(57)【要約】【課題】  層規制ブレードを設けることなく現像剤担持体上に均一に薄層化および帯電されたトナー層を形成し高品位の画像を形成できる現像装置を提供する。【解決手段】  現像装置１０は、現像動作時にトナー８を担持し感光体ドラム７との対向位置である現像領域へトナー８を搬送する現像ローラ１と、現像動作時に直流電圧および交流電圧を印加される帯電ローラ５と、を備える。帯電ローラ５は、現像領域よりも現像ローラ１の回転方向の上流側に現像ローラ１に対して４０μｍ以上２５０μｍ以下の所定の間隙を設けて回転自在に配置され、現像ローラ１上に均一な厚さのトナー８の薄層を形成するとともに、現像ローラ１との間に位置するトナー８を均一に帯電させる。【選択図】  図１
2005201950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像動作時に現像剤を担持し静電潜像担持体との対向位置である現像領域へ前記現像剤を搬送する現像剤担持体と、
前記現像動作時に交流電圧を印加され前記現像領域よりも現像剤搬送方向上流側に前記現像剤担持体に対して４０μｍ以上２５０μｍ以下の所定の間隙を設けて配置され前記現像剤担持体との間に位置する現像剤を帯電させる帯電ローラと、を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記帯電ローラは、回転自在であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記帯電ローラの前記現像剤担持体との対向位置よりも前記帯電ローラの回転方向下流側に、前記帯電ローラに付着した現像剤を除去するクリーニング部材をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像動作の開始時に、前記帯電ローラの回転が開始された後に前記帯電ローラへの交流電圧の印加が開始され、前記帯電ローラへの交流電圧の印加が開始された後に前記現像剤担持体の回転が開始されることを特徴とする請求項２または３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像剤は、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含み、
前記現像剤における前記着色剤の濃度は、４重量％以上２０重量％以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、現像装置に関し、特に一成分現像剤を用いる現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤によって可視化する現像装置として、一成分現像剤を用いる一成分現像装置と、二成分現像剤を用いる二成分現像装置とが知られている。最近では、小型化、軽量化、低コスト化等の観点から、一成分現像装置が広く使用されるようになった。一般的な従来の一成分現像装置は、静電潜像担持体に近接または当接して配置される現像剤担持体と、現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と、現像剤担持体に当接して現像剤担持体上の現像剤を薄層化するとともに、摩擦帯電によって現像剤に電荷を付与する層規制ブレードとを備える。
【０００３】
一成分現像装置で適切な現像を行なうためには、帯電電荷および層厚が常に安定した現像剤の薄層を現像剤担持体上に形成することが非常に重要である。現像剤担持体上に形成される現像剤層の帯電電荷および層厚は層規制ブレードと現像剤担持体との当接状態によって決定され、層規制ブレードと現像剤担持体との当接圧を高くすれば、均一な現像剤の薄層を形成することができる。
【０００４】
しかし、層規制ブレードと現像剤担持体との当接圧を高くすると、当接部において現像剤に過剰な圧力がかかり、その結果、層規制ブレードに現像剤が融着し、それによって現像剤層に白スジができてしまう。さらには現像剤の帯電量が不十分となり、それによってかぶりや現像剤の飛散等が発生し、形成される画像が劣化する。この問題は、カラー化、および省エネのための定着温度の低温度化が進むにつれて、軟化点の低い現像剤が一般的に使用されるようになった近年、特に深刻化している。
