(57)【要約】【課題】カブリ、飛散などの問題を少なくし、長期間に渡って安定した現像が可能な現像方法及び画像形成方法を提供する。【解決手段】静電潜像が形成される像坦持体５と、回転自在に設けられ、複数の現像器１２を回転方向に沿って配列したまま保持し、回転位置決めすることによって１の現像器１２を選択的に像坦持体５に対置する現像ユニット１１とを備えた現像装置１２を使用する現像方法であって、現像器１２は像坦持体５に現像剤４７を付与する現像剤坦持体５５と、現像剤坦持体５５に押圧する規制部材９１とを備えており、現像剤収容部４５内の現像剤粒子における体積平均粒径を個数平均粒径で除したものＡと、規制部材９３によって押圧規制された後の現像剤坦持体５５上の現像剤粒子における体積平均粒径を個数平均粒径で除したものＢとの関係が、０．９＜Ｂ／Ａ＜１．０５となるように制御して現像を行う。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される像坦持体と、
回転軸を中心として回転自在に設けられ、複数の現像器を回転方向に沿って配列したまま保持し、前記現像器を回転位置決めすることによって前記複数の現像器のうち１の現像器を選択的に前記像坦持体に対置可能に構成された現像ユニットと、を備えた現像装置を使用して現像を行う現像方法であって、
前記現像器は、前記像坦持体に現像剤を付与して可視像化させる現像剤坦持体と、
この現像剤坦持体に現像剤を供給する現像剤供給体と、
前記現像剤供給体による現像剤の供給位置と前記像坦持体との間の現像剤搬送経路において前記現像剤坦持体に押圧し、当該現像剤坦持体によって搬送される現像剤量を規制するとともに現像剤を帯電させる規制部材と、
現像剤を収容する現像剤収容部と、を備えており、
前記現像剤収容部内の現像剤粒子における体積平均粒径［μｍ］を個数平均粒径［μｍ］で除したものＡと、前記規制部材によって押圧規制された後の前記現像剤坦持体上の現像剤粒子における体積平均粒径［μｍ］を個数平均粒径［μｍ］で除したものＢとの関係が、
【数１】
2004258438.tif 000005
となるように制御して現像を行うことを特徴とする、現像方法。
【請求項２】
請求項１において、前記規制部材によって押圧規制された後に前記現像剤坦持体上に形成される現像剤の層数を、１．５層以下に制御して現像を行うことを特徴とする、現像方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の現像方法により可視像化された像坦持体上の像を中間転写媒体に転写した後、さらに被記録媒体に転写して画像形成を行うことを特徴とする、画像形成方法。
【請求項４】
請求項３において、転写後の像坦持体に残存する不要トナーを除去するクリーナー機構を持たない画像形成装置を使用することを特徴とする、画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像方法及び画像形成方法に関し、より詳しくは、プリンタや複写機などに利用される静電潜像現像方式の画像形成において実施される現像方法及び画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現像装置を使用した現像方法として、現像剤坦持体上に現像剤としてのトナー層を形成し、これを静電潜像が形成された像坦持体としての感光体に付与することによって可視像化する方法が知られている。この方法の現像方法においては、現像剤坦持体にトナー薄層を形成するために、規制ブレードを現像剤坦持体の表面に押圧させている。この規制ブレードをトナーが通過する際にトナーの粒径による選択が起こり、トナー収容部内のトナーに比し、規制ブレードによって押圧規制された後の現像剤坦持体上のトナーの粒径が小さくなる。これは、トナー（トナー粒子の集合としてのトナー）に粒径の分布がある（すなわち、１つ１つのトナー粒子に粒径のバラツキがある）ことによる。
【０００３】
そして、現像を繰返して行うことによって、粒径の小さいものから先に消費され、次第にトナー収容部内のトナーの粒径が上昇してしまう。つまり、現像初期と経時では現像に使用されるトナーの粒径が異なってしまい、トナーの帯電性に差異（経時変化）を生じさせていた。そのため、この現像装置を搭載した画像形成装置において画像形成を行うと、初期においては比較的良好な画像形成が可能であっても、現像を繰返した経時においては、現像効率が低下してカブリ、飛散などを生じさせ良好な画像を形成することができなかった。また、画像形成時には中間転写媒体への転写効率が低下してしまうために感光体上の不要トナー（未転写トナー）を除去するためのクリーナー機構を必要とし、このクリーナー機構が画像形成装置の小型化の弊害となっていた。
【０００４】
このようなトナー分布による問題に対して、現像剤坦持体に供給するトナーの体積平均粒径の変動（すなわち、初期の体積平均粒径と変動時の体積平均粒径との比）などを規定する現像方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしこのような規定では充分ではなく、長期の使用によって画像形成に問題を生じさせていた。
【０００５】
また、このような不具合は、特に、感光体にトナーを付与して静電潜像を可視像化する現像剤坦持体と、この現像剤坦持体にトナーを供給する供給ローラがハウジングに回転可能に取り付けられ、規制ブレードによって制限されたトナー（規制ブレードを通過しなかったトナー）が、トナー坦持体が像坦持体と接触する上流部分（トナー坦持体と供給ローラとハウジングとで構成される空間部）に滞留してしまう構成の現像装置（例えば、特許文献２参照）において著しかった。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１３１９７５号公報
【特許文献２】
