浄して遠心分離装置によって液中分級処理し、その後、フラッシュジェットドライヤを用いて乾燥処理して含水率１．０質量％の「着色粒子１Ｋ」を作製した。
（４）「着色剤分散液Ｙ」の調製
「着色剤分散液Ｋ」の調製において、カーボンブラック２０質量部に代えて顔料「Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４」２０質量部を用いたこと以外は同様の手順により、「着色剤分散液Ｙ」を調製した。「着色剤分散液Ｙ」における着色剤粒子の粒子径を電気泳動光散乱光度計「ＥＬＳ−８００」（大塚電子社製）を用いて測定したところ、質量平均粒子径で１２０ｎｍであった。
（５）「着色剤分散液Ｍ」の調製
「着色剤分散液Ｋ」の調製において、カーボンブラック２０質量部に代えてキナクリドン系マゼンタ顔料「Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２」２０質量部を用いたこと以外は同様の手順により、「着色剤分散液Ｍ」を調製した。「着色剤分散液Ｍ」における着色剤粒子の粒子径を電気泳動光散乱光度計「ＥＬＳ−８００」（大塚電子社製）を用いて測定したところ、質量平均粒子径で１２０ｎｍであった。
（６）「着色剤分散液Ｃ」の調製
「着色剤分散液Ｋ」の調製において、カーボンブラック２０質量部に代えてフタロシアニン系シアン顔料「Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３」２０質量部を用いたこと以外は同様の手順により、「着色剤分散液Ｃ」を調製した。「着色剤分散液Ｃ」における着色剤粒子の粒子径を電気泳動光散乱光度計「ＥＬＳ−８００」（大塚電子社製）を用いて測定したところ、質量平均粒子径で１２０ｎｍであった。
（７）「着色粒子１Ｙ」の作製
「着色粒子１Ｋ」の作製において、「着色剤分散液Ｋ」全量に代えて「着色剤分散液Ｙ」全量を用いた他は同様の手順により「着色粒子１Ｙ」を作製した。
（８）「着色粒子１Ｍ」の作製
「着色粒子１Ｋ」の作製において、「着色剤分散液Ｋ」全量に代えて「着色剤分散液Ｍ」全量を用いた他は同様の手順により「着色粒子１Ｍ」を作製した。
（９）「着色粒子１Ｃ」の作製
「着色粒子１Ｋ」の作製において、「着色剤分散液Ｋ」全量に代えて「着色剤分散液Ｃ」全量を用いた他は同様の手順により「着色粒子１Ｃ」を作製した。
（１０）トナーの作製
上記「着色粒子」に、数平均一次粒子径が１２ｎｍ、疎水化度が６５の疎水性シリカを０．８質量部、数平均一次粒子径が３０ｎｍ、疎水化度が５５の疎水性チタニアを０．５質量部添加し、ヘンシェルミキサーにて混合して、トナーを作製した。これらを「トナー１Ｋ、トナー１Ｙ、トナー１Ｍ、トナー１Ｃ」とした。各色トナーのイオン化ポテンシャルは、トナー１Ｋが４．８ｅＶ、トナー１Ｙが４．１ｅＶ、トナー１Ｍが３．８ｅＶ、トナー１Ｃが４．６ｅＶであった。
３．評価実験
表１に示す様に、上記トナーと前述の各現像ローラ１〜６とを組み合わせた現像装置を準備し、実施例１〜４、比較例１、２とした。
【００７４】
【表１】
2008096634.tif 000003
【００７５】
評価は、市販のカラーレーザプリンタ「Ｍａｇｉｃｏｌｏｒ  ２３００ＤＬ（コニカミノルタビジネステクノロジー（株）製）」を用い、上記現像ローラを現像装置に装填して評価を行った。評価は、常温常湿環境（２０℃、５０％ＲＨ）にて、画素率２０％（ブルー、グリーン、レッド、黒色の各色５％のフルカラーモード）でＡ４サイズにて３０００枚プリントの実写評価を行った。初期と３０００枚プリント後におけるカラーバランス、カブリ濃度、及び、３０００枚プリント後の機内状態とプリント画像から帯電性能を評価した。
【００７６】
〈カラーバランス評価（２次色評価）〉
１枚目及び３０００枚目の形成画像における２次色（レッド、ブルー、グリーン）のソリッド画像部の色を「Ｍａｃｂｅｔｈ  Ｃｏｌｏｒ−Ｅｙｅ７０００」により測定し、ＣＭＣ（２：１）色差式を用いて色差を算出した。上記２次色の中で最も色差の大きいものを選び出し、ＣＭＣ（２：１）色差式で算出された色差が、５．０以下のものを許容範囲内のものとした。なお、色差が３．０以下のものは目視でも色差に変動が見られないことが確認された。
【００７７】
〈画像カブリ〉
印字されていないプリント用紙（白紙）の濃度を２０個所、画像濃度を測定し、その平均値を白紙濃度とする。次に、無地画像の婦Ｒｎとがなされたプリント用紙の白地部分を同様に２０個所、画像濃度を測定し平均濃度を算出し、その平均濃度から前記白紙濃度を引いた値をカブリ濃度として評価した。
【００７８】
測定はマクベス反射濃度計（ＲＤ−９１８）を使用し、カブリ濃度が０．０１０以下のものを許容範囲内とした。なお、カブリ濃度が０．００６以下のものは目視でも良好な白地画像が得られることを確認した。
【００７９】
〈帯電性能〉
３０００枚のプリント作成終了後に機内のトナーこぼれとプリント画像の画像かすれを目視で評価した。評価は、
◎：帯電不良によるトナーこぼれ、画像のかすれ発生が全くなし
○：帯電不良によるトナーこぼれはないが、プリントの後端に軽微なかすれが発生したが実用上問題なし
×：帯電不良によるトナーこぼれ、画像のかすれが発生し実用上問題
とし、◎と○を合格とした。
【００８０】
結果を表２に示す。
【００８１】
【表２】
2008096634.tif 000004
【００８２】
表２に示す様に、本発明に該当する実施例１〜４では、複数種類のトナーを用いて画像形成を行った時に、全てのトナーに対して良好な帯電付与が行えることが確認された。一方、本発明外に該当する比較例１、２では、画像形成に必要な帯電量付与が困難なものもあり、本発明の効果を奏するものでないことが確認された。
【００８３】
この様に、本発明によれば画像形成に用いる全トナーに対して所定量の帯電付与が行え、イエロー、マゼンタ、シアン、黒色トナーを用いてプリント画像を作製するフルカラー画像形成で美しいプリント物が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明に係る現像ローラの断面構成の一例を示す図である。
【図２】本発明に使用可能な現像装置の断面図である。
【図３】本発明に係る画像形成方法が実施可能な画像形成装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００８５】
１０  現像ローラ
１１  シャフト
１２  樹脂層
１５  静電潜像担持体（感光ドラム）
２０  現像装置
３０  現像装置ユニット
４０  中間転写ベルト
６０  給紙手段
７０  定着装置
１００  画像形成装置
Ｓ  記録材
Ｔ  トナー
【図１】
2008096634.tif 000005
【図２】
2008096634.tif 000006
【図３】
2008096634.tif 000007