【０００５】
また、近年、高画質化のために現像剤が小粒径化されている。現像剤を小粒径化するためには粉砕法では困難であるため、小粒径現像剤は重合法等の湿式法で製造されることが多い。
【０００６】
湿式法によれば小粒径でかつ粒度分布が狭い現像剤を製造しやすいので高画質化に有利であるというメリットがある反面、一般に略球形の現像剤が得られるので現像剤の滑り性や離型性が非常に高く、現像剤が層規制ブレードをすり抜けやすくなるというデメリットがある。特に、現像剤の粒子径を１０μｍ以下にまで小さくすると、層規制ブレードが現像剤を十分に規制することができず、未帯電のまますり抜ける現像剤の量が増大する。未帯電の現像剤は、現像剤担持体上の均一な現像剤層の形成を妨げるだけでなく、現像剤担持体上に鏡像力で付着することができずに現像剤担持体から飛散したり、出力画像中にかぶりおよび画像欠陥を生じさせたりする原因となる。
【０００７】
そこで、層規制ブレードの現像剤担持体に対する当接圧を高め、現像剤に対する規制力を向上させると、現像剤の過剰なすり抜けの防止に対しては有効である。しかし、現像剤に対するストレスを増大させるので、層規制ブレードにおいて現像剤が破砕および溶融しやすくなる。このため、現像剤が層規制ブレードに融着して現像剤担持体上にコートスジ等が発生してしまい、現像装置の寿命が著しく短くなる。
【０００８】
上述のような課題に対して、現像ローラに非接触で交流電圧を印加されたトナー帯電部材を現像ブレードと別体で設けることによって、現像剤へのストレスを低減させながら現像剤の薄層を形成するとともに、十分な現像剤の帯電量を得ることができるとする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
また、感光体に現像ローラが接触する現像部の上流にトナー帯電ローラを設け、現像剤に対して放電開始電圧以上であって現像剤と同極性の直流電圧を印加する電圧印加手段を有し、電流検出手段の検知結果に基づいて電圧印加手段を制御することによって、長期間安定的に現像ローラによる現像剤に対する電荷付与を可能にし、現像剤の帯電電荷量を安定させることができるとする技術が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００１−７５３５７公報
【特許文献２】特開２００３−５７９４８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、これら特許文献１および２の技術においても、現像剤担持体上の現像剤を薄層化するために現像剤担持体に圧接される層規制ブレード（現像ブレード、弾性ブレード）を設ける必要があり、現像剤に対するストレスが大きい。このため、層規制ブレードに現像剤が融着して現像剤層に白スジができ、さらには現像剤の帯電量が不十分となり、かぶりや現像剤の飛散等が発生し、形成される画像が劣化してしまう。
【００１１】
この発明が解決しようとする課題は、層規制ブレードを設けることなく現像剤担持体上に均一に薄層化および帯電された現像剤層を形成し高品位の現像剤像を形成できる現像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明の現像装置は、上述の課題を解決するために以下のように構成される。
【００１３】
（１）現像動作時に現像剤を担持し静電潜像担持体との対向位置である現像領域へ現像剤を搬送する現像剤担持体と、現像動作時に交流電圧を印加され現像領域よりも現像剤搬送方向上流側に現像剤担持体に対して４０μｍ以上２５０μｍ以下の所定の間隙を設けて配置され現像剤担持体との間に位置する現像剤を帯電させる帯電ローラと、を備えることを特徴とする。
【００１４】
この構成においては、現像剤担持体と帯電ローラとが非接触で適度な間隙を設けて配置されるので、現像剤担持体と帯電ローラとの間を通過する現像剤は、過大なストレスを受けることなく現像剤担持体上で適度な均一な厚さの層に形成される。したがって、別途に層規制ブレードを設ける必要がない。
【００１５】