特開平１１−２４２３７８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題に鑑みなされたものであって、カブリ、飛散などの問題を少なくし、長期間に渡って安定した現像が可能な現像方法及び画像形成方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様に係る現像方法の発明は、静電潜像が形成される像坦持体と、回転軸を中心として回転自在に設けられ、複数の現像器を回転方向に沿って配列したまま保持し、前記現像器を回転位置決めすることによって前記複数の現像器のうち１の現像器を選択的に前記像坦持体に対置可能に構成された現像ユニットと、を備えた現像装置を使用して現像を行う現像方法であって、前記現像器は、前記像坦持体に現像剤を付与して可視像化させる現像剤坦持体と、この現像剤坦持体に現像剤を供給する現像剤供給体と、前記現像剤供給体による現像剤の供給位置と前記像坦持体との間の現像剤搬送経路において前記現像剤坦持体に押圧し、当該現像剤坦持体によって搬送される現像剤量を規制するとともに現像剤を帯電させる規制部材と、現像剤を収容する現像剤収容部と、を備えており、前記現像剤収容部内の現像剤粒子における体積平均粒径［μｍ］を個数平均粒径［μｍ］で除したものＡと、前記規制部材によって押圧規制された後の前記現像剤坦持体上の現像剤粒子における体積平均粒径［μｍ］を個数平均粒径［μｍ］で除したものＢとの関係が、
【０００９】
【数２】
2004258438.tif 000003
となるように制御して現像を行うことを特徴とする。
【００１０】
現像剤の粒子径の分布に相当する体積平均粒子径／個数平均粒子径において、規制部材により押圧規制される前（すなわち、現像剤収容部内）における現像剤粒子の体積平均粒径［μｍ］を個数平均粒径［μｍ］で除したものＡと、規制部材によって押圧規制された後の現像剤坦持体上の現像剤粒子の体積平均粒径［μｍ］を個数平均粒径［μｍ］で除したものＢとの関係を、０．９＜Ｂ／Ａ＜１．０５となるように制御することにより、現像剤の粒径に基づく選択搬送が抑制され、現像剤のうち粒径の小さいものから先に消費されるということが無く、常に一定の平均粒径を有する現像剤を用いて現像を行うことができる。すなわち、連続複写後の現像剤の平均粒径と、初期の現像剤の平均粒径がほとんど変化しないため、後述する実施例に示すように初期と経時において一定した現像が可能であり、画像形成に経時変化を生じさせることがない。従って、長期間に渡って安定した現像が可能である。
【００１１】
また、平均粒径の制御を、前記現像ユニットが回転する構成の現像装置において実施することにより、現像に使用される現像剤の粒径分布が均一化されて帯電性が均一化される。これにより現像剤性能が一層良好となって、カブリ、飛散、転写ちり、経時変化、環境劣化などの問題を確実に解消できる。
【００１２】
また、規制部材によって制限された現像剤（すなわち、規制部材を通過しなかった現像剤）は、現像ユニットが回転することにより現像剤収容部内の他の多くの現像剤と混ざり合い、再び現像剤供給体に向けて移送される、いわゆる循環経路を経る。従って、この制限された現像剤が滞留することなく循環するため、滞留現像剤を生じさせることが無く、滞留現像剤による不具合を生じさせる虞がない。
【００１３】
また、本発明の第２の態様に係る現像方法の発明は、前記第１の態様において、前記規制部材によって押圧規制された後に前記現像剤坦持体上に形成される現像剤の層数を、１．５層以下に制御して現像を行うことを特徴とする。
【００１４】
この特徴によれば、規制部材により押圧規制される前（すなわち、現像剤収容部内）における現像剤粒子の体積平均粒径を個数平均粒径で除したものＡと、規制部材によって押圧規制された後の現像剤坦持体上の現像剤粒子の体積平均粒径を個数平均粒径で除したものＢとの関係を制御することを容易、かつ確実に行うことができる。
【００１５】
また、現像剤層を１．５層以下とすることにより現像剤粒子の個々の帯電性が向上し、現像効率、転写効率が向上してカブリ、飛散、転写ちり、経時変化、環境劣化などの問題を確実に解消できる。
【００１６】
また、本発明の第３の態様に係る画像形成方法の発明は、前記第１の態様または前記第２の態様に記載の現像方法により可視像化された像坦持体上の像を中間転写媒体に転写した後、さらに被記録媒体に転写して画像形成を行うことを特徴とする。
【００１７】
この特徴によれば、第１の態様または第２の態様に記載の現像方法により現像剤性能が良好な状態で画像形成を行うことができるので、カブリ、飛散、転写ちりなどの問題を回避できるとともに、転写効率が高まる。
【００１８】
また、本発明の第４の態様に係る画像形成方法の発明は、前記第３の態様において、転写後の像坦持体に残存する不要トナーを除去するクリーナー機構を持たない画像形成装置を使用することを特徴とする。
【００１９】
本発明の画像形成方法では、転写効率が向上するため、転写後の像坦持体に残存する不要トナー（未転写トナー）を除去するクリーナー機構を省略することができる。すなわち、クリーナー機構を具備しないクリーナーレスの画像形成装置においても画像形成が可能であり、画像形成装置の小型化・簡素化が実現できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の現像方法は、静電潜像が形成される像坦持体と、回転軸を中心として回転自在に設けられ、複数の現像器を回転方向に沿って配列したまま保持し、前記現像器を回転位置決めすることによって前記複数の現像器のうち１の現像器を選択的に前記像坦持体に対置可能に構成された現像ユニットと、を備えた現像装置を使用して現像を行う現像方法であって、前記現像器は、前記像坦持体に現像剤を付与して可視像化させる現像剤坦持体と、この現像剤坦持体に現像剤を供給する現像剤供給体と、前記現像剤供給体による現像剤の供給位置と前記像坦持体との間の現像剤搬送経路において前記現像剤坦持体に押圧し、当該現像剤坦持体によって搬送される現像剤量を規制するとともに現像剤を帯電させる規制部材と、現像剤を収容する現像剤収容部と、この現像剤収容部内に設けられ、現像剤を前記現像剤供給体に向けて移送する移送手段と、を備えており、前記現像剤収容部内の現像剤粒子における体積平均粒径［μｍ］を個数平均粒径［μｍ］で除したものＡと、前記規制部材によって押圧規制された後の前記現像剤坦持体上の現像剤粒子における体積平均粒径［μｍ］を個数平均粒径［μｍ］で除したものＢとの関係が、
