(57)【要約】【課題】現像ローラへのトナー付着量およびトナーの帯電量を安定させることができる小型の現像装置およびそれを備えた画像形成装置を提供すること。【解決手段】現像剤を収容する現像剤槽と、該現像剤槽内に設けられて現像剤を画像形成装置の感光体ドラムに供給する現像ローラと、前記現像剤槽内に設けられて前記現像ローラに現像剤を供給する供給ローラと、前記現像剤槽内の前記現像ローラの上方近傍位置に設けられて前記現像ローラに付着する現像剤の付着量を制御するドクターローラと、前記現像剤槽内の前記供給ローラの上方に設けられて現像剤を撹拌する撹拌パドルとを備え、前記現像ローラの軸心を交点として前記ドクターローラと前記現像ローラと前記供給ローラの各軸心を結ぶ２直線の交わる角度が９０°〜１３０°に設定され、かつ前記供給ローラの軸心を交点として前記現像ローラと前記供給ローラと前記撹拌パドルの各軸心を結ぶ２直線の交わる角度が５０°〜９０°に設定されたことを特徴とする現像装置。【選択図】図２
2013213923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収容する現像剤槽と、該現像剤槽内に設けられて現像剤を画像形成装置の感光体ドラムに供給する現像ローラと、前記現像剤槽内に設けられて前記現像ローラに現像剤を供給する供給ローラと、前記現像剤槽内の前記現像ローラの上方近傍位置に設けられて前記現像ローラに付着する現像剤の付着量を制御するドクターローラと、前記現像剤槽内の前記供給ローラの上方に設けられて現像剤を撹拌する撹拌パドルとを備え、
前記現像ローラの軸心を交点として前記ドクターローラと前記現像ローラと前記供給ローラの各軸心を結ぶ２直線の交わる角度が９０°〜１３０°に設定され、かつ前記供給ローラの軸心を交点として前記現像ローラと前記供給ローラと前記撹拌パドルの各軸心を結ぶ２直線の交わる角度が５０°〜９０°に設定されたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記撹拌パドルが、前記供給ローラの外周面と前記現像ローラの外周面に当接可能に設けられている請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記現像剤槽は、底壁と側壁とを有しており、
前記供給ローラは、前記現像剤槽の底壁と側壁との間の隅部に配置されている請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記供給ローラの軸心が、前記現像ローラの軸心の斜め下方に配置されており、
前記撹拌パドルの軸心が、前記供給ローラの前記現像ローラとは反対側の外周面と接する仮想垂直面よりも供給ローラの軸心側に配置されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項５】
前記撹拌パドルが、回転軸と、回転軸に固定された羽根とを有し、
前記羽根は、前記回転軸に固定された内端を有する内側羽根部と、該内側羽根部の外端側に設けられた外側羽根部と、該外側羽根部の内端と前記内側羽根部の外端とを連結するヒンジ部とを有してなる請求項１〜４のいずれか１つに記載の現像装置。
【請求項６】
前記羽根が、金属製である請求項５に記載の現像装置。
【請求項７】
前記羽根が、前記外側羽根部を回転方向へ弾発付勢する弾発部材をさらに有する請求項５または６に記載の現像装置。
【請求項８】
表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、該感光体ドラムの表面を帯電させる帯電装置と、前記感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する露光装置と、前記感光体ドラムの表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する請求項１〜７のいずれか１つに記載の現像装置と、該現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、前記感光体ドラムの表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置およびそれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式を用いた複写機、プリンター、ＭＦＰ等の画像形成装置に対して、小型化を求めるユーザが多くなってきている。従来の画像形成装置は、４色カラー画像に対応するために、各色トナー用の現像装置と現像装置がタンデム配置された形式となっており、これらを小型化することが装置全体を小型化する上で有効である。しかしながら、現像装置を単に全体的に小さくしただけでは、現像装置の現像剤を収容する現像剤槽の容量が小さくなってしまう。また、それにより、現像剤槽内で発生する摩擦や押圧等によって現像剤が受ける機械的ストレスが大きくなり、現像剤の寿命が短くなってしまう。
【０００３】
そこで、現像剤のストレスを低減させる方法として、現像ローラと接触回転しながら現像ローラのトナー付着量（トナー搬送量）を規制しかつ帯電性を付与するドクターローラが提案されている（例えば、特許文献１および２参照）。このドクターローラを用いた現像方式としては、トナーのみからなる現像剤を用いる１成分現像方式と、トナーとキャリアからなる現像剤を用いる２成分現像方式とがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１２１８３６号公報
【特許文献２】特開２００５−３９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１および２に示されるように、ドクターローラを現像装置に設けることにより、現像剤のストレス低減には有効であるものの、現像装置の小型化までには至っていないのが現状である。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、現像ローラへのトナー付着量およびトナーの帯電量を安定させることができる小型の現像装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かくして、本発明によれば、現像剤を収容する現像剤槽と、該現像剤槽内に設けられて現像剤を画像形成装置の感光体ドラムに供給する現像ローラと、前記現像剤槽内に設けられて前記現像ローラに現像剤を供給する供給ローラと、前記現像剤槽内の前記現像ローラの上方近傍位置に設けられて前記現像ローラに付着する現像剤の付着量を制御するドクターローラと、前記現像剤槽内の前記供給ローラの上方に設けられて現像剤を撹拌する撹拌パドルとを備え、