また、帯電ローラには交流電圧が印加されるので、部分的な帯電量変動が抑制され、現像剤へ均一な帯電電荷が付与される。したがって、現像剤担持体上に適度な均一な厚さに薄層化された現像剤は、交流電圧が印加された帯電ローラによって、ムラなく均一に帯電される。
【００１６】
（２）帯電ローラは、回転自在であることを特徴とする。
【００１７】
この構成においては、帯電ローラは回転自在に形成される。帯電ローラが回転自在であることで、帯電ローラと現像剤担持体との間を通過する現像剤に対するストレスがいっそう低下される。また、帯電ローラが回転することで放電面が更新される。
【００１８】
（３）帯電ローラの現像剤担持体との対向位置よりも帯電ローラの回転方向下流側に、帯電ローラに付着した現像剤を除去するクリーニング部材をさらに備えることを特徴とする。
【００１９】
この構成においては、帯電ローラにクリーニング部材が設けられるので、現像剤担持体との対向位置で帯電ローラに付着した現像剤は、クリーニング部材によって除去される。これによって、帯電ローラの放電面は常に更新される。
【００２０】
（４）現像動作の開始時に、帯電ローラの回転が開始された後に帯電ローラへの交流電圧の印加が開始され、帯電ローラへの交流電圧の印加が開始された後に現像剤担持体の回転が開始されることを特徴とする。
【００２１】
この構成においては、帯電ローラへ交流電圧が印加されるよりも先に帯電ローラが回転し始めるので、現像剤が均一に帯電される。また、帯電ローラの回転の起動タイミングと現像剤担持体の回転の起動タイミングとがずらされるので、帯電ローラと現像剤担持体との対向位置での現像剤の詰まりの発生が抑制される。さらに、現像剤担持体の回転よりも帯電ローラの回転および帯電ローラへの交流電圧の印加の方が先に起動されるので、十分に帯電されていない現像剤が現像領域に搬送されることが防止され、現像剤の帯電不良が防止される。
【００２２】
（５）現像剤は、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含み、現像剤における着色剤の濃度は、４重量％以上２０重量％以下であることを特徴とする。
【００２３】
この構成においては、着色剤の濃度が４重量％以上２０重量％以下である高顔料現像剤が使用される。この場合、低付着量で高画質の現像剤像が形成される。また、現像剤の消費量が低減される。
【発明の効果】
【００２４】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００２５】
（１）現像剤担持体と帯電ローラとが非接触で適度な間隙を設けて配置されるので、現像剤担持体上に適度な均一な厚さの現像剤の層を形成することができる。したがって、別途に層規制ブレードを設ける必要がない。また、帯電ローラに交流電圧が印加されるので、現像剤をムラなく均一に帯電させることができる。したがって、高品位な現像剤像を形成することができる。また、トナー漏れを防止することができる。
【００２６】
（２）帯電ローラを回転させることで、放電面を更新でき、帯電ローラの寿命を延ばすことができる。
【００２７】
（３）帯電ローラに付着した現像剤はクリーニング部材によって除去されるので、帯電ローラの放電面を常に更新することができ、帯電ローラの寿命を延ばすことができる。
【００２８】
（４）現像動作の開始時に、帯電ローラの回転が開始された後に帯電ローラへの交流電圧の印加が開始され、帯電ローラへの交流電圧の印加が開始された後に現像剤担持体の回転が開始されることによって、帯電ローラと現像剤担持体との対向位置での現像剤の詰まりの発生を抑制することができ、また現像剤の帯電不良を防止することができる。
【００２９】
（５）高顔料現像剤が使用されるので、低付着量で高画質の現像剤像を形成することができ、現像剤の消費量を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、この発明の実施形態に係る現像装置１０の概略の構成を示す図である。この実施形態に係る現像装置１０は、現像ローラ１、トナー供給ローラ２、トナー供給ローラ２用のクリーニング部材３、帯電ローラ５、帯電ローラ５用のクリーニング部材６、および電流モニタ４を備える。現像ローラ１、トナー供給ローラ２、クリーニング部材３、帯電ローラ５、およびクリーニング部材６は、トナー８とともに、図示しない現像槽内に収容される。この実施形態では、４μｍ以上８μｍ以下の所定の粒子径を有する一成分現像剤（トナー）が使用される。