【００２１】
【数３】
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となるように制御することにより実施される。
【００２２】
本発明の現像方法において使用される「現像剤」の一例であるトナーは、例えば、一成分非磁性トナーであり、公知のものを使用できる。ここに、本発明に使用できる一成分非磁性トナー及びトナーの円形度、粒径等を制御するための要素について説明する。
【００２３】
本発明に使用できるトナー粒子は、通常のトナー粒子と同様に３〜１２μｍ程度の平均粒径を有するものを使用できる。トナー粒子の平均粒径が上記範囲であると細かな静電潜像にもトナー粒子で正確に現像し、写真画像や細線を正確に再現することができるとともに、帯電性や搬送量の制御が容易である。また、体積平均粒径と個数平均粒径との関係は、１．０≦体積平均粒径／個数平均粒径≦１．４程度であることが好ましい。トナー粒子の体積平均粒径と個数平均粒径との関係が上記範囲であると、細線再現性が良く、良好な画像形成が可能である。
【００２４】
＜トナー母粒子＞
トナー母粒子の結着樹脂の種類、特に樹脂中の極性官能基は、トナー母粒子の帯電特性に影響を与える。結着樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、スチレン−アクリル系共重合体、ポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、クロロポリスチレン、スチレン−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−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、エポキシ樹脂、ウレタン変成エポキシ樹脂、シリコーン変成エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン変成マレイン酸樹脂、フェニール樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、テルペン樹脂、フェノール樹脂、ウレタン／ウレア樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂等を挙げることができる。
【００２５】
トナー母粒子の形状としては、球形で均一な表面構造に近い方が好ましく、個々の母粒子間で大きさや形状のばらつきが少ないことが好ましい。トナー母粒子の円形度（球状化係数）は、０．９１以上とすることが好ましく、転写効率を向上させることができるが、逆極性トナーを生じさせないためには、円形度が０．９５以上になるように調節することが好ましい。
【００２６】
トナー母粒子は、粉砕法や重合法により製造できる。粉砕法トナーは、結着樹脂に顔料、離型剤、荷電制御剤をヘンシェルミキサーで均一に混合した後、２軸押出し機で溶融、混練し、冷却後に粗粉砕−微粉砕工程を経て、分級処理し、さらに流動性改良剤を加えて作られる。粉砕法トナーの円形度を調節するためには、球形化処理を行うとよい。粉砕工程で、比較的丸い球状に粉砕可能な装置、例えば機械的粉砕機として知られるターボミル（川崎重工株式会社製）を使用すれば、円形度が０．９３まで可能となり、さらに、粉砕したトナーを市販の熱風球形化装置「サーフージングシステムＳＦＳ−３型」（日本ニューマチック工業株式会社製）を使用すれば円形度が１．００まで可能となる。
【００２７】
また、重合法トナーを作成する方法としては、懸濁重合法、乳化重合法等が挙げられる。懸濁重合法では、重合性単量体、着色顔料及び離型剤を必要により加え、さらに、染料、重合開始剤、架橋剤、荷電制御剤、その他の添加剤を添加した混合物を溶解または分散させた単量体組成物を、懸濁安定剤（水溶性高分子、難水溶性無機物質）を含む水相中に撹拌しながら添加して造粒し、重合させて所望の粒子サイズの着色重合トナー粒子を形成することができる。
【００２８】
重合法トナーの円形度の調節は、乳化重合法では、２次粒子の凝集過程で温度と時間とを制御することで円形度を自由に変えることが可能であり、その範囲は０．９４〜１．００である。一方、懸濁重合法では、真球のトナーが製造可能であるため、円形度は０．９８〜１．００の範囲となる。また円形度を調節するためにトナーのガラス転移温度Ｔｇ以上で加熱変形させることで、円形度を０．９４〜０．９８まで自由に調節することが可能となる。
【００２９】
また、粉砕法トナー、重合法トナーのいずれにおいても、ガラス転移温度は、５０〜１００℃、好ましくは５５〜９０℃の範囲で、また、フロー軟化温度は７０〜１４０℃、好ましくは７５〜１３０℃の範囲で設定することができる。
【００３０】
トナー母粒子には、結着樹脂のほかに、公知の着色剤や荷電制御剤を加えることができる。荷電制御剤としては、摩擦帯電により正または負の荷電を与え得るものであれば、特に限定されず有機あるいは無機の各種のものを用いることができる。
【００３１】
正荷電制御剤としては、例えば、ニグロシンベースＥＸ、第４級アンモニウム塩Ｐ−５１、ニグロシン  ボントロンＮ−０１（以上、商品名：オリエント化学工業社製）、スーダンチーフシュバルツＢＢ（ソルベントブラック３：Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．２６１５０）、フェットシュバルツＨＢＮ（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．２６１５０）、ブリリアントスピリッツシュバルツＴＮ（商品名：ファルベン・ファブリッケン・バイヤ社製）、ザボンシュバルツＸ（商品名：ファルベルケ・ヘキスト社製）、さらにアルコキシ化アミン、アルキルアミド、モリブデン酸キレート顔料などが挙げられる。
【００３２】
