(57)【要約】【課題】  本発明は、トナー担持体の表面における電界集中を防止した画像形成用現像装置において、優れた特性の画像が提供可能な画像形成用現像装置を提供する。【解決手段】  静電潜像を現像する画像形成用現像装置において、疎水化処理された負帯電性シリカと疎水化処理されたチタン酸ストロンチウムが外添処理されたトナーを表面に担持した、静電潜像担持体に形成された潜像を現像するトナー担持体を有し、該トナー担持体は電圧印加可能な芯体と、該芯体表面が凸凹に粗面化処理されると共に該凸凹形状の芯体表面に設けられた高誘電性または高抵抗性のセラミックス被覆層とからなり、前記芯体表面における凸部上のセラミックス被覆層の膜厚を凹部上のセラミックス被覆層の膜厚より厚くしたことを特徴とする画像形成用現像装置。【選択図】    図１
2007093758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を現像する画像形成用現像装置において、疎水化処理された負帯電性シリカと疎水化処理されたチタン酸ストロンチウムが外添処理されたトナーを表面に担持した、静電潜像担持体に形成された潜像を現像するトナー担持体を有し、該トナー担持体は電圧印加可能な芯体と、該芯体表面が凸凹に粗面化処理されると共に該凸凹形状の芯体表面に設けられた高誘電性または高抵抗性のセラミックス被覆層とからなり、前記芯体表面における凸部上のセラミックス被覆層の膜厚を凹部上のセラミックス被覆層の膜厚より厚くしたことを特徴とする画像形成用現像装置。
【請求項２】
セラミックス被覆層の誘電率が、疎水化処理されたチタン酸ストロンチウムの誘電率よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の画像形成用現像装置。
【請求項３】
疎水化処理された負帯電性シリカ及び疎水化処理されたチタン酸ストロンチウムの外添剤に加えて、疎水化処理されたルチルアナタース混晶型酸化チタンを外添したトナーであることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成用現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式又は静電記録方式等に使用されるローラ状トナー坦持体からなる画像形成用現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式にあっては、例えば静電潜像が形成されている感光体にトナー坦持体よりトナーが供給された後、転写工程において中間転写媒体を介するかまたは介さないで感光体上のトナー像が転写紙に転写され、定着工程において紙面に熱圧定着される。一成分現像方式においては、トナー坦持体は現像装置内においてその表面にトナーが供給され、また、供給されたトナーは層規制部材により薄く均一なトナー層とされて現像位置までトナーを搬送するもので、現像位置では、感光体と接触または非接触状態で、かつ、現像バイアスの存在下で感光体上の静電潜像を顕像化する。
【０００３】
このような一成分現像方式におけるトナー坦持体としては、その表面の材質は金属やゴム弾性体等とされているが、いずれにあってもトナー搬送性を良好にするために、その表面は故意に凸凹形状とされ、特にＲｚ等の粗さ指標で管理されている。しかしながら、現像時にトナー坦持体にバイアス電圧を印加すると、このようなトナー坦持体表面の凸部に電界が集中し、トナー中に存在する反対極性トナーやトナー母粒子から遊離した反対極性の外添剤粒子が静電吸着し、短期的にはトナーの帯電性を低下させるばかりでなく、長期的にもトナー坦持体表面のフィルミング現象を生じ、画像均一性を低下させるという問題がある。このような現象を避けるために、トナー坦持体表面に高抵抗層や高誘電塗膜を設けることが考えられるが、静電集中の問題を解決できたとしても、トナー搬送性の確保に問題を生じたり、また、トナー搬送性の確保のために表面を粗面化するためには一定以上の膜厚とする必要があり、現像ローラ表面での電圧降下が問題となり、所望の現像バイアスを得るためにはより高い出力の電源を用いる必要があるという問題がある。
【０００４】
そのため、従来、トナー坦持体の芯体表面にプラズマ溶射により比抵抗が１０4 〜１０12Ω・ｃｍで、層厚１００〜１０００μｍの半導体セラミックス被覆層を設けてトナー坦持体とすることが提案（例えば、特許文献１）され、半導体層の表面を粗面化するにあたっては、セラミックス被覆層をダイアモンド研磨してＲａを０．１〜０．５μｍ、凹凸のピッチを１０μｍ程度とし、粒径が１０μｍ前後のトナーの搬送性に都合のよい凸凹を形成するとされているが、セラミックスとして炭化ケイ素等の高誘電体を平滑なトナー坦持体上に被覆すると、表面を粗面化するためには一定以上の膜厚とする必要があり、現像ローラ表面での電圧降下が問題となり、所望の現像バイアスを得るためにはより高い出力の電源を用いる必要があるという問題がある。また、セラミックスが低誘電体である場合には、表面凸凹に起因する電界集中の問題は十分には改善されず、依然として短期的にはトナーの帯電性を低下させるばかりでなく、長期的にもトナー坦持体表面のフィルミング現象を生じ、画像均一性を低下させるという問題がある。
【０００５】
また、トナー坦持体の芯体表面に、表面に金属メッキされていないホウ化金属、炭化金属、窒化金属、酸化金属、カーボンブラック等の導電性無機粉体を含有し、かつ、被覆層の表面には細かい凸凹を有する被覆層を電着塗装により形成し、体積抵抗率が１０-3〜１０4 Ω・ｃｍの現像スリーブとすることが提案（例えば、特許文献２）されているが、被覆層における凸凹は含有させる無機粉体の粒径により形成するものであり、また、表面凸凹を形成する無機粉体は導電性とされ高抵抗体ではないため、表面凸凹に起因する電界集中の問題は十分には改善されず、依然として短期的にはトナーの帯電性を低下させるばかりでなく、長期的にもトナー坦持体表面のフィルミング現象を生じ、画像均一性を低下させるという問題がある。
【０００６】
一方、ローラ表面の凸部の電界集中及びそれに起因するフィルミングを回避しても、トナー粒子と現像ローラ表面の静電吸着力は変わらないため、長期の使用におけるトナー表面の外添剤の付着状況の変化に応じて、トナーの飛翔性が変化し、均一な画像が得られないこともあった。
【０００７】
また、トナーの帯電安定性を高めるために、トナー母粒子に対してルチルアナタース混晶型酸化チタンを外添剤として用いることで、カブリを低減し転写効率を向上できると共に、帯電性能を安定化することが提案されており（例えば、特許文献３）、また、ルチルアナタース混晶型酸化チタンをトナー表面に安定させるため、外添処理を多段処理し、更に長鎖脂肪酸を添加することで酸化チタンの遊離を抑制することが提案されている（例えば、特許文献４）
しかし、これらの方法によっても、トナーの現像性を向上させるために酸化チタンの外添量を増やすと、酸化チタン自体が低抵抗であるために、トナー表面から電荷が逃げてしまい帯電性が低下してしまうという問題があった。
また、画像形成装置において同一の現像装置によって長期間にわたり画像形成を行った場合において酸化チタンはトナー表面から脱落し、電荷調整剤としての機能が低下してしまうといった問題点があった。
【特許文献１】特許第２７０５０９０号公報
【特許文献２】特許第３２６２４６７号公報
【特許文献３】特許第３６６１７８０号公報
【特許文献４】特開２００４−２１９９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、現像装置のトナー担持体の表面凸凹に起因する電界集中の発生を防止することにより、トナーの帯電性を低下させず、しかも長期的にもトナー坦持体表面のフィルミング現象がなく、画像均一性に優れると共にトナー搬送性に優れ、現像ローラ表面での電圧降下を抑制しうる画像形成用現像装置において、帯電特性の優れたトナーを用いることによってトナーの飛翔性が変化することはなく画像の形成性に優れた画像形成用現像装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の課題は、静電潜像を現像する画像形成用現像装置において、疎水化処理された負帯電性シリカと疎水化処理されたチタン酸ストロンチウムが外添処理されたトナーを表面に担持した、静電潜像担持体に形成された潜像を現像するトナー担持体を有し、該トナー担持体は電圧印加可能な芯体と、該芯体表面が凸凹に粗面化処理されると共に該凸凹形状の芯体表面に設けられた高誘電性または高抵抗性のセラミックス被覆層とからなり、前記芯体表面における凸部上のセラミックス被覆層の膜厚を凹部上のセラミックス被覆層の膜厚より厚くした画像形成用現像装置によって解決することができる。