【００３１】
現像ローラ１は、静電潜像担持体である感光体ドラム７に近接して対向配置され、図１において反時計回りに回転駆動される。現像ローラ１は、アルミニウム等の金属材料の表面をスポンジ等の多孔質の弾性体でコーティングされた構成とされる。弾性体として、ウレタン、シリコーン、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレン）等のゴム材料、および、このゴム材料にカーボンブラック、イオン等の導電剤を添加したものが用いられ、弾性体の表面には、数μｍ〜１０数μｍの凹凸が形成されている。現像ローラ１には、現像バイアス電源回路から現像バイアス電圧が供給され、その現像バイアス電圧は、感光体ドラム７に形成された静電潜像にトナー８を付着させ、それ以外の領域すなわち非画像領域にトナー８を付着させないような極性および電圧値に設定される。
【００３２】
トナー供給ローラ２は、周面の一部を現像ローラ１に接触して配置され、現像ローラ１と同方向すなわち図１において反時計回りに回転駆動される。トナー供給ローラ２は、現像ローラ１と同様の素材を用いて構成される。なお、トナー供給ローラ２の素材として、トナー供給ローラ２の弾性を現像ローラ１の弾性よりも大きくするために、現像ローラ１よりも多量の発泡剤を用いてもよい。トナー供給ローラ２には、トナー８を現像ローラ１側に移動させる方向のバイアス電圧がバイアス電源回路から印加される。
【００３３】
例えば、感光体ドラム７の周速ＶｐはＶｐ＝１３０（ｍｍ／ｓｅｃ）に設定されるのに対して、現像ローラ１の周速Ｖｄは、Ｖｄ＝１１７（ｍｍ／ｓｅｃ）に設定され、両者の周速比はＶｄ／Ｖｐ＝０．９となる。また、トナー供給ローラ２の周速ＶｓはＶｓ＝２３４（ｍｍ／ｓｅｃ）に設定され、現像ローラ１との周速比はＶｄ／Ｖｓ＝０．５となる。トナー供給ローラ２の現像ローラ１に対する接触深さは、例えば０．５ｍｍに設定される。
【００３４】
なお、感光体ドラム７の周速ＶｐはＶｐ＝２５〜３００（ｍｍ／ｓｅｃ）、現像ローラ１の周速ＶｄはＶｄ＝２５〜４５０（ｍｍ／ｓｅｃ）の範囲内で、両者の周速比がＶｄ／Ｖｐ＝１〜２となるように設定されればよい。また、トナー供給ローラ２の周速ＶｓはＶｓ＝２５〜４５０（ｍｍ／ｓｅｃ）の範囲内で現像ローラ１との周速比がＶｓ／Ｖｄ＝０．５〜２となるように設定されればよい。さらに、トナー供給ローラ２の現像ローラ１に対する接触深さは０．２ｍｍ〜２ｍｍに設定される。
【００３５】
トナー供給ローラ２用のクリーニング部材３は、トナー供給ローラ２の周面に近接して配置され、トナー供給ローラ２によって搬送されるトナー８の量を規制する。
【００３６】
帯電ローラ５は、現像ローラ１の回転方向において現像ローラ１と感光体ドラム７との対向位置である現像領域よりも上流側であって現像ローラ１とトナー供給ローラ２との接触位置よりも下流側に、現像ローラ１との間に４０μｍ以上２５０μｍ以下の所定の間隙を設けて配置される。
【００３７】
帯電ローラ５は、金属材料や硬質性の樹脂材料等によって構成され、現像ローラ１と同方向すなわち図１において反時計回りに回転駆動される。帯電ローラ５には、直流電圧に交流電圧が重畳されて印加される。現像ローラ１と帯電ローラ５との間には所定の間隙が設けられ、帯電ローラ５がローラ形状であり、さらに帯電ローラ５が回転するので、帯電ローラ５と現像ローラ１との間を通過するトナー８に対するストレスが低下される。また、帯電ローラ５が回転することで帯電ローラ５の放電面が更新され、帯電ローラの寿命が延ばされる。
【００３８】
直流電圧は、電流モニタ４によって検出される電流値が所定の一定値となるように制御される。トナー８の帯電量に寄与する直流電流成分が一定値となるように制御されるので、放電距離、気圧、帯電ローラ５の抵抗変動等の影響が最小限に抑えられ、放電インピーダンスの変化が小さくなり、トナー８を常に安定した電荷レベルに帯電させることができる。