また、負荷電制御剤としては、例えば、オイルブラック（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．２６１５０）、オイルブラックＢＹ（商品名：オリエント化学工業社製）、ボントロンＳ−２２（商品名：オリエント化学工業社製）、サリチル酸金属錯体Ｅ−８１（商品名：オリエント化学工業社製）、チオインジゴ系顔料、銅フタロシアニンのスルホニルアミン誘導体、スピロンブラックＴＲＨ（商品名：保土谷化学工業社製）、ボントロンＳ−３４（商品名：オリエント化学工業社製）、ニグロシンＳ０（商品名：オリエント化学工業社製）、セレスシュバルツ（Ｒ）Ｇ（商品名：フアルベン・ファブリケン・バイヤ社製）、クロモーゲンシュバルツＥＴ００（Ｃ．Ｉ．Ｎｏ．１４６４５）、アゾオイルブラック（Ｒ）（商品名：ナショナル・アニリン社製）などが挙げられる。これらの荷電制御剤は、単独であるいは複数種組合せて使用することができるが、結着樹脂に添加する荷電制御剤の添加量は、結着樹脂１００重量部に対して０．００１〜５重量部（好ましくは０．００１〜３重量部の範囲）で調節できる。
【００３３】
＜外添剤＞
外添剤も、トナーの帯電特性を制御する上で重要な要素である。外添剤としては、有機系微粉末または無機系微粉末を用いることができる。有機系微粉末としては、例えばフッ素系樹脂粉末（すなわちフッ化ビリニデン微粉末、ポリテトラフルオロエチレン微粉末など）や、アクリル樹脂系微粉末、脂肪酸金属塩（すなわちステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸鉛など）等を挙げることができる。また、無機系微粉末としては、例えば、金属酸化物（すなわち酸化鉄、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛など）、微粉末シリカ（すなわち、湿式製法シリカや乾式製法シリカなど）、これらのシリカにシランカップリング剤、チタンカップリング剤、シリコンオイルなどにより表面処理を施した表面処理シリカなどが挙げられる。これらは１種あるいは２種以上を混合して用いることができる。
【００３４】
＜現像ローラ＞
「現像剤坦持体」の一例である現像ローラとしては、例えば直径１６〜２４ｍｍ程度の金属製パイプの表面をめっきやブラスト処理したローラ、あるいは中心軸周面にＮＢＲ、ＳＢＲ、ＥＰＤＭ、ウレタンゴム、シリコンゴム等からなる体積抵抗値１０４〜１０８Ω・ｃｍ、硬度が４０〜７０°（アスカーＡ硬度）の導電性弾性体層が形成されたものが使用できる。現像ローラには、パイプのシャフトや中心軸を介して現像バイアス電圧が印加できるように構成される。現像ローラの材質や処理方法、弾性体層の体積抵抗値、硬度などを選択することにより、トナー粒子の帯電量を調整できる。
【００３５】
＜規制ブレード、規制条件等＞
「規制部材」の一例である規制ブレードによる規制条件としては、トナー収容部内のトナー粒子における体積平均粒径［μｍ］を個数平均粒径［μｍ］で除したものＡと、規制ブレードにより押圧規制された後の現像ローラ上のトナー粒子における体積平均粒径［μｍ］を個数平均粒径［μｍ］で除したものＢとの関係が０．９＜Ｂ／Ａ＜１．０５となるように制御することが好ましい。
【００３６】
規制ブレードとしては、例えばＳＵＳ、リン青銅、ゴム板、金属薄板にゴムチップを貼り合わせたもの等を使用することができる。トナー接触面における仕事関数としては、４．８〜５．４ｅＶとすることが好ましく、トナー表面の仕事関数より小さくすることが好ましい。
【００３７】
規制条件としての押圧力としては、他の条件にもよるが、薄層規制を行うように設定することが好ましい。すなわち、規制状態において現像ローラ表面でトナーの層数が１〜２層程度、好ましくは１〜１．５層程度となる押圧力で規制する薄層規制により、トナー粒子１つ１つを均一に帯電させることが可能になり、帯電量を制御し易くなる。従って、規制ブレードは、現像ローラにスプリング等の付勢手段により、あるいは弾性体としての反発力を利用して線圧２５〜５０ｇｆ／ｃｍで押圧することが好ましい。
【００３８】
規制ブレード通過時のトナー搬送量としては、他の条件にもよるが、０．２ｍｇ／ｃｍ２〜０．６ｍｇ／ｃｍ２程度に設定することが好ましい。トナー搬送量は、トナー粒子の粒径に応じて選択することが好ましく、例えば、トナー粒径が５μｍのときは０．２５ｍｇ／ｃｍ２程度、トナー粒径が７μｍのときは０．３５ｍｇ／ｃｍ２程度の搬送量に調節することが好ましい。
【００３９】
以下、図面に基づき本発明の現像方法および画像形成方法に使用可能な現像装置及び画像形成装置について説明する。
【００４０】
図１はサイクルタイプの画像形成装置の全体構成を示す模式的な断面図であり、図２はロータリー現像ユニットの部分拡大図である。この画像形成装置１には、装置本体３内に「像坦持体」の一例である感光体５が矢印７方向に回転自在に設けられている。この感光体５の周囲には、回転方向７に沿って、帯電手段である帯電器９、及び現像手段であるロータリー現像ユニット１１が配設されている。帯電器９は、帯電バイアス回路（図示せず）から帯電バイアスが印可されており、感光体５の外周面を均一に帯電させることができる。
【００４１】
ロータリー現像ユニット１１の下方には露光ユニット１５設けられ、この露光ユニット１５からは帯電器９によって帯電された感光体５の外周面に向けて、画像形成指令を画像転換して得られる画像データに応じてレーザ光Ｌが照射され、感光体５上に画像形成指令に対応する静電潜像を形成する。
【００４２】
このように感光体５上に形成された静電潜像は、ロータリー現像ユニット１１によってトナー現像されることにより可視像化される。本実施形態に係るロータリー現像ユニット１１は、イエロー用の現像器１２Ｙ、シアン用の現像器１２Ｃ、マゼンタ用の現像器１２Ｍ、及びブラック用の現像器１２Ｋが回転軸３１を中心として回転自在に設けられている。これらの現像器１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋは、図１に示す如く、ロータリー現像ユニット１１の回転方向に沿って配列され、その回転方向で位置決めされることにより、感光体５に選択的に対置するように構成されている。そして、この感光体５に対置した状態でトナーを感光体５に供給する。そして、感光体５上の静電潜像が選択されたトナー色によりトナー像が形成されて可視像化（顕像化）される。図１ではイエロー用の現像器１２Ｙが感光体５に対置して感光体５にトナーを供給している状態を示している。