高誘電性のセラミックス被覆層におけるセラミックスの誘電率が、疎水化処理されたチタン酸ストロンチウムの誘電率よりも小さい前記の画像形成用現像装置である。
疎水化処理された負帯電性シリカ及び疎水化処理されたチタン酸ストロンチウムの外添剤に加えて、疎水化処理されたルチルアナタース混晶型酸化チタンを外添したトナーである前記の画像形成用現像装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の画像形成用現像装置は、疎水化処理された負帯電性シリカと疎水化処理されたチタン酸ストロンチウムが外添処理されたトナーを表面に担持した、静電潜像担持体に形成された潜像を現像するトナー担持体を有し、該トナー担持体は電圧印加可能な芯体と、ローラ状芯体表面が凸凹に粗面化処理され、さらに、粗面化表面に高誘電性または高抵抗性のセラミックス被覆層を設けてトナー坦持体とするものであり、セラミックス被覆層を高誘電性または高抵抗性とすることにより、電界の集中を防止することができ、トナー中に存在する反対極性トナーやトナー母粒子から遊離した反対極性の外添剤粒子の静電吸着を防止できるので、短期的にはトナーの帯電性の低下がなく、また、長期的にもトナー坦持体表面のフィルミング現象を防止でき、画像均一性に優れるものとできる。また、画像均一性に優れるので、各色トナーの重ねに際して、色再現性に優れ、カラー画像形成用現像装置として適したものとできる。
【００１１】
また、芯体表面における凸部上のセラミックス被覆層の膜厚を、凹部上のセラミックス被覆層の膜厚より厚くすることにより、研磨等の粗面化処理を施すことなく、トナー坦持体表面をトナー搬送性に適した凸凹形状とすることができる。また、セラミックス被覆層の膜厚を薄膜化できるため、現像ローラ表面での電圧降下を抑制でき、高い出力の電源を用いることなく、所望の現像バイアスを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の画像形成用現像装置において、トナー担持体に担持させるトナーは、トナー母粒子に、疎水化処理された負帯電性シリカ微粒子、疎水化処理されたチタン酸ストロンチウム微粒子、あるいはこれらに加えてルチルアナタース混晶型酸化チタンの２種または３種の外添剤などの材料を添加して得られる。
本発明においては、シリカ微粒子、チタン酸ストロンチウム微粒子などのトナー母粒子に外部から添加する材料を外添剤といい、トナー母粒子にこれらの外添剤を付着させることを外添という。
【００１３】
本発明のトナーの製造に用いる、トナー母粒子を構成する材料について説明する。トナー母粒子は、結着樹脂および着色剤を主要な成分とし、更に、離型剤、分散剤、荷電制御剤等から構成されている。
結着樹脂としては、トナー用結着樹脂として使用されている合成樹脂が使用可能であり、例えばポリスチレン、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、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体等のスチレン系樹脂でスチレン又はスチレン置換体を含む単重合体又は共重合体、ポリエステル樹脂、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、ロジン変性マレイン酸樹脂、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、ポリウレタン樹脂、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、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂等が単独又は複合して使用できる。
【００１４】
トナーの定着は一般に熱定着法によって行われているので、結着樹脂のフロー軟化点（Ｔｍ）は低いことが好ましい。Ｔｍは、例えば、８５〜１４０℃であることが好ましく、９０〜１２０℃がより好ましく、１００〜１１０℃であることが更に好ましい。結着樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、４０〜９０℃であることが好ましく、５０〜８０℃であることが更に好ましい。なお、フロー軟化点（Ｔｍ）は、結着樹脂１．０ｇをペレット状に加圧成形してサンプルとし、定荷重押出型細管式レオメータ（島津製作所製  フローテスタＣＦＤ−５００Ｄ）を使用して、測定試料：１ｇを圧縮成型し、ダイ孔径：１．０ｍｍ、ダイ長さ：１．０ｍｍ、押出圧力：２．０ＭＰａによって、試料の１／２の量が流出した時点の温度を求める１／２法によって軟化点を求めたものである。
【００１５】
また、結着樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、示差走査熱量測定装置（セイコーインスツルメンツ製  ＤＳＣ−１２０）を用いて、測定試料の結着樹脂１０ｍｇをアルミニウム製試料容器に封入して、温度０℃から２００℃まで昇温速度１０℃／分で上昇して、第２回目の温度上昇時の結晶融解による吸熱の最大ピーク温度を、融点Ｔｍとして求めた。
【００１６】
これらの、結着樹脂は、乳化重合、分散重合、懸濁重合などの重合法、混錬・粉砕・分級工程を含む粉砕法などの方法によって製造される。最終的に得られるトナー粒子の均一性あるいは流動性などを考慮すると、結着樹脂は重合法で得られる樹脂が好ましい。また、結着樹脂は単独で用いてもよく、２種類以上を混合して用いてもよい。
【００１７】
着色剤としては、例えばカーボンブラック、ランプブラック、マグネタイト、チタンブラック、クロムイエロー、群青、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローＧ、ローダミン６Ｇ、カルコオイルブルー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、マラカイトグリーンレーキ、キノリンイエロー、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１８４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ソルベント・イエロー１６２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３等の染料および顔料を単独あるいは複合して使用できる。
【００１８】
離型剤としては、トナー用離型剤が使用可能である。例えばパラフィンワックス、マイクロワックス、マイクロクリスタリンワックス、キャデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、モンタンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、酸化型ポリエチレンワックス、酸化型ポリプロピレンワックス等が挙げられる。中でもポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、カルナバワックス、エステルワックス等を使用することが好ましい。
これらの離型剤は、単独であるいは組合せて使用することができる。離型剤としては、低軟化点あるいは融点を示す化合物が好ましく、軟化点が４０〜１３０℃、好ましくは５０〜１２０℃のものが好ましい。なお、軟化点は、先に説明した示差走査熱量測定装置で測定される吸熱曲線における吸熱の主ピーク値の温度で表される。
【００１９】
荷電調整剤としては、トナー用荷電調整剤が使用可能である。例えば、オイルブラック、オイルブラックＢＹ、ボントロンＳ−２２およびＳ−３４（オリエント化学工業製）、サリチル酸金属錯体Ｅ−８１、Ｅ−８４（オリエント化学工業製）、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（保土ヶ谷化学工業製）、カリックスアレン系化合物、有機ホウ素化合物、含フッ素４級アンモニウム塩系化合物、モノアゾ金属錯体、芳香族ヒドロキシルカルボン酸系金属錯体、芳香族ジカルボン酸系金属錯体、多糖類等が挙げられる。なかでもカラートナー用には無色ないしは白色のものが好ましい。