【００３９】
交流電圧は、図２に示すように、トナー８の帯電極性と同極性側（マイナス）の波高値が放電開始電圧よりも大きく、かつ、トナー８の帯電極性と逆極性側（プラス）の波高値が放電開始電圧よりも小さくなるように制御される。
【００４０】
現像装置１０内に収容されるトナー８は、トナー供給ローラ２によって搬送され、現像ローラ１とトナー供給ローラ２との接触位置において、現像ローラ１とトナー供給ローラ２との摩擦によって帯電され、さらに、現像ローラ１と帯電ローラ５との間の帯電領域に搬送される。帯電領域に搬送されてきたトナー８は、帯電ローラ５によって搬送量を規制され現像ローラ１上で均一な薄層にされるとともに、帯電ローラ５からの気中放電によって現像ローラ１と帯電ローラ５との間を往復運動しながら所定の極性にさらに帯電される。この往復運動の過程において、帯電ローラ５から気中放電される電界によって逆極性に帯電しているトナー８についてはその極性が修正され、また、振動によってトナー８の被帯電面が更新されて、トナー８は均一に帯電される。
【００４１】
このように、現像ローラ１と帯電ローラ５との距離を４０μｍ以上２５０μｍ以下の所定の距離に設定し、トナー８を現像ローラ１と帯電ローラ５との間を往復運動させながら帯電させることで、現像ローラ１上にトナー８が複数層形成されている場合でも、未帯電トナーや弱帯電トナー、および逆帯電トナーの発生を防止し、全てのトナー８を均一にむらなく帯電させることができる。これによって、形成された画像におけるかぶりや濃度低下の発生を防止し、高品位の画像を形成することができる。
【００４２】
ここで、トナー８の帯電量ｑ／ｍ（Ｃ／ｋｇ）がトナー８の粒子径に係らず略一定であるとすると、トナー８に働く加速度αは、［数１］の数式で表される。
【００４３】
【数１】
2005201950.tif 000003
【００４４】
したがって、［数２］の関係式が成立する。
【００４５】
【数２】
2005201950.tif 000004
【００４６】
また、［数２］の関係式から、［数３］の関係式が成立する。
【００４７】
【数３】
2005201950.tif 000005
【００４８】
図３（ａ）は現像ローラ１と帯電ローラ５との距離ｇａｐと両者の間の電界強度Ｅｍとの関係を示す図であり、（ｂ）は放電開始電圧Ｖｔｈが印加された場合の、現像ローラ１と帯電ローラ５との距離ｇａｐと両者の間の電界強度Ｅｍとの関係を行列的に示す図である。
【００４９】
現像ローラ１と帯電ローラ５との距離ｇａｐが２５０μｍよりも大きい場合は、トナー８を往復運動させるために必要な電界強度Ｅｍが得られないのに対して、距離ｇａｐが２５０μｍよりも小さい場合は、放電開始電圧Ｖｔｈが１８６２（Ｖ）以下に低下するにもかかわらず電界強度Ｅｍが急激に増大し始め、効率よくトナー８を往復運動させて帯電させることができるようになる。なお、距離ｇａｐが４０μｍのとき電界強度Ｅｍが１４
（ＭＶ／ｍ）となり、特に効率よくトナー８を往復運動させて帯電させることができる。
【００５０】
また、ＯＰＣ感光体はその感光体層の厚みが約２０μｍであり、感光体層の絶縁耐圧は約２ｋＶである。図３（ｂ）から分かるように距離ｇａｐを２５０μｍ以下にすることで、感光体層の絶縁耐圧である２ｋＶ以下に放電開始電圧Ｖｔｈを抑えることができる。したがって、例えば紙粉などの異物が感光体ドラム７と帯電ローラ５との間に詰まって帯電ローラ５の印加電圧が直接感光体ドラム７に印加された場合でも、感光体ドラム７の感光体層が絶縁破壊することがない。
【００５１】
さらに、現像ローラ１上のトナー層厚は１０μｍ〜２０μｍであり、帯電ローラ５の配置精度が約１０μｍ〜２０μｍであることから、現像ローラ１と帯電ローラ５との距離ｇａｐを４０μｍ以上に設定することで、帯電ローラ５が現像ローラ１上のトナー層に直接接触し、異常帯電やトナー凝集などが引き起こされることが防止される。これに対して、距離ｇａｐが４０μｍよりも小さい場合は、トナー８の往復運動が不十分になり十分に帯電されず、未帯電トナーや弱帯電トナーが発生する可能性があり好ましくない。
【００５２】