【００４３】
ロータリー現像ユニット１１の上方には、転写ユニット１９が設けられている。この転写ユニット１９は、複数のローラに掛け渡された中間転写ベルト２１と、中間転写ベルト２１を回転駆動させる駆動部（図示せず）とを備えている。ロータリー現像ユニット１１で現像されたトナー像は、一次転写領域１７で中間転写ベルト上に一次転写される。
【００４４】
カラー画像を用紙Ｐに転写する場合には、感光体５上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト２１上に重ね合わせてカラー像を形成し、二次転写領域２３においてカセット２５から供給された用紙Ｐ上にカラー画像を二次転写する。このようにしてカラー画像が形成された用紙Ｐは、定着ユニット２７を経由して装置本体３の上部に設けられた排出トレイ２９上に搬送される。なお、この画像形成装置１は、感光体５上の不要トナー（未転写トナー）を除去するためのクリーナー機構を備えていない、いわゆるクリーナーレスの画像形成装置である。
【００４５】
次に、画像形成装置１に装備されたロータリー現像ユニット１１の構成及びその動作について説明する。図２は、ロータリー現像ユニット１１の部分拡大図であり、ロータリー現像ユニット１１の現像器を示している。
【００４６】
ロータリー現像ユニット１１は、その中心に回転軸３１を有し、この回転軸３１の周囲には互いに９０度の角度の間隔で形成された４つのフレーム３５が回転軸３１に固定されて設けられている。各フレーム３５の間には上述した４色の現像器１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ及び１２Ｋが収納され、図示しない固定手段によってフレーム３５に固定されている。
【００４７】
回転軸３１には、駆動部（図示せず）がクラッチを介して接続されており、この駆動部を駆動することによりフレーム３５を回転させ、４つの現像器１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋのうち、いずれか１つの現像器１２を選択的に感光体５と対向する現像位置に位置決めできるように構成されている。
【００４８】
このフレーム３５に保持される現像器１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋは、いずれも同一の構成を有しているので、ここでは、色の別なく現像器１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｋを総称して現像器１２として、説明する。
【００４９】
現像器１２のハウジング４３内には、トナーを収容するためのトナー収容部４５が構成されている。ハウジング４３は、図２に示す姿勢において上部を構成する第１ハウジング４１と、下部を構成する第２ハウジング４２から構成されている。
【００５０】
トナー収容部４５には、表面がウレタンスポンジで構成された「現像剤供給体」の一例である供給ローラ５３が配置されている。この供給ローラ５３の外側には、「現像剤坦持体」の一例である現像ローラ５５が供給ローラ５３に接触して設けられている。供給ローラ５３がその外周面にトナー４７を坦持した状態で図２の矢印方向に回転することにより、現像ローラ５５はトナー４７を受け取りながら供給ローラ５３より低速で図２の矢印方向に回転する。本実施形態では、供給ローラ５３は現像ローラ５５の約１．５倍の速度で回転するように構成されている。なお、供給ローラ５３及び現像ローラ５５には帯電バイアスが印可され、帯電状態となっている。現像ローラ５５は感光体５と接触しながら回転し、現像位置３９においてトナー４７を感光体５に付与する。
【００５１】
供給ローラ５３と現像ローラ５５との接触点３８（すなわち、供給ローラ５３から現像ローラ５５にトナー４７を供給する位置）と現像位置３９との間のトナー搬送経路において、図示の如く、現像ローラ５５の下側から規制ブレード９１が現像ローラ５５に押圧して設けられている。規制ブレード９１は、板バネ部材８９の先端部に取り付けられ、板バネ部材８９自身のバネ復帰作用と、板バネ部材８９を介してブレード押圧部９１の反対側に設けられたバックアップスポンジ９３の弾性復帰作用により、常時現像ローラ５５の周面に対してその長手方向に亘って、上述したような一定圧で押圧されている。この規制ブレード９１は、現像ローラ５５の周面に付着したトナー４７のうち余分なものを掻き落として一定量のトナー４７が現像ローラ５５の周面に担持されるようにしている。
【００５２】
そして、トナー収容部４５内のトナー粒子における体積平均粒径［μｍ］を個数平均粒径［μｍ］で除したものＡと、規制ブレード９１により押圧規制された後の現像ローラ５５上のトナー粒子における体積平均粒径［μｍ］を個数平均粒径［μｍ］で除したものＢとの関係が０．９＜Ｂ／Ａ＜１．０５となるように制御している。
【００５３】
また、押圧規制時に、規制ブレード９１との摩擦によってトナー４７を適切に帯電させる機能をも有する。このようにして現像ローラ５５に対して所定極性に帯電されたトナー４７が供給され、感光体５上の静電潜像を現像ローラ５５上のトナー４７によって現像する。
【００５４】
従って、この規制ブレード９１による押圧力や、現像ローラ５５および規制ブレード９１の材質を変えることによって、トナー収容部４５内のトナー粒子における体積平均粒径［μｍ］を個数平均粒径［μｍ］で除したものＡと、規制ブレード９１により押圧規制された後の現像ローラ５５上のトナー粒子における体積平均粒径［μｍ］を個数平均粒径［μｍ］で除したものＢとの関係、及び帯電量などの制御が可能である。
【００５５】