【００２０】
（トナー母粒子の製造）
トナー母粒子は上記した結着樹脂に、着色剤、並びに必要に応じて、離型剤、分散剤、帯電制御剤などを添加して製造される。
例えば、混練・粉砕・分級工程を含む粉砕法によるトナー母粒子の作製は、まず、結着樹脂、着色剤、および離型剤等の添加剤を所定量、例えば、ヘンシェルミキサー等の混合機に投入し、均一に混合する。結着樹脂、着色剤、および離型剤等の添加剤の混合割合は、トナーの色、帯電性などを考慮して、適宜決定される。
【００２１】
得られた混合物は、二軸混練押出機等の連続式混練機、加熱・加圧ニーダーに投入されて均一に溶融混練される。得られた溶融混練物を、粉砕手段を用いて、微粉砕し、所望の平均粒子径のトナー母粒子が得られる。粉砕は、ジェットエアーによる衝突粉砕機、機械式粉砕機等により行われる。次に、風力分級装置等によって得られたトナー母粒子の粒度が調整される。
粉砕法トナーにおける成分比としては、バインダー樹脂１００重量部に対して、着色剤は０．５〜１５重量部、好ましくは１〜１０重量部であり、また、離型剤は１〜１０重量部、好ましくは２．５〜８重量部であり、また、荷電制御剤は０．１〜７重量部、好ましくは０．５〜５重量部である。
【００２２】
また、重合法トナーとしては、懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法等により得られるトナーが挙げられる。懸濁重合法においては、重合性単量体、着色顔料、離型剤を、あるいはこれに加えて、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複合物を溶解又は分散させた単量体組成物を、懸濁安定剤を含む水相中に攪拌しながら添加して造粒し、重合させて所望の粒子径を有する着色重合粒子を形成することができる。
【００２３】
乳化重合法においては、単量体と離型剤を必要により更に重合開始剤、乳化剤（界面活性剤）などを水中に分散させて重合を行い、次いで凝集過程で着色剤、荷電制御剤、凝集剤等を添加することによって所望の粒子径を有する着色トナー粒子を形成することができる。
【００２４】
重合法トナー作製に用いられる材料において、着色剤、離型剤、荷電制御剤、に関しては、上述した粉砕トナーと同様の材料が使用できる。
重合性単量体成分としては、ビニル系モノマーが使用可能であり、例えば、スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−エチルスチレン、ビニルトルエン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｎ−ブチルスチレン、ｐ−フェニルスチレン、ｐ−クロルスチレン、ジビニルベンゼン、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸２−クロルエチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｎ−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、ケイ皮酸、エチレングリコール、プロピレングリコール、無水マレイン酸、無水フタル酸、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニル、酢酸ビニル、プロピレン酸ビニル、アクリロニトリル、メタクリルニトリル、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルナフタレン等が挙げられる。なお、フッ素含有モノマーとしては例えば２，２，２−トリフルオロエチルアクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピルアクリレート、フッ化ビニリデン、三フッ化エチレン、テトラフルオロエチレン、トリフルオロプロピレンなどはフッ素原子が負荷電制御に有効であるので使用が可能である。
【００２５】
乳化剤としては、例えばドデシルベンゼン硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウム、ドデシルアンモニウムクロライド、ドデシルアンモニウムブロマイド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、ドデシルピリジニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、ドデシルポリオキシエチレンエーテル、ヘキサデシルポリオキシエチレンエーテル、ラウリルポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンモノオレアートポリオキシエチレンエーテル等がある。
【００２６】
重合開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、４，４’−アゾビスシアノ吉草酸、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、２，２’−アゾビス−イソブチロニトリル等がある。
【００２７】
凝集剤としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸リチウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸亜鉛、硫酸アルミニウム、硫酸鉄等が挙げられる。
【００２８】
重合法トナーの円形度の調節法としては、乳化重合法は２次粒子の凝集過程で温度と時間を制御することで、円形度を自由に変えることができ、その範囲は０．９４〜１．００である。また、懸濁重合法では、真球のトナーの製造が可能であるため、円形度は０．９８〜１．００の範囲のものを得ることができる。また、円形度を調節するためにトナーのガラス転移温度以上で加熱変形させることで、円形度を０．９４〜０．９８まで調節することが可能となる。
【００２９】
また、本発明におけるトナーの個数平均粒径は、９μｍ以下であることが好ましく、８μｍ〜４．５μｍであることがより好ましい。９μｍよりも大きなトナーでは、１２００ｄｐｉ以上の高解像度で潜像を形成しても、その解像度の再現性が小粒子径のトナーに比べて低下し、また４．５μｍ以下になると、トナーによる隠蔽性が低下するとともに、流動性を高めるために外添剤の使用量が増大し、その結果、定着性能が低下する傾向があるので好ましくない。
【００３０】
本発明に用いられる負帯電性シリカ微粒子は、平均粒子径が４〜１２０ｎｍ、好ましくは５〜５０ｎｍ、さらに好ましくは平均粒子径が１０〜５０ｎｍの負帯電性シリカ微粒子が用いられる。負帯電性シリカ微粒子の平均粒子径が小さいほど、得られるトナーの流動性が高くなる。４ｎｍより小さいとトナー母粒子に埋没してしまうおそれがある。
一方、１２０ｎｍを超えると、流動性が極端に悪くなるおそれがある。なお、本明細書において、負帯電性シリカ、トナー母粒子、トナー粒子などの微粒子について平均粒子径というときは、特に断らない限り、体積平均粒子径を意味する。
また、本発明においては平均粒径は、電気抵抗法粒度分布測定装置（ベックマン・コールター社製マルチサイザーＩＩＩ）で測定した体積分布Ｄ５０で示した。  
【００３１】
負帯電性シリカ微粒子は表面が疎水化処理されているので、トナーの流動性および帯電性が向上する。疎水化処理は、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジクロロシランなどのシラン化合物；あるいはジメチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン、フッ素変性シリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル等のシリコーンオイルを用いて、行うことができる。
また、疎水化処理された負帯電性シリカ微粒子としては、日本アエロジル製のＲＸ２００、同ＲＸ５０、キャボット製のＴＧ８１１Ｆ、同ＴＧ８１０Ｇ、同ＴＧ３０８Ｆなどを挙げることができる。
これらの疎水化処理された負帯電性シリカ微粒子は、トナー母粒子１００重量部に対して０．５〜２．０重量部とすることが好ましい。０．５重量部よりも少ない場合には、負帯電性シリカ微粒子の添加の効果が得られず、一方、２．０重量部よりも多い場合には、外添剤の割合が多くなりすぎるために定着特性が阻害されるために好ましくない。