また、帯電ローラ５に印加される交流電圧の周波数は、５００Ｈｚ以上５ＫＨｚ以下とすることが好ましい。周波数が５ＫＨｚを越える場合は、トナー８の往復運動が追随できなくなる場合があり好ましくない。
【００５３】
帯電ローラ５用のクリーニング部材６は、帯電領域よりも帯電ローラ５の回転方向の下流側に、帯電ローラ５の周面に当接するように配置され、帯電領域において帯電ローラ５に付着したトナー８を掻き落とす。帯電ローラ５に付着したトナー８はクリーニング部材６によって除去されるので、帯電ローラ５の放電面は常に更新され、帯電ローラ５の寿命が延長され、帯電ローラ５の帯電能力が長期にわたって維持される。
【００５４】
現像装置１０の現像動作の開始時には、帯電ローラ５の回転駆動が開始された後に帯電ローラ５への直流電圧および交流電圧の印加が開始され、帯電ローラ５への直流電圧および交流電圧の印加が開始された後に現像ローラ１の回転駆動が開始される。帯電ローラ５へ直流電圧および交流電圧が印加されるよりも先に帯電ローラ５が回転し始めるので、トナー８が均一に帯電される。また、帯電ローラ５の回転の起動タイミングと現像ローラ１の回転の起動タイミングとがずらされるので、帯電ローラ５と現像ローラ１との対向位置（帯電領域）でのトナー８の詰まりの発生が抑制される。さらに、現像ローラ１の回転よりも帯電ローラ５の回転および帯電ローラ５への直流電圧および交流電圧の印加の方が先に起動されるので、十分に帯電されていないトナー８が現像領域に搬送されることが防止され、トナー８の帯電不良が防止される。
【００５５】
現像装置１０によれば、現像ローラ１と帯電ローラ５とが非接触で適度な間隙を設けて配置されるので、現像ローラ１上に適度な均一な厚さのトナー８の層を形成することができる。したがって、別途に層規制ブレードを設ける必要がない。また、帯電ローラ５に交流電圧が印加されるので、トナー８をムラなく均一に帯電させることができる。したがって、高品位な現像剤像を形成することができる。また、トナーを均一に帯電させることができるので、トナーの飛散によるトナー漏れを防止することができる。
【００５６】
なお、この実施形態で使用されるトナーとして例えば、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含み、トナーの軟化点が９５℃以上１２０℃以下であり、体積平均粒子径が４μｍ以上８μｍ以下であり、トナーにおける着色剤の濃度が４重量％以上２０重量％以下であり、平均円形度が０.９５以上１.０以下であるトナー８が使用される。
【００５７】
トナー８の平均円形度はフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２０００（シスメックス株式会社製）によって測定された数値である。具体的には、１０００〜１００００個程度のトナー粒子を投影像として投影し、それらの投影面積Ａ、その周囲長Ｌ、周囲長Ｌを持つ真円の面積ＡＬを算出し、Ａ／ＡＬを、そのトナーの平均円形度とする。上述のようなトナー８は、定着温度の低温度化（省エネ）や高画質化には好ましい一方、従来の現像装置では融着を発生しやすく帯電が不均一となりやすいが、現像装置１０によれば十分に使用可能であり高品位の画像を形成できる。
【００５８】
この発明において使用されるトナーに用いられる結着樹脂は、一般の電子写真技術において使用されているトナー用樹脂であれば特に制限はない。具体的には、トナーに用いられる結着樹脂として、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロルスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレンおよびその置換体の単重合体、スチレン−ｐ−クロルスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタレン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロロメタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体などのスチレン系共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ロジン変性レジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックス等が、単独または２種以上の組合せで使用される。特に、フルカラートナー用の結着樹脂として、熱特性制御等から軟化点が９５℃以上１２０℃以下のポリエステル樹脂が好ましい。