本実施形態においては、このように構成された規制ブレード９１によって現像ローラ５５の表面に形成されるトナー層の厚みが最終的にトナー粒子の１．５層程度となるように規制される。すなわち、規制ブレード９１は、現像ローラ５５の周面に付着したトナーのうち余分なものを掻き落として一定量のトナー４７が現像ローラ５５の周面に担持されるようにしている。従って、現像ローラ５５の長手方向でのトナー４７の厚みを均一とするため、規制ブレード９１が現像ローラ５５の周面に対してその長手方向に亘って常に一定圧で押圧することが重要である。また、規制ブレード９１は、板バネ部材８９を介して支持フレーム７５に固着されている。
【００５６】
また、規制ブレード９１によって掻き落とされたトナーは、供給ローラ５３と第２ハウジング４２との間に滞留するが、後述するようにロータリー現像ユニット１１が回転することにより排出され、トナー収容部４５内のトナー４７と混ざり合う。すなわち、規制ブレード９１によって制限されたトナー（余分なトナー）は、ある箇所に留まることなくトナー収容部４５に戻されてトナー収容部４５内の他の多くのトナー４７と混ざり合い、再び供給ローラ５３によって供給されるように循環される。
【００５７】
現像ローラ５５の上方には、トナー収納部４５から外部へのトナー４７の飛散防止手段が構成されている。図２に示す如く現像ローラ５５の上方には、支持フレーム７５に対して飛散防止シール部材５８が固着されており、この飛散防止シール部材５８の他端側は、第２ハウジング部材４２に固定されているバックアップスポンジ５９によって現像ローラ５５側へ押し付けられている。これにより現像ローラ５５と支持フレーム７５との間からのトナー４７の外部への飛散を防止している。
【００５８】
またローラ支持フレーム７５にはシール部材６１が貼付されており、このシール部材１２１が第２ハウジング部材４２との間の隙間を塞いでおり、これによりバックアップスポンジ５９を通過したトナー４７の外部への飛散を防止している。
【００５９】
次に、ロータリー現像ユニット１１が回転した際における、各現像器１２のトナー収容部４５に収容されたトナー４７の動きについて説明する。ここで、図３は、現像器１２Ｃと現像器１２Ｋとに注目して、ロータリー現像ユニット１１が（ａ）に示す状態から（ｂ）に示す状態に回転したときの各現像器１２Ｃ、１２Ｋ内のトナー４７の動きを示すものである。
【００６０】
図３（ａ）において、現像器１２Ｋ内のトナー４７Ｋは第２ハウジング４２側に位置し、その後図３（ｂ）に示す位置までロータリー現像ユニット１１が回転すると、現像カートリッジ１２Ｋ内のトナー４７Ｋは第１ハウジング４１側へ落下するように移動する。そのとき規制ブレード９１によって制限され、供給ローラ５３と第２ハウジング４２との間に滞留していたトナー４７Ｋは排出されて第１ハウジング４１側に落下するように移動し、他の多くのトナー４７Ｋに混入される。すなわち、規制ブレード９１によって規制されたトナーは、ある箇所に留まることなくトナー収容部４５に戻されてトナー収容部４５内のトナー４７Ｋと混ざり合い、再び供給ローラ５３によって供給される。
【００６１】
【実施例】
次に、実施例、比較例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに制約されるものではない。
【００６２】
ここで、以下の実施例、比較例におけるトナー粒子の粒径測定は、コールターカウンターであるベックマンコールターマルチサイザーＩＩＩ（ベックマンコールター社製）を用い、以下の操作手順によって行った。
【００６３】
サンプル液の作製：
（１）測定対象トナー約５ｍｇを１００ｍｌビーカーに入れる。
（２）ＮＰ−１０希釈液をトナー全体が濡れる程度に加える。
（３）さらに、純水５０ｍｌを加える。
（４）超音波分散器に上記ビーカーを入れ、３０秒間分散させ、サンプル液を作製する。
【００６４】
測定：
（５）電解液としてのアイソトンＩＩに作製したサンプル液を加え、濃度が５〜１０％となるように調整する。
（６）この（５）の調整時にアパチャーとして径１００μｍを用いる。
（７）スターラーを回転させ、測定を開始する。
（８）測定チャンネルとしては、２．０μｍ〜６０μｍのものを対象として、３３チャンネルで行う。
（９）体積平均粒径と個数平均粒径は、２．０μｍ〜６０μｍのもののデータを計算した。
【００６５】
実施例１
乳化会合重合により作製した母粒子に、大粒径シリカ（日本アエロジル社製；ＲＸ５０）０．７重量％、小粒径シリカ（日本アエロジル社製；ＲＸ３００）１．０重量％、チタン（チタン工業社製；ＳＴＴ３０Ｓ）０．５重量％を加え、小型攪拌器で回転数２０００ｒｐｍ、処理時間２分の処理を行った。
【００６６】
以上のようにして体積平均粒径８．２６８μｍ、個数平均粒径６．８６６μｍ、体積平均粒径（８．２６８μｍ）を個数平均粒径（６．８６６μｍ）で除したものＡ＝１．２０４のトナーを作製した。
【００６７】
そして、同トナーを図１と同様の画像形成装置（サイクルタイプ）に投入し、規制ブレード通過時の搬送量を０．３５７ｍｇ／ｃｍ２となるように押圧力を調整し、規制ブレードにより押圧規制された後の現像ローラ上のトナー層数を約１．５層とした。なお、トナー層数は、光学顕微鏡で観察して確認した。
【００６８】
この規制ブレードにより押圧規制された後の現像ローラ上のトナーを捕集してその粒径を測定した結果、体積平均粒径７．５６７μｍ、個数平均粒径６．３８１μｍ、体積平均粒径（７．５６７μｍ）を個数平均粒径（６．３８１μｍ）で除したものＢ＝１．１８６であった。これより、Ｂ／Ａ＝０．９８５であった。
【００６９】
次に、この画像形成装置（サイクルタイプ）を用い、非接触にて、直流成分としてＶｄｃ＝３００Ｖに交流成分としてＶｐｐ１．３Ｋｖを重畳して感光体にトナー像形成（印字）を行った結果、現像効率９０％以上で、カブリトナー及び飛散がほとんど発生しない画像形成が可能であった。また、画像形成を行ったところ、感光体から中間転写媒体への１次転写効率が９９．９％以上であり、不要トナーの削減とクリーナーレス画像形成装置による画像形成（クリーナーレスプロセス）を実現することができた。また、耐久画像形成（耐久印字）を行っても、長期間に渡って画像劣化が無く、トナー使用可能量の最後まで良好な画像形成が実現できた。