【００３２】
一般に、画像形成装置では、トナーカートリッジの現像剤容器あるいは独立した装着された現像容器等に一定量のトナーが充填されている。
画像形成の際に、外添剤としてトナー母粒子に付着した粒子がトナー母粒子から遊離することは避けることは困難であった。
【００３３】
トナーカートリッジ、あるいは現像剤容器に充填されたトナーは、トナーカートリッジあるいは現像剤容器の交換までは、交換あるいは補充されることはないので、従来のトナーにあっては、遊離した粒子の濃度が大きくなることは避けることができなかったが、本発明のトナーにおいては、疎水性負帯電性シリカに加えて、疎水化処理されたチタン酸ストロンチウムが添加されているので、現像時に現像ロールと静電潜像担持体の間に電界が印加されると誘電率の大きなチタン酸ストロンチウムが誘電分極し、誘電分極したチタン酸ストロンチウムにより、現像時のトナー飛翔性が良好となると共に、引き剥がし時の引き剥がし効果が良好となる。
また、引き剥がし効果が不足すると、画像の端部の濃度が濃くなる現象（エッジ効果）が著しくなり、好ましくない。良好な画像を得るには、飛翔性を良好とすると共に、引き剥がし効果も良好にする必要がある。
またトナー中にルチルアナタース混晶型酸化チタンを添加した場合には、酸化チタンは電荷集中部に凝集しやすいので、その電荷集中部に酸化チタンよりも誘電率の大きなチタン酸ストロンチウムが選択的に集まり、酸化チタンのフィルミングを回避することが可能となる。
【００３４】
チタン酸ストロンチウムの粒径は、５０〜５００ｎｍが好ましく、１００〜２００ｎｍであることがより好ましい。粒径が５００ｎｍより大きい場合には、チタン酸ストロンチウムの分散による効果が小さくなるため好ましくなく、また５０ｎｍよりも小さい場合には、その凝集作用が大きくなるため好ましくない。
【００３５】
また、チタン酸ストロンチウムは比較的導電性が大きな物質であるので、過剰に添加した場合には電荷が漏洩する結果、帯電性が低下する。また硬度も大きいので、過剰な添加は研磨剤としての作用が大きくなり、感光体の寿命を低下させることとなる。一方、添加量が少ない場合は、本来の機能を発揮しない。添加量としてはトナー母粒子１００重量部当たり、０．５〜２．０重量部が好ましい。
チタン酸ストロンチウムとしては、シランカップリング処理されたチタン工業製ＳＷ−１００Ｃを挙げることができる。
【００３６】
更に本発明のトナーには、疎水化処理されたルチルアナタース混晶型酸化チタンが混合されても良い。疎水性ルチルアナタース混晶型酸化チタンは、その結晶の形状が紡錘形状をしていることからトナー母粒子に埋没し難い特性を有している。したがって、電荷調整機能がより効果的に活かされるようになり、疎水性の負帯電性シリカの有する負帯電性能および流動性という特性と、疎水性ルチルアナタース混晶型酸化チタンの有する比較的低抵抗でかつ負の過帯電防止特性という特性とが相乗された機能がトナー母粒子に付与される。これにより、トナーはその流動性低下が防止されるとともに、負の過帯電が防止されることからより良好な負帯電特性を有するようになり、その結果、逆転写トナーの発生およびカブリが更に効果的に抑制される。
【００３７】
ルチルアナタース混晶型酸化チタンは、その長軸径が０.０２〜０.１０μｍ、長軸と短軸との軸比が２〜８のものが好ましい。また、ルチルアナタース混晶型酸化チタンとしては、疎水性処理されたチタン工業製のＳＴＴ−３０Ｓを挙げることができる。
また、両者の仕事関数が略同一である場合、チタン酸ストロンチウムと酸化チタン粒子が静電凝集することがなく、それぞれの機能を発揮することが可能となる。またチタン酸ストロンチウムの仕事関数が負帯電性シリカの仕事関数よりも大であれば、トナー母粒子表面の負帯電性シリカへの電荷注入が容易になり、帯電性が良好となる。
チタン酸ストロンチウムの帯電特性、仕事関数の調整は疎水化処理時に行うことができ、ルチルアナタース混晶型酸化チタンの疎水化処理に用いたものと同じシランカップリング剤によって疎水化処理することによって両者の仕事関数が略同一のものを得ることができる。
【００３８】
以下、本発明を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の画像形成用現像装置におけるトナー坦持体を説明する図である。
図１（ａ）は、トナー坦持体、すなわち現像ローラにおいて、芯体を金属ローラ２０１とする場合の断面図であり、金属ローラ２０１上にセラミックス被覆層２０２が被覆されている。金属ローラ２０１は、アルミニウム、ステンレス鋼、真鍮等の金属からなる厚みが０．５ｍｍ〜２ｍｍで、外径が１ｃｍ〜５ｃｍの円筒形状を有するものである。
【００３９】
図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ部の拡大断面図であり、金属ローラ２０１の外表面は、サンドブラスト加工、ローレット加工等の粗面化処理によって、その表面粗さ（Ｒｚ）が５μｍ〜１５μｍ、好ましくは７μｍ〜１０μｍとされる。Ｒｚが５μｍより小さいと、セラミックス被覆層を被覆した際にセラミックス被覆層表面の凸凹が十分に形成されず、また、１５μｍより大きいとセラミックス被覆層を被覆した際に形成されるセラミックス被覆層表面を所望の表面粗さとすることができず、トナー搬送性に問題が生じる。
【００４０】
粗面化処理を施された金属ローラ２０１表面には、多電極型のプラズマＣＶＤ法、ＨＣＤ型イオンプレーティング法を使用してセラミックス被覆層を形成することにより、金属ローラ表面の凸部上のセラミックス被覆層の膜厚：ｔ１を凹部上のセラミックス被覆層の膜厚：ｔ２より厚く成膜することができる。多電極型のプラズマＣＶＤ法、ＨＣＤ型イオンプレーティング法は電界の存在下での成膜であり、金属ローラ表面の凸部先端に電界が集中し、静電吸着により凸部には凹部に比してより厚く成膜でき、ｔ１＞ｔ２の関係に成膜できる。
【００４１】
高誘電率セラミックスとしては、窒化チタン、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化バナジウム等が例示される。
多電極型のプラズマＣＶＤ法により炭化ケイ素膜を成膜するには、テトラメチルシランを原料とし、また、窒化チタン、炭化チタン膜を成膜するには四塩化チタンを原料として成膜できる。
【００４２】
また、ＨＣＤ型イオンプレーティング法により窒化チタン膜を成膜するには、チタンを蒸発源とし、反応気体として窒素を使用し、また、炭化クロム膜を成膜するには、クロムを蒸発源とし、アセチレン反応気体とする等の方法によって成膜できる。
【００４３】
金属ローラ表面の凸部上のセラミックス被覆層の膜厚ｔ１は３μｍ〜１０μｍ、凹部上のセラミックス被覆層の膜厚ｔ２は１μｍ〜５μｍと膜厚とすることができ、また、ｔ１ をｔ２より２μｍ以上厚く形成するとよい。
【００４４】
成膜されるセラミックス被覆層の表面粗度：Ｒｚは２μｍ〜１２μｍ、好ましくは５μｍ〜１０μｍ、凸凹のピッチは１０μｍ〜５０μｍとするとよい。これにより、体積平均粒径が４．５μｍ〜９μｍのトナー粒子の搬送性に優れるものとすることができる。
【００４５】
また、セラミックス被覆層は比誘電率が１００以上の高誘電率セラミックス被覆層とするとよく、これにより、凸部に電荷が集中することのない被覆層とすることができる。プラズマＣＶＤ法やイオンプレーティング法によると、セラミックス被覆層を薄膜化できるので、現像ローラ表面に高誘電体層を設けても、現像ローラ表面の電圧降下を抑制することができる。
【００４６】
図２は、本発明の画像形成用現像装置の他の例のトナー坦持体の断面図であり、図２（ａ）は、芯体を支持体２０３上に被覆された導電性弾性ローラ２０４とする場合の断面図であり、導電性弾性ローラ２０４上にはセラミックス被覆層２０２が被覆される。
【００４７】
導電性弾性ローラ２０４は、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、エチレン−プロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ハイスチレンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、天然ゴム（ＮＲ）等に導電性物質が混練され、体積抵抗が１０-10 Ω・ｃｍ以下で厚みが０．５ｍｍ〜１０ｍｍ、外径が１ｃｍ〜５ｃｍの円筒形状を有するものである。
【００４８】