【００５９】
この発明において使用されるトナーに用いられる着色剤として、一般の電子写真技術で使用されているトナー用着色剤であれば特に制限はない。例えば、トナーに用いられる着色剤として、従来からモノクロ用として用いられているカーボンブラックやニグロシン染料などの他に、アゾ系染料、アントラキノン系染料、インジゴ染料、フタロシアニン系染料、キサンテン系染料などの染料、アゾ系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料、キナクリドン系顔料、フタロシアニン系顔料、イソインドリノン系顔料、イソインドリン系顔料、ジオキサジン系顔料、アントラキノン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キノフタロン系顔料、金属錯体系顔料などの有機系顔料、および酸化チタン、カーボンブラック、モリブデンレッド、クロムイエロー、チタンイエロー、酸化クロム、ベルリンブルー等の無機系顔料、およびアルミニウム粉等の金属粉等のような、公知の染料や顔料を用いることができる。
【００６０】
この発明において使用されるトナー中には、必要に応じて、離型剤、帯電制御剤、流動性向上剤、定着促進剤、および導電剤が、適宜選択的に添加される。
【００６１】
この実施形態で使用される４μｍ以上８μｍ以下の体積平均粒子径を有するトナー８は、従来の混練粉砕法ではなく、乳化重合法、懸濁重合法、溶液懸濁法に代表される湿式で製造されることが好ましい。これによれば、トナーの小粒径および粒度分布制御が容易であり、材料の極性や工程を制御することでトナーの構造制御を行うことができる等の利点がある。
【００６２】
図４は、２つの実施例および４つの比較例における実験結果を示す図である。
【００６３】
（実施例１）トナーとして、ポリエステルを１００重量部、キナクリドン顔料を５．４重量部、低融点ワックスを３重量部添加して湿式法で製造し、軟化点が１０８℃、体積平均粒子径が４μｍ、帯電極性が負極性であるトナーを使用した。現像装置として図１に示す現像装置１０を使用し、現像ローラ１と帯電ローラ５との距離ｇａｐを４０μｍに設定した。
【００６４】
実写テストでは、シャープ株式会社製の現像装置ＡＲ−Ｃ２６０Ｍを図１に示す現像装置１０と同様の構造に改造し、シャープ株式会社製のフルカラー専用紙（品番：ＰＰ１０６Ａ４Ｃ）上へのトナー付着量が０．６ｍｇ／ｃｍ2 になるように調製して、常温常湿環境下で４０ｍｍ四方のベタ画像を印刷し、ベタ画像の画像濃度、印刷後の非画像部の白色度（かぶり）、および定着性を評価した。
【００６５】
（実施例２）実施例１と同様の現像装置を使用し、トナー粒子径を８μｍとし現像ローラ１と帯電ローラ５との距離ｇａｐを２５０μｍに設定した以外は実施例１と同様に実写テストを実施した。
【００６６】
（比較例１）実施例１と同様のトナーおよび現像装置を使用し、現像ローラ１と帯電ローラ５との距離ｇａｐを２０μｍに設定した以外は実施例１と同様に実写テストを実施した。
【００６７】
（比較例２）実施例１と同様のトナーおよび現像装置を使用し、現像ローラ１と帯電ローラ５との距離ｇａｐを４００μｍに設定した以外は実施例１と同様に実写テストを実施した。
【００６８】
（比較例３）実施例１と同様の現像装置を使用し、キナクリドン顔料の添加量を２．１重量部に変更した以外は実施例１と同様に実写テストを実施した。
【００６９】
（比較例４）実施例１と同様の現像装置を使用し、キナクリドン顔料の添加量を３４．３重量部に変更した以外は実施例１と同様に実写テストを実施した。
【００７０】
なお、上述の実施例および比較例において得られたベタ画像は、それぞれ以下に示す方法で評価した。