【００７０】
比較例１
実施例１と同じトナーを用い、このトナーをトナー非循環型画像形成装置（規制ブレードが現像ローラの上側から当接したもの）に投入し、規制ブレードにより押圧規制された後の現像ローラ上のトナーを捕集してその粒径を測定した結果、体積平均粒径６．１２３μｍ、個数平均粒径５．９０２μｍであり、体積平均粒径（６．１２３μｍ）を個数平均粒径（５．９０２μｍ）で除したものＢ＝１．０３７であった。これより、Ｂ／Ａ＝０．８６１であった。
【００７１】
次に、同様の画像形成装置を用い、非接触にて、直流成分としてＶｄｃ＝３００Ｖに交流成分としてＶｐｐ１．３Ｋｖを重畳して感光体にトナー像形成（印字）を行った結果、現像効率９０％以上で、カブリトナー及び飛散がほとんど発生しない画像形成が可能であった。しかし、耐久画像形成（耐久印字）を行うと徐々に画像劣化が生じ、安定な画像を形成することができなかった。
【００７２】
実施例２
樹脂としてポリエステル８９重量部、帯電抑制剤としてサルチル酸亜鉛３重量部、ワックスとしてポリプロピレン５重量部、顔料として銅フタロシアニン３重量部より、混練粉砕法によって母粒子を作製した。
【００７３】
この混練粉砕法により作製した母粒子に、大粒径シリカ（日本アエロジル社製；ＲＸ５０）１．０重量％、小粒径シリカ（日本アエロジル社製；ＲＸ３００）１．５重量％、チタン（チタン工業社製；ＳＴＴ３０Ｓ）０．７重量％を加え、小型攪拌器で回転数２０００ｒｐｍ、処理時間２分の処理を行った。
【００７４】
さらに、混練、粗粉砕後、粉砕機と分級機により、体積平均粒径８．４２６μｍ、個数平均粒径６．４３０μｍ、体積平均粒径（８．４２６μｍ）を個数平均粒径（６．４３０μｍ）で除したものＡ＝１．３１０のトナーを作製した。
【００７５】
そして、同トナーを図１と同様の画像形成装置（サイクルタイプ）に投入し、規制ブレード通過時の搬送量を０．３９５ｍｇ／ｃｍ２となるように押圧力を調整し、規制ブレードにより押圧規制された後の現像ローラ上のトナー層数を約１．５層とした。なお、トナー層数は、光学顕微鏡で観察して確認した。
【００７６】
この規制ブレードにより押圧規制された後の現像ローラ上のトナーを捕集してその粒径を測定した結果、体積平均粒径７．９３４μｍ、個数平均粒径６．５０３μｍ、体積平均粒径（７．９３４μｍ）を個数平均粒径（６．５０３μｍ）で除したものＢ＝１．２２０であった。これより、Ｂ／Ａ＝０．９３１であった。
【００７７】
次に、この画像形成装置（サイクルタイプ）を用い、非接触にて、直流成分としてＶｄｃ＝３００Ｖに交流成分としてＶｐｐ１．３Ｋｖを重畳して感光体にトナー像形成（印字）を行った結果、現像効率９０％以上で、カブリトナー及び飛散がほとんど発生しない画像形成が可能であった。また、画像形成を行ったところ、感光体から中間転写媒体への１次転写効率が９９．９％以上であり、不要トナーの削減とクリーナーレス画像形成装置による画像形成（クリーナーレスプロセス）を実現することができた。また、耐久画像形成（耐久印字）を行っても、長期間に渡って画像劣化が無く、トナー使用可能量の最後まで良好な画像形成が実現できた。
【００７８】
比較例２
実施例２と同じトナーを用い、このトナーをトナー非循環型画像形成装置（規制ブレードが現像ローラの上側から当接したもの）に投入し、規制ブレードにより押圧規制された後の現像ローラ上のトナーを捕集してその粒径を測定した結果、体積平均粒径５．９４８μｍ、個数平均粒径５．４５７μｍであり、体積平均粒径（５．９４８μｍ）を個数平均粒径（５．４５７μｍ）で除したものＢ＝１．０９であった。これより、Ｂ／Ａ＝０．８３２であった。
【００７９】
次に、同様の画像形成装置を用い、非接触にて、直流成分としてＶｄｃ＝３００Ｖに交流成分としてＶｐｐ１．３Ｋｖを重畳して感光体にトナー像形成（印字）を行った結果、現像効率９０％以上で、カブリトナー及び飛散がほとんど発生しない画像形成が可能であった。しかし、耐久画像形成（耐久印字）を行うと徐々に画像劣化が生じ、安定な画像を形成することができなかった。
【００８０】
実施例３
乳化会合重合により作製した母粒子に、大粒径シリカ（日本アエロジル社製；ＲＸ５０）０．９８重量％、小粒径シリカ（日本アエロジル社製；ＲＸ３００）１．４重量％、チタン（チタン工業社製；ＳＴＴ３０Ｓ）０．７重量％を加え、小型攪拌器で回転数２０００ｒｐｍ、処理時間２分の処理を行った。
【００８１】
以上のようにして体積平均粒径４．９２６μｍ、個数平均粒径４．３６２μｍ、体積平均粒径（４．９２６μｍ）を個数平均粒径（４．３６２μｍ）で除したものＡ＝１．１２９のトナーを作製した。
【００８２】
そして、同トナーを図１と同様の画像形成装置（サイクルタイプ）に投入し、規制ブレード通過時の搬送量を０．２８５ｍｇ／ｃｍ２となるように押圧力を調整し、規制ブレードにより押圧規制された後の現像ローラ上のトナー層数を約１．５層とした。なお、トナー層数は、光学顕微鏡で観察して確認した。
【００８３】
この規制ブレードにより押圧規制された後の現像ローラ上のトナーを捕集してその粒径を測定した結果、体積平均粒径４．４９３μｍ、個数平均粒径４．０６５μｍ、体積平均粒径（４．４９３μｍ）を個数平均粒径（４．０６５μｍ）で除したものＢ＝１．１０５であった。これより、Ｂ／Ａ＝０．９７９であった。
【００８４】
次に、この画像形成装置（サイクルタイプ）を用い、非接触にて、直流成分としてＶｄｃ＝３００Ｖに交流成分としてＶｐｐ１．３Ｋｖを重畳して感光体にトナー像形成（印字）を行った結果、現像効率９０％以上で、カブリトナー及び飛散がほとんど発生しない画像形成が可能であった。また、画像形成を行ったところ、感光体から中間転写媒体への１次転写効率が９９．９％以上であり、不要トナーの削減とクリーナーレス画像形成装置による画像形成（クリーナーレスプロセス）を実現することができた。また、耐久画像形成（耐久印字）を行っても、長期間に渡って画像劣化が無く、トナー使用可能量の最後まで良好な画像形成が実現できた。