図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ部の拡大断面図であり、導電性弾性ローラ２０４の外表面は、サンドブラスト加工、ローレット加工等により粗面化処理され、その表面粗さ（Ｒｚ）が５μｍ〜１５μｍ、好ましくは７μｍ〜１０μｍとされる。Ｒｚが５μｍより小さいと、セラミックス被覆層２０２を被覆した際にセラミックス被覆層表面の凸凹が十分に形成されず、また、１５μｍより大きいとセラミックス被覆層を被覆した際に形成されるセラミックス被覆層表面を所望の粗さとできず、トナー搬送性に問題が生じるものとなる。
【００４９】
粗面化された導電性弾性ローラ２０４表面には、電着塗装によりセラミックス被覆層を形成するとよく、導電性弾性ローラ表面の凸部上のセラミックス被覆層の膜厚ｔ１を凹部上のセラミックス被覆層の膜厚ｔ２より厚く成膜することができる。電着塗装は電界の存在下での成膜であり、導電性弾性ローラ表面の凸部先端に電界が集中し、静電吸着により凸部には凹部に比してより厚く成膜でき、ｔ１＞ｔ２の関係に成膜できる。
【００５０】
電着塗料は、体積平均粒径が０．０５μｍ〜１μｍに調整された窒化ホウ素（ＢＮ）、炭化ケイ素、炭化チタン、窒化アルミニウム等の高抵抗のセラミックス粒子とカーボンブラック粒子とを、ナイロン等の電着樹脂と共にイソプロピルアルコール中に溶解・懸濁させたもので、電着塗料中に分散されたセラミックス粒子等を電気泳動作用により電着樹脂と共に導電性弾性ローラ表面に共析させるものである。
【００５１】
導電性弾性ローラ表面の凸部上におけるセラミックス被覆層の膜厚ｔ１としては３μｍ〜１０μｍ、凹部上のセラミックス被覆層の膜厚ｔ２は１μｍ〜５μｍに成膜し、ｔ１をｔ２より２μｍ以上厚く形成するとよい。
【００５２】
また、成膜されるセラミックス被覆層の表面粗度（Ｒｚ）は２μｍ〜１２μｍ、好ましくは５μｍ〜１０μｍ、凸凹のピッチが１０μｍ〜５０μｍとするとよい。これにより、体積平均粒径が４．５μｍ〜９μｍのトナー粒子の搬送性に優れるものとできる。
【００５３】
また、セラミックス被覆層としては、比抵抗が５０μΩ・ｃｍ以上、好ましくは７０μΩ・ｃｍ以上の高抵抗体層とするとよく、これにより、凸部に電界が集中することのない被覆層とすることができ、また、セラミックス被覆層を薄膜化でき、現像ローラ表面に高抵抗体層を設けても現像ローラ表面の電圧降下を抑制することができる。
【００５４】
本発明においては、セラミック被覆層の誘電率は、疎水化処理されたチタン酸ストロンチウムの誘電率よりも小さいことが好ましく、疎水化処理されたチタン酸ストロンチウムの表面の誘電分極によるトナーの飛翔性が良好なものとなる。
また、疎水化処理されたチタン酸ストロンチウムの表面に分極した負極性と、トナー表面の負極性の反発により、トナーの飛翔性が良好となる。
【００５５】
次に、本発明における画像形成用現像装置を装着したカラー画像形成装置について説明する。
図３は、タンデム型の画像形成装置の一例を示す断面図である。
画像形成装置１は、ハウジング３と、ハウジング３の上部に形成された排紙トレイ５と、ハウジング前面に開閉可能に設けられた扉体７とを備え、ハウジング３内には、露光ユニット９、画像形成ユニット１１、送風ファン１３、転写ベルトユニット１５及び給紙ユニット１７が設けられ、扉体７内には用紙搬送ユニット１９が設けられている。
【００５６】
画像形成ユニット１１には、イエロー現像ユニット２１Ｙ、マゼンタ現像ユニット２１Ｍ、シアン現像ユニット２１Ｃ及びブラック現像ユニット２１Ｋの４色の現像ユニットが装着されている。各現像ユニットには、感光ドラム２３と、感光ドラム２３の周囲に設けられた、コロナ帯電手段２５と、本発明の現像装置１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋとが配設されている。
【００５７】
転写ベルトユニット１５は、図示しない駆動源に回転駆動される駆動ローラ２７と、駆動ローラ２７の斜め上方に設けられる従動ローラ２９と、テンションローラ３１と、これら各ローラ間に張架され、図３に示す反時計方向Ｘへ循環駆動される中間転写ベルト３３と、中間転写ベルト３３の表面に当接するクリーニング手段３４とを備えている。従動ローラ２９、テンションローラ３１および中間転写ベルト３３は、駆動ローラ２７に対して傾斜するように並んで配設されており、これにより中間転写ベルト３３が駆動されるとき、ベルト搬送方向Ｘが下向きになるベルト面３５が下側に位置し、搬送方向が上向きとなるベルト面３７が上側に位置するようになっている。
【００５８】
感光ドラム２３は、ベルト面との接触面がアーチ状の線上に位置するように配置されてベルト面３５に圧接され、図３中、矢印で示す方向に回転駆動される。テンションローラ３１の位置を調節することにより、中間転写ベルト３３の張力、アーチの曲率等を制御することができる。
【００５９】
駆動ローラ２７は、２次転写ローラ３９のバックアップローラを兼ねている。また駆動ローラ２７の周面には、例えば、厚さ３ｍｍ程度、体積抵抗率１０5 Ω・ｃｍ以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、２次転写ローラ３９を介して供給される２次転写バイアスの導電経路を構成している。また駆動ローラ２７の径は従動ローラ２９及びテンションローラ３１の径より小さく、これにより２次転写後の記録紙が記録紙自身の弾性力で剥離し易くすることができる。従動ローラ２９はクリーニング手段３４のバックアップローラとしても機能している。
【００６０】
クリーニング手段３４は、搬送方向下向きのベルト面３５側に設けられ、２次転写後に中間転写ベルト３３の表面に残留しているトナーを除去するクリーニングブレード４１と、回収したトナーを搬送するトナー搬送経路４２とを備えている。クリーニングブレード４１は、従動ローラ２９に中間転写ベルト３３が巻回している箇所に当接している。また中間転写ベルト３３の裏面には、各色の画像形成ユニット２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１Ｋの感光ドラム２３に対向する位置に１次転写部材４３が当接し、１次転写部材４３には転写バイアスが印加される。
【００６１】
露光ユニット９は、画像形成ユニット１１の斜め下方の空間に設けられており、その斜め上方には送風ファン１３が設けられている。露光ユニット９の下方には給紙ユニット１７が設けられている。露光ユニット９は、底部にポリゴンミラーモータ４５及びポリゴンミラー４７からなるスキャナ手段４９を垂直に配設している。また光路Ｂには、単一のｆ−θレンズ５１及び反射ミラー５３が設けられ、反射ミラー５３の上方には各色の走査光路が感光ドラム２３にそれぞれ非平行となって折り返すように複数の折り返しミラー５５が設けられている。
【００６２】
露光ユニット９では、ポリゴンミラー４７から各色に対応した画像信号が、共通のデータクロック周波数に基づいて変調形成されたレーザビームで射出され、ｆ−θレンズ５１、反射ミラー５３、折り返しミラー５５を経て、各色の画像形成ユニット２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１Ｋに対応する感光ドラム２３に照射され、潜像が形成される。各色の画像形成ユニット１１に対する露光ユニット９のポリゴンミラー４７から感光ドラム２３までの光路長がほぼ同一の長さになるように構成されており、そのため各光路で走査された光ビームの走査幅もほぼ同一になり、画像信号の形成にも特別な構成を必要としない。したがってレーザ光源は、それぞれ異なる画像信号によってそれぞれ異なる色の画像に対応して変調されるにも関わらず、共通のデータクロック周波数に基づいて変調形成可能であり、共通の反射面を用いるために副走査方向の相対差から生じる色ずれを防止し、構造が簡単で安価なカラー画像形成装置を構成することができる。
【００６３】
送風ファン１３は、冷却手段として機能し、矢印の方向へ空気を導き、露光ユニット９やその他の発熱部からの熱を放出する機能を果たす。これによりポリゴンミラーモータ４５の温度上昇を抑制し、画質劣化の防止とポリゴンミラーモータ４５の寿命の長期化を図ることができる。
【００６４】
給紙ユニット１７は、記録媒体Ｐが積層されている給紙カセット５７と、給紙カセット５７から記録媒体Ｐを１枚ずつ給送するピックアップローラ５９とを備えている。用紙搬送ユニット１９は、２次転写部への記録媒体Ｐの給紙タイミングを規定するゲートローラ対６１と、駆動ローラ２７及び中間転写ベルト３３に圧接される２次転写ローラ３９と、定着手段６３と、排紙ローラ対６５と、両面プリント用搬送路６７とを備えている。