【００７１】
画像濃度は、Ｘ−Ｒｉｔｅ９３８分光測色濃度計（日本平版機材株式会社製）によって測定し、画像濃度が１．２以上であれば良好であると判定した。
【００７２】
白色度は、日本電飾工業株式会社製ＳＺ９０型分光式色差計を用いて測定する。色差Ｘ、Ｙ、Ｚを取得して、Ｚの値が０．５以下であれば良好であると判定した。
【００７３】
定着性は、所定濃度の定着画像に１ｋｇの荷重をかけた消しゴムを３往復させる擦り試験において、擦る前と擦った後の画像濃度の変化を反射濃度計によって測定し、画像の残存率を測定することで評価する。具体的には、濃度の異なる７点について上述の擦り試験を行ってグラフを作成し、７点の中の最低残存率を評価した。最低残存率が６０％以上であれば合格（○）であると判定した。
【００７４】
総合評価では、画像濃度、白色度および定着性のテストの結果を総合的に判断して、全てのテストで良好な結果を得た場合は○、１つのテストで不良であるとの結果を得た場合は△、２つ以上のテストで不良であるとの結果を得た場合は×、の３段階で評価した。
【００７５】
実施例１、２では、現像ローラ１と帯電ローラ５との距離ｇａｐが適正範囲内に設定されており、画像濃度、白色度および定着性の全てのテストにおいて良好な結果を得た。
【００７６】
比較例１では、画像濃度の低下およびかぶりの発生が認められた。これは、現像ローラ１と帯電ローラ５との距離ｇａｐが適正範囲よりも小さく設定されており、トナーが現像ローラ１と帯電ローラ５との間を往復運動できないため、現像ローラ１上の全てのトナーを均一に帯電することができず、未帯電トナーや弱帯電トナーが多く発生したためであると考えられる。
【００７７】
比較例２では、画像濃度の低下およびかぶりの発生が認められた。これは、現像ローラ１と帯電ローラ５との距離ｇａｐが適正範囲よりも大きく設定されており、トナーを往復運動させるために必要な電界強度が得られないために、現像ローラ１上の全てのトナーを均一に帯電することができず、未帯電トナーや弱帯電トナーが多く発生したためであると考えられる。
【００７８】
比較例３では、画像濃度の低下が認められた。これは、トナー中の着色剤の濃度が４重量％よりも低く設定されているので、透明性は良好である一方、隠蔽性が不十分であり、均一な高濃度画像を得ることができなかったためであると考えられる。
【００７９】
比較例４では、画像の十分な定着性を得ることができなかった。トナー中の着色剤濃度が２０重量％よりも高く設定されているので、樹脂成分の比率が減少し、十分な定着強度を得られなかったためであると考えられる。
【００８０】
これら実施例１、２および比較例１〜４から、図１に示す現像装置１０において、現像ローラ１と帯電ローラ５との距離ｇａｐを４０μｍ以上２５０μｍ以下に設定した場合に、全てのトナーを均一に帯電し良好な画像を形成できることが確認された。また、現像装置１０において使用されるトナーの、トナー中における着色剤の濃度を４重量％以上２０重量％以下に設定した場合に良好な画像を形成できることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】この発明の実施形態に係る現像装置の概略の構成を示す図である。
【図２】帯電ローラに印加する交流電圧の波形図である。
【図３】（ａ）は現像ローラと帯電ローラとの距離ｇａｐと両者の間の電界強度Ｅｍとの関係を示す図であり、（ｂ）は放電開始電圧Ｖｔｈが印加された場合の、現像ローラと帯電ローラとの距離ｇａｐと両者の間の電界強度Ｅｍとの関係を行列的に示す図である。
【図４】２つの実施例および４つの比較例における実験結果を示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
１  現像ローラ
４  電流モニタ
５  帯電ローラ
６  クリーニング部材
７  感光体ドラム
８  トナー
１０  現像装置
【図１】
2005201950.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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