【００８５】
比較例３
実施例３と同じトナーを用い、このトナーをトナー非循環型画像形成装置（規制ブレードが現像ローラの上側から当接したもの）に投入し、規制ブレードにより押圧規制された後の現像ローラ上のトナーを捕集してその粒径を測定した結果、体積平均粒径４．２５６μｍ、個数平均粒径４．２１４μｍであり、体積平均粒径（４．２５６μｍ）を個数平均粒径（４．２１４μｍ）で除したものＢ＝１．０１であった。これより、Ｂ／Ａ＝０．８９５であった。
【００８６】
次に、同様の画像形成装置を用い、非接触にて、直流成分としてＶｄｃ＝３００Ｖに交流成分としてＶｐｐ１．３Ｋｖを重畳して感光体にトナー像形成（印字）を行った結果、現像効率９０％以上で、カブリトナー及び飛散がほとんど発生しない画像形成が可能であった。しかし、耐久画像形成（耐久印字）を行うと徐々に画像劣化が生じ、安定な画像を形成することができなかった。
【００８７】
実施例４
乳化会合重合により作製した母粒子に、大粒径シリカ（日本アエロジル社製；ＲＸ５０）０．７重量％、小粒径シリカ（日本アエロジル社製；ＲＸ３００）１．０重量％、チタン（チタン工業社製；ＳＴＴ３０Ｓ）０．５重量％を加え、小型攪拌器で回転数２０００ｒｐｍ、処理時間２分の処理を行った。
【００８８】
以上のようにして体積平均粒径７．０９２μｍ、個数平均粒径６．４９０μｍ、体積平均粒径（７．０９２μｍ）を個数平均粒径（６．４９０μｍ）で除したものＡ＝１．０９３のトナーを作製した。なお、本実施例では実施例１と比し、粒径分布がよりシャープな母粒子を作製して使用した。
【００８９】
そして、同トナーを図１と同様の画像形成装置（サイクルタイプ）に投入し、規制ブレード通過時の搬送量を０．３８４ｍｇ／ｃｍ２となるように押圧力を調整し、規制ブレードにより押圧規制された後の現像ローラ上のトナー層数を約１．５層とした。なお、トナー層数は、光学顕微鏡で観察して確認した。
【００９０】
この規制ブレードにより押圧規制された後の現像ローラ上のトナーを捕集してその粒径を測定した結果、体積平均粒径５．５１３μｍ、個数平均粒径４．８９７μｍ、体積平均粒径（５．５１３μｍ）を個数平均粒径（４．８９７μｍ）で除したものＢ＝１．１２６であった。これより、Ｂ／Ａ＝１．０３であった。
【００９１】
次に、この画像形成装置（サイクルタイプ）を用い、非接触にて、直流成分としてＶｄｃ＝３００Ｖに交流成分としてＶｐｐ１．３Ｋｖを重畳して感光体にトナー像形成（印字）を行った結果、現像効率９０％以上で、カブリトナー及び飛散がほとんど発生しない画像形成が可能であった。また、画像形成を行ったところ、感光体から中間転写媒体への１次転写効率が９９．９％以上であり、不要トナーの削減とクリーナーレス画像形成装置による画像形成（クリーナーレスプロセス）を実現することができた。また、耐久画像形成（耐久印字）を行っても、長期間に渡って画像劣化が無く、トナー使用可能量の最後まで良好な画像形成が実現できた。
【００９２】
比較例４
実施例４と同様な母粒子に、外添剤としてチタン（チタン工業社製；ＳＴＴ３０Ｓ）１重量％を加え、小型攪拌器で回転数２０００ｒｐｍ、処理時間２分の処理を行った。
【００９３】
以上のようにして体積平均粒径７．１１７μｍ、個数平均粒径６．５４２μｍ、体積平均粒径（７．１１７μｍ）を個数平均粒径（６．５４２μｍ）で除したものＡ＝１．０８８のトナーを作製した。
【００９４】
そして、同トナーを図１と同様の画像形成装置（サイクルタイプ）に投入し、規制ブレード通過時の搬送量を０．４２２ｍｇ／ｃｍ２となるように押圧力を調整し、現像ローラ上のトナー層数を約１．５層とした。なお、トナー層数は、光学顕微鏡で観察して確認した。
【００９５】
この規制ブレードにより押圧規制された後の現像ローラ上のトナーを捕集してその粒径を測定した結果、体積平均粒径５．７４３μｍ、個数平均粒径５．００３μｍとなり、体積平均粒径（５．７４３μｍ）を個数平均粒径（５．００３μｍ）で除したものＢ＝１．１４８であった。これより、Ｂ／Ａ＝１．０５５であった。
【００９６】
次に、この画像形成装置（サイクルタイプ）を用い、非接触にて、直流成分としてＶｄｃ＝３００Ｖに交流成分としてＶｐｐ１．３Ｋｖを重畳して感光体にトナー像形成（印字）を行った結果、現像効率９０％以下となってしまい、感光体上でのカブリ及び飛散の発生が認められ、さらに紙上カブリも発生し、鮮明な画像を形成することができなかった。また、耐久画像形成（耐久印字）を行うと徐々に画像劣化が生じ、安定な画像を形成することができなかった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法に使用可能な画像形成装置を示す図面。
【図２】本発明方法に使用可能な現像装置を示す図面。
【図３】ロータリー現像ユニット回転時のトナーの動きを示す図面。
【符号の説明】
１  画像形成装置、  ３  装置本体、  ５  感光体、  ７  感光体の回転方向
９  帯電器、  １１  ロータリー現像ユニット、  １２  現像器
１５  露光ユニット、  １７  一次転写領域、  １９  転写ユニット、
２１  中間転写ベルト、  ２３  二次転写領域、  ２５  カセット、
２７  定着ユニット、  ２９  排出トレイ、  ３１  回転軸、
３５  フレーム、  ３８  供給ローラと現像ローラとの接触点、
３９  現像位置、  ４１  第１ハウジング部材、  ４２  第２ハウジング部材、
４３  ハウジング、  ４５  トナー収容部、  ４７  トナー、
５３  供給ローラ、  ５５  現像ローラ、  ５８  飛散防止シール部材、
５９  バックアップスポンジ、  ６１  シール部材、  ７５  支持フレーム、
８９  板バネ部材、  ９１  規制ブレード、  ９３  バックアップスポンジ、
Ｐ  用紙、
【図１】
2004258438.tif 000006
【図２】
2004258438.tif 000007
【図３】
2004258438.tif 000008