【００６５】
定着手段６３は、少なくとも一方にハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵した回転自在な定着ローラ対６９と、定着ローラ対６９の少なくとも一方側のローラを他方側へ押圧付勢してシート材に２次転写された２次画像を記録媒体Ｐに押圧する押圧手段とを有し、記録媒体に２次転写された２次画像は、定着ローラ対６９の形成するニップ部において所定温度で記録媒体に定着される。
【００６６】
本発明で使用する現像装置１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｋは、トナーを循環して使用するものであり、各画像形成ユニット２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１Ｋにセットして使用する。これら現像装置の構成は基本的に同じである。
【００６７】
図４は、本発明の現像装置の一例を説明する断面図である。
現像装置１００は、内部にほぼ円筒状のトナー収容部１０１が形成されたハウジング１０３を備え、ハウジング１０３に対して供給ローラ１０５および現像ローラ１０７が設けられている。現像装置１００が図３に示す画像形成ステーションにセットされた状態では、現像ローラ１０７は感光ドラム２３に対して僅かな間隔、例えば１００〜３００μｍを設けて配置されており、感光ドラム２３の回転方向（図中の矢印参照）と反対方向へ回転駆動しながら、現像ローラ１０７の周面に供給されたトナーで感光ドラム２３上に形成された潜像を現像する機能を有する。
このような現像作用は、現像ローラ１０７に現像バイアス電源（図示しない）から直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスを印加させて、感光ドラム２３に形成された静電潜像部分に現像ローラ１０７からトナーが供給されることにより行われる。なお、現像ローラ１０７を感光ドラム２３の周面に接触させて現像を行うことも可能である。
【００６８】
供給ローラ１０５は、表面がウレタンスポンジで形成されており、供給ローラ１０５の周面が現像ローラ１０７に接触した状態で現像ローラ１０７と同方向、図４では反時計回り方向に回転可能である。供給ローラ１０５にも現像ローラ１０７に印加される現像バイアス電圧と同等の電圧が印加される。
【００６９】
現像ローラ１０７には、規制ブレード１０９が、板バネ部材１１１及びその下側に設けられる弾性部材１１２の作用により、常時現像ローラ１０７の周面の長手方向に亘って均一となるように圧接されており、現像ローラ１０７の周面に付着したトナーのうち余分な分を掻き落として、一定量のトナーが現像ローラ１０７の周面に担持されるようにしている。また規制ブレード１０９は、トナー１１３を適切に帯電させる機能をも有する。
【００７０】
掻き落とされたトナーは、自然落下してトナー収容部１０１内のトナー１１３に混入される。また現像ローラ１０７周面の上側には、ハウジング１０３に一端が固定されているシール部材１１５の他端側が圧接しており、これによりハウジング１０３内のトナー１１３が外部へ飛散することを防止している。
【００７１】
トナー収容部１０１内には、回転軸１１７を中心として図４の時計回り方向に回転する攪拌手段１１９が設けられている。攪拌手段１１９は、回転軸１１７を中心に互いに反対方向へ延びる２つのアーム部材１２１を備え、各アーム部材１２１はトナー収容部１０１の断面の円の直径よりも若干短い寸法に設定されている。各アーム部材１２１の先端からは攪拌手段１１９の回転方向と反対方向へ撹拌フィン１２３が延びている。
撹拌フィン１２３は、可撓性を有する板状部材から構成されており、その先端側は可撓性に起因する弾性力により円筒状のトナー収容部１０１の内周面に圧接している。このような構成により攪拌手段１１９が回転するとき、トナー収容部１０１の内周面と撹拌フィン１２３との間の領域１２５に存在するトナー１１３を撹拌フィン１２３で掻き上げるようにして、後述するトナーガイド部材上に搬送することができる。
【００７２】
トナー収容部１０１内に収容されるトナー１１３の上面１１４は、規制ブレード１０９が現像ローラ１０７の周面に当接している箇所１２７よりも低い位置となるように設定されている。これはトナー量が規制ブレード１０９を埋没させる程多いと、規制ブレード１０９によって掻き落とされたトナーが当該規制ブレードの近くに存在することになる結果、トナー収容部１０１内へ戻される循環経路が阻害され、また規制ブレード１０９が現像ローラ１０７から余分なトナーを掻き落として現像領域に搬送するトナー量を規制する機能およびトナーを適切に帯電させる機能が阻害されるからである。
【００７３】
図４に示したトナー収容部１０１内に収容されるトナー１１３の上面１１４の位置は、より具体的には、規制ブレード１０９の下端より下方であって、板バネ部材１１１と弾性部材１１２との交点１２８の位置を上限として設定されている。トナー収容部１０１内のトナー１１３の上面１１４の位置が、前記交点１２８より上にまでくると板バネ部材１１１の動きを拘束する虞があり、これにより適正な規制圧が得られなくなる虞があり、その結果として、イ．一定量のトナーを現像ローラ１０７の周面に担持させる機能、ロ．トナーを適正に帯電させる機能、が阻害されるおそれがある。しかし、上記の如く、トナー１１３の上面１１４位置の上限を前記交点１２８の位置とすることにより、前記各機能が阻害されるおそれをなくすことができる。
【００７４】
規制ブレード１０９が現像ローラ１０７の周面に当接している箇所１２７と、トナー収容部１０１内に収容されるトナー１１３の上面１１４との間には、トナー１１３の安息角以上の傾斜角度でトナーの上面１１４側へ斜めに傾斜しているトナー案内面１２９がハウジング１０３の一部として形成されている。トナー案内面１２９は、規制ブレード１０９によって現像ローラ１０７の周面から掻き落とされたトナー１１３をトナー収容部１０１側へ案内する機能を有する。
【００７５】
規制ブレード１０９によって現像ローラ１０７の周面から掻き落とされたトナー１１３は、必ずしもトナー案内面１２９によってトナー収容部１０１に案内される必要はなく、掻き落とされたトナー１１３が直接、トナー収容部１０１に落下するような構成としてもよい。このように規制ブレード１０９が現像ローラ１０７の周面に当接している箇所１２７の下方には、規制ブレード１０９によって現像ローラ１０７の周面から掻き落とされたトナー１１３がトナー収容部１０１へ導かれるためのトナー案内空間部１３１が形成されている。
【００７６】
トナー収容部１０１の上方にはトナーガイド部材１３３が設けられている。トナーガイド部材１３３は、供給ローラ１０５から離れた側の端部１３４に設けられ、撹拌フィン１２３によって搬送されたトナー１１３を掻き取るための鋭角的に形成されたスクレーパ１３５と、該スクレーパ１３５よりも供給ローラ１０５側において上面側がトナー１１３の安息角以上の角度で傾斜し且つ平面的に形成された平坦搬送部１３７と、該平坦搬送部１３７の下流側に形成され、上面側が凹曲面を形成するように湾曲している湾曲部１４１と、該湾曲部１４１より下流側において供給ローラ１０５の周面に設定された適切な線圧で接触している当接部１４３とを備えて成る。前記平坦搬送部１３７、前記湾曲部１４１および前記当接部１４３を含むトナーガイド部材１３３の表面粗さは、トナー平均粒径未満に形成されている。
【００７７】
また、上記の当接部１４３の存在により、供給ローラ１０５の下面側に付着しているトナー１１３が重力により落下し、現像ローラへ供給できるトナーの量が減少することによる画像濃度低下を防止することができる。また湾曲部１４１と供給ローラ１０５の周面との間には、断面が楔形に狭まるようなトナーの一時貯留部１３９が形成されている。ここで断面が楔状とは、入口側が相対的に大きく、トナーの進行方向に向かって狭くなっていき、且つ楔の先端側においてトナーが自然滑落しない程度に十分狭くなっていることを意味する。
【００７８】
このような形状を有するトナーガイド部材１３３では、撹拌フィン１２３によって搬送されたトナー１１３をスクレーパ１３５で掻き取った後、トナー１１３は平坦搬送部１３７に沿って、その幅方向に亘って及びその傾斜方向の任意の地点において均一の速度で重力落下してゆき、一旦、トナーの一時貯留部１３９に貯留される。楔形に狭まるトナーの一時貯留部１３９では、トナー１１３が狭い領域に進行していくのに伴い、供給ローラ１０５の周面に対する圧接力が徐々に増加するため、供給ローラ１０５の周面にトナー１１３が押し付けられて、該周面にトナー１１３が担持され易くなる。尚、トナー１１３が当接部１４３を越えて押し出された場合には、トナー案内空間部１３１を落下して、直接にまたはトナー案内面１２９に案内されてトナー収容部１０１に戻される。
【実施例１】
【００７９】
（トナー母粒子の調製）
スチレンモノマー８０重量部、アクリル酸ブチルモノマー２０重量部、アクリル酸モノマー５重量部からなるモノマー混合物を調製した。次いで、この混合物を、水１０５重量部、ノニオン系乳化剤（日本乳化剤製  ニューコール５０６）１重量部、アニオン系乳化剤（ライオン製  リボタックＴＥ）１．５重量部、および過硫酸カリウム０．５５重量部からなる水溶液に加え、分散・乳化して、乳化重合を行い、乳白色の粒径０．２５μｍの樹脂エマルジョンを得た。
【００８０】
得られた樹脂エマルジョン２００重量部、ポリエチレンワックスエマルジョン（三洋化成工業製）２０重量部およびフタロシアニンブルー７重量部を、界面活性剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを０．２重量部含有する水中に分散した。次に、ジエチルアミンを添加してｐＨを５．５に調整した後、攪拌しながら電解質として硫酸アルミニウムを０．３重量部加えた。
次いで、乳化・分散装置（特殊機化工業製ＴＫホモミキサー）で高速攪拌し、分散を行った。さらに、スチレンモノマー４０重量部、アクリル酸ブチル１０重量部、およびサリチル酸亜鉛５重量部を水４０重量部とともに添加し、窒素気流下で攪拌しながら、９０℃に加熱し、過酸化水素水５重量部を加えて５時間重合させ、粒子を成長させた。
【００８１】
重合停止後、会合粒子の結合強度を向上させるためにｐＨを５以上に調製しながら、９５℃に昇温し、９５℃で５時間保持した。
得られた粒子を水洗し、４５℃で真空乾燥を１０時間行った。この方法で、体積平均粒径が７．０μｍのトナー母粒子を調製した。得られたトナー母粒子の平均円形度は、０．９７であった。
【００８２】
なお、本発明において円形度の測定は、フロー式粒子像解析装置（シスメックス製  ＦＰＩＡ２１００）を用いて行い、下記式（１）で表現した。
Ｒ＝Ｌ0／Ｌ1…（１）
ただし、Ｌ1 は、測定対象のトナー粒子の投影像の周囲長（μｍ）である。
Ｌ0 は、測定対象のトナー粒子の投影像の面積に等しい真円の周囲長（μｍ）である。
【００８３】
（トナー１の調製）
得られたトナー母粒子１００重量部に対して、外添剤として、ヘキサメチルジシラザンで疎水化処理した平均粒径１０ｎｍの疎水性の負帯電性シリカ（日本アエロジル製  ＲＸ２００）を１重量部、およびシランカップリング剤によって疎水化処理した平均粒径８０ｎｍのチタン酸ストロンチウム（チタン工業製  ＳＷ−１００Ｃ）０．５重量部を添加してヘンシェルミキサー（三井鉱山製ＦＭ２０Ｂ型）を用い、攪拌羽根周速３０ｍ／ｓｅｃ、攪拌時間５ｍｉｎの条件にてトナー母粒子に外添剤を添加する処理を行ってトナー１を調製した。
【００８４】
また、疎水化処理したチタン酸ストロンチウム（チタン工業製  ＳＷ−１００Ｃ）の誘電率を直径２５ｍｍの円筒状の容器に、チタン酸ストロンチウム２ｇを投入し、上部に蓋をして９８ｋＮ（１０トンの荷重）の力を１５秒間加えるてことにより、錠剤に成形し、得られた錠剤を誘電率測定装置（日本ヒューレットパッカード製プレシジョンLCRメータHP4284A）によって、誘電体測定用電極（HP16451B）を用い、２５℃における周波数２ｋＨｚでの誘電率を測定した。チタン酸ストロンチウムの誘電率は５２３Ｆ／ｍであった。
【００８５】
（トナー担持体１の作製）
ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）の厚み１ｍｍ、外径１８ｍｍの金属管状体の表面を、ブラスト砥粒：１００〜２００番のアルミナビーズを用いてショットブラスト処理し、表面粗度（Ｒｚ）を３μｍとした。
【００８６】
次いで、粗面化した金属管状体表面に、多電極型のプラズマＣＶＤ装置を用いて、テトラメチルシランを、流量５００ｃｍ3 ／ｍｉｎで供給しながら、１６０℃、圧力１３．３ｋＰａで炭化ケイ素膜からなるセラミック被覆層を成膜してトナー担持体１を作製した。
トナー担持体の表面粗度（Ｒｚ）は９μｍであった。
【００８７】
セラミックス被覆層の膜厚をローラから断片を切り出し、更にライカ製ウルトラミクロトームＥＭ−ＵＣ６にて厚さ２００μｍの薄切片試料を作製して、この薄切片に金蒸着を行い、走査電子顕微鏡（日立製作所製Ｓ−３０００）にて断面の観察を行った。
断面の観察では、ローラにおける内層と被覆層の成分がそれぞれ異なるため、反射像における画像濃度が異なるため、膜厚の観察が可能であった。
以上の方法で凸部及び凹部の被覆層の膜厚をそれぞれ１０点測定し、その測定値の加重平均値により膜厚を測定した。凸部上のセラミックス被覆層の膜厚ｔ１は８μｍ、凹部上のセラミックス被覆層の膜厚ｔ２は３μｍであった。
【００８８】
また、セラミック被覆層の誘電率を、先に示したチタン酸ストロンチウムの誘電率の測定方法と同様にして測定したところ、トナー担持体の誘電率は、１２５Ｆ／ｍであった。
【００８９】
（評価方法）
作製したトナー担持体をカラーレーザープリンター（セイコーエプソン製  ＬＰ９０００Ｃ）のブラック現像カートリッジに取付け、また調製したトナーを充填して、Ａ３判の用紙にベタ画像を印字した際の画像先端と後端の画像濃度、及びＡ４判で、トナー消費量が紙面の全面積の５％である５％トナー消費パターンを５００枚毎連続印字した後、同じくＡ３判のベタ画像を印字して画像先端と後端の画像濃度を、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製５２８型濃度計を用いて測定するという操作を繰り返し行って印字特性を評価した。
【００９０】
トナーカートリッジの装着後、第１枚目に出力された画像を初期画像とし、初期画像における先後端の画像濃度差と、５％トナー消費パターンで連続印字を行った後の先後端の画像濃度差との差が、０．３より大きい場合は均一性が不良と判断し、その時の５％トナー消費パターンの連続印字枚数を均一印字枚数とした。
また初期及び耐久性の限界となる枚数での現像ローラ上に搬送されるトナー層の帯電量を、帯電量測定装置（ホソカワミクロン製 E-SPARTアナライザー）を用いて測定した。測定条件は、吸引流量０．２リットル／ｍｉｎ、集塵空気流量０．６リットル／ｍｉｎ、吹付け窒素圧力０．０２Ｍｐａとし、３０００個のトナーカウント数で帯電量を求めて、初期帯電量、印字後帯電量として表１に示す。
【実施例２】
【００９１】
（トナー２の調製）
実施例１と同様に調製したトナー母粒子１００重量部に対して、外添剤として、ヘキサメチルジシラザンで疎水化処理した平均粒径１０ｎｍの負帯電性シリカ（日本アエロジル製  ＲＸ２００）を０．５重量部、ヘキサメチルジシラザンで疎水化処理した平均粒径５０ｎｍの負帯電性シリカ（日本アエロジル製  ＲＸ５０）を０．５重量部、およびシランカップリング剤によって疎水処理した平均粒径８０ｎｍのチタン酸ストロンチウム（チタン工業製  ＳＷ−１００Ｃ）０．８重量部を添加したことを除き実施例１と同様にしてトナー２を調製した。
【００９２】
（トナー担持体２の作製）
ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）の厚み１ｍｍ、外径１７ｍｍの金属管状体の表面を、ブラスト砥粒：１００〜２００番のアルミナビーズを用いてショットブラスト処理し、表面粗度（Ｒｚ）を３μｍとした。
次いで、金属管状体上に、シリコーンゴムを１ｍｍの膜厚で被覆した導電性シリコーンゴム（表面比抵抗１×１０6 Ω・ｃｍ）表面を、トラバース加工により粗面処理し、表面粗度（Ｒｚ）を５μｍとした。
【００９３】
次いで、粗面化した導電性シリコーンゴム製ローラ表面に、電着塗料として、平均粒径１μｍに調整された炭化ケイ素粒子１０重量部、カーボンブラック粒子１０重量部、ナイロン樹脂８０重量部をイソプロパノールに懸濁、および溶解して固形分１０質量％とした懸濁液を使用し、電着塗装装置によって印加電圧１５０Ｖの条件で、セラミックス被覆層を電着塗装してトナー担持体２を作製した。トナー担持体２の表面粗度（Ｒｚ）は９μｍであった。
また、セラミックス被覆層の膜厚を実施例１と同様に測定したところ、導電性シリコーンゴムからなる面上における凸部上のセラミックス被覆層の膜厚ｔ１は７μｍ、凹部上のセラミックス被覆層の膜厚ｔ２は４μｍであった。
【００９４】
また、セラミック被覆層の誘電率を、先に示したチタン酸ストロンチウムの誘電率の測定方法と同様にして測定したところ、トナー担持体の誘電率は、２５６Ｆ／ｍであった。
【００９５】
（評価方法）
作製したトナー担持体２をカラーレーザープリンター（セイコーエプソン製  ＬＰ９０００Ｃ）のブラック現像カートリッジに取付け、また調製したトナー２を充填した点を除き実施例１と同様に評価をし、その結果を表１に示した。
【実施例３】
【００９６】
（トナー３の調製）
実施例１と同様に調製したトナー母粒子１００重量部に対して、外添剤として、ヘキサメチルジシラザンで疎水化処理した平均粒径１０ｎｍの負帯電性シリカ（日本アエロジル製  ＲＸ２００）を１重量部、およびシランカップリング剤によって疎水処理した平均粒径８０ｎｍのチタン酸ストロンチウム（チタン工業製  ＳＷ−１００Ｃ）０．５重量部、およびシランカップリング剤によって疎水化処理した平均粒径２０ｎｍのルチルアナタース混晶型チタン酸化物（チタン工業製  ＳＴＴ−３０Ｓ）０．５重量部を添加したことを除き実施例１と同様にトナー３を調製した。
【００９７】
（評価方法）
実施例１のトナー１に代えてトナー３を用いた点を除き実施例１と同様にして実施例１と同様に評価をし、その結果を表１に示した。
【００９８】
比較例１
（トナー４の調製）
実施例１と同様に調製したトナー母粒子１００重量部に対して、外添剤として、ヘキサメチルジシラザンで疎水化処理した平均粒径１０ｎｍの負帯電性シリカ（日本アエロジル製  ＲＸ２００）を１重量部、およびシランカップリング剤によって疎水化処理した平均粒径２０ｎｍのルチルアナタース混晶型チタン酸化物（チタン工業製  ＳＴＴ−３０Ｓ）０．５重量部を添加したことを除き実施例１と同様にしてトナー４を調製した。
【００９９】
（トナー担持体３の作製）
ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製の厚み１ｍｍ、外径１７ｍｍの金属管状体の表面を、ブラスト砥粒：１００〜２００番のアルミナビーズを用いてショットブラスト処理し、表面粗度（Ｒｚ）を３μｍとした。
次いで、金属管状体上に、ニトリルブタジエンゴムを１ｍｍの膜厚で被覆した導電性ニトリルブタジエンゴム製ローラ（表面比抵抗１×１０6 Ω・ｃｍ、外径１８ｍｍ）表面を、プランジ加工法により粗面処理し、表面粗度（Ｒｚ）を３μｍとした。
【０１００】
次いで、粗面化したニトリルブタジエンゴム表面に、電着塗料として、カーボンブラック粒子１０質量部、ナイロン樹脂８０重量部をイソプロパノールに溶解・懸濁して固形分１０質量％とした懸濁液を使用し、電着塗装装置によって印加電圧１５０Ｖを印加して電着塗装してトナー担持体３を作製した。トナー担持体３の表面粗度（Ｒｚ）は７μｍであった。
また、トナー担持体３のセラミックス被覆層の膜厚を実施例１と同様に測定したところ、導電性ニトリルブタジエンゴム表面における凸部上のセラミックス被覆層の膜厚ｔ１は１０μｍ、凹部上のセラミックス被覆層の膜厚ｔ２は１５μｍであった。
【０１０１】
また、セラミック被覆層の誘電率を、先に示したチタン酸ストロンチウムの誘電率の測定方法と同様にして測定したところ、トナー担持体の誘電率は、１８６Ｆ／ｍであった。
【０１０２】
（評価方法）
作製したトナー担持体３をカラーレーザープリンター（セイコーエプソン製  ＬＰ９０００Ｃ）のブラック現像カートリッジに取付け、また調製したトナー４を充填した点を除き実施例１と同様に評価をし、その結果を表１に示した。
【０１０３】
比較例２
（トナー５の調製）
実施例１と同様に調製したトナー母粒子１００重量部に対して、外添剤として、ヘキサメチルジシラザンで疎水化処理した平均粒径１０ｎｍの負帯電性シリカ（日本アエロジル製  ＲＸ２００）を０．５重量部を添加したことを除き実施例１と同様にしてトナー５を調製した。
【０１０４】
（評価方法）
実施例１の評価方法においてトナー１に代えてトナー４を用いた点を除き実施例１と同様に評価をし、その結果を表１に示した。
【０１０５】
比較例３
（評価方法）
実施例３の評価方法においてトナー３に代えてトナー４を用いた点を除き実施例３と同様に評価をし、その結果を表１に示した。
【０１０６】
比較例４
（トナー６の調製）
実施例１と同様に調製したトナー母粒子１００重量部に対して、外添剤として、ヘキサメチルジシラザンで疎水化処理した平均粒径１０ｎｍの負帯電性シリカ（日本アエロジル製  ＲＸ２００）を１重量部、およびシランカップリング剤によって疎水処理した平均粒径８０ｎｍのチタン酸ストロンチウム（チタン工業製  ＳＷ−１００Ｃ）０．５重量部、およびシランカップリング剤によって疎水化処理した平均粒径２０ｎｍのルチル型チタン酸化物（チタン工業製  ＳＴ−４８０Ａ）０．５重量部を添加したことを除き実施例１と同様にしてトナー６を調製した。
（評価方法）
実施例３の評価方法においてトナー３に代えてトナー６を用いた点を除き実施例３と同様に評価をし、その結果を表１に示した。
【０１０７】
表１
初期画像均一性 初期帯電量（Q/M）均一印字枚数  印字後帯電量(Q/M)
実施例１    良好          -14.3μＣ/g       6000 (枚)       -15.2μＣ/g
実施例２    良好          -16.1             6000            -15.8
実施例３    良好          -13.6             6000            -14.3
比較例１    不良          -17.2              500            -12.1
比較例２    不良          -19.5             1500            -23.4
比較例３    良好          -16.1             2000             -9.1
比較例４    良好          -15.3             1500            -20.6
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明の画像形成用現像装置によれば、帯電特性が良好なトナーと、表面凸凹に起因する電界集中の発生を防止したトナー担持体を組み合わせたことにより、トナーの帯電性を低下させず、また、多数枚の画像形成を行った後にもトナー坦持体表面のフィルミング現象がなく、画像均一性に優れると共にトナー搬送性に優れ、また、現像ローラ表面での電圧降下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】図１は、本発明の画像形成用現像装置におけるトナー坦持体を説明する図である。
【図２】図２は、本発明の画像形成用現像装置の他の例のトナー坦持体の断面図である。
【図３】図３は、タンデム型の画像形成装置の一例を示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の現像装置の一例を説明する断面図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１…画像形成装置、３…ハウジング、露光ユニット９、１１…画像形成ユニット、１５…転写ベルトユニット、１７…給紙ユニット、１９…用紙搬送ユニット、２１Ｙ…イエロー現像ユニット、２１Ｍ…マゼンタ現像ユニット、２１Ｃ…シアン現像ユニット、２１Ｋ…ブラック現像ユニット、２３…感光ドラム、２５…コロナ帯電手段、１００，１００Ｙ，１００Ｍ，１００Ｃ，１００Ｋ、…現像装置、１０１…トナー収容部、１０３…ハウジング、１０５…供給ローラ、１０７…現像ローラ、１０９…規制ブレード、１１１…板バネ部材、１１２…弾性部材、１１３…トナー、２０１…金属ローラ、２０２…セラミックス被覆層、２０３…支持体、２０４…導電性弾性ローラ
【図１】
2007093758.tif 000003
【図２】
2007093758.tif 000004
【図３】
2007093758.tif 000005
【図４】
2007093758.tif 000006