前記現像ローラの軸心を交点として前記ドクターローラと前記現像ローラと前記供給ローラの各軸心を結ぶ２直線の交わる角度が９０°〜１３０°に設定され、かつ前記供給ローラの軸心を交点として前記現像ローラと前記供給ローラと前記撹拌パドルの各軸心を結ぶ２直線の交わる角度が５０°〜９０°に設定された現像装置が提供される。
【０００８】
また、本発明の別の観点によれば、表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、該感光体ドラムの表面を帯電させる帯電装置と、前記感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する露光装置と、前記感光体ドラムの表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する前記現像装置と、該現像装置にトナーを補給するトナー補給装置と、前記感光体ドラムの表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを備えた画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
一般に、画像形成装置の小型化に対応すべく現像装置を小型化にした場合においても、現像ローラへのトナー付着量と帯電量の安定化が可能となり安定した画像濃度とかぶりの少ない現像装置の提供が可能となる。
【００１０】
つまり、現像ローラ上のトナー付着量が多く帯電量が低い場合にはトナー飛散や地肌かぶりが生じ易くなり、更に過剰なトナー消費がなされる問題が生じる。また、トナー付着量が少なくトナーの帯電量が高い場合には画像濃度不足がそれぞれ生じ易くなる問題が生じる。また、過剰な画像濃度はトナー消費の増大を招き、濃度不足は画像不良を招く。本発明によれば、このような問題を生じることなく現像装置を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の画像形成装置の実施形態１を示す概略図である。
【図２】図１で示された画像形成装置に備えられた本発明の現像装置の実施形態１を示す概略図である。
【図３】図２で示された現像装置内の各ローラと撹拌パドルの位置関係を説明する図である。
【図４】図２で示された現像装置内の撹拌パドルを示す斜視図である。
【図５】図４で示された撹拌パドルの回転動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の現像装置は、現像剤を収容する現像剤槽と、該現像剤槽内に設けられて現像剤を画像形成装置の感光体ドラムに供給する現像ローラと、前記現像剤槽内に設けられて前記現像ローラに現像剤を供給する供給ローラと、前記現像剤槽内の前記現像ローラの上方近傍位置に設けられて前記現像ローラに付着する現像剤の付着量を制御するドクターローラと、前記現像剤槽内の前記供給ローラの上方に設けられて現像剤を撹拌する撹拌パドルとを備える。
【００１３】
本発明の現像装置は、前記現像ローラの軸心を交点として前記ドクターローラと前記現像ローラと前記供給ローラの各軸心を結ぶ２直線の交わる角度が９０°〜１３０°に設定され、かつ前記供給ローラの軸心を交点として前記現像ローラと前記供給ローラと前記撹拌パドルの各軸心を結ぶ２直線の交わる角度が５０°〜９０°に設定されている。これにより、かつ現像装置を小型化しながら、現像ローラへのトナー付着量およびトナーの帯電量を安定させることができる。
【００１４】
本発明の現像装置は、次のように構成されてもよい。
（１）前記撹拌パドルが、前記供給ローラの外周面と前記現像ローラの外周面に当接可能に設けられていてもよい。
このようにすれば、撹拌パドルによって現像剤槽内で撹拌された現像剤を、撹拌パドルによって供給ローラおよび現像ローラに供給することができる。
【００１５】
（２）前記現像剤槽は、底壁と側壁とを有しており、
前記供給ローラは、前記現像剤槽の底壁と側壁との間の隅部に配置されていてもよい。
このようにすれば、現像装置の小型化に有利となる。
【００１６】
（３）前記供給ローラの軸心が、前記現像ローラの軸心の斜め下方に配置されており、
前記撹拌パドルの軸心が、前記供給ローラの前記現像ローラとは反対側の外周面と接する仮想垂直面よりも供給ローラの軸心側に配置されていてもよい。
このようにすれば、現像剤槽が小型化し易くなると共に、撹拌パドルを供給ローラの外周面および現像ローラの外周面に接触させ易くなる。
【００１７】
（４）前記撹拌パドルが、回転軸と、回転軸に固定された羽根とを有し、
前記羽根は、前記回転軸に固定された内端を有する内側羽根部と、該内側羽根部の外端側に設けられた外側羽根部と、該外側羽根部の内端と前記内側羽根部の外端とを連結するヒンジ部とを有してもよい。
このようにすれば、回転する撹拌パドルの外側羽根部が供給ローラの外周面と現像ローラの外周面に接触したとき、ヒンジ部を介して外側羽根部が内側羽根部に対して折れ曲がるため、撹拌パドルの回転が阻害されることがない。
【００１８】
（５）前記羽根が、金属製であってもよい。
このようにすれば、撹拌パドルを長期間使用しても、撹拌パドルによる現像剤の撹拌性能が低下しない。なお、本発明において、撹拌パドルの羽根をＰＥＴといった合成樹脂にて作製してもよい。
【００１９】
（６）前記羽根が、前記外側羽根部を回転方向へ弾発付勢する弾発部材をさらに有してもよい。
このようにすれば、撹拌パドルが回転して現像剤槽内の現像剤を撹拌する際の撹拌抵抗を外側羽根部が受け、それによって外側羽根部が回転方向と逆方向に折れ曲がろうとしても、弾発部材によって外側羽根部が回転方向に付勢されて折れ曲がりが抑制される。この結果、弾発部材によって羽根の回転半径の縮小が抑制され、撹拌パドルの撹拌性能の低下が抑制される。
【００２０】
以下、図面を参照しながら本発明の現像装置およびそれを備えた画像形成装置の一実施形態を詳説する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００２１】
（実施形態１）
図１は本発明の画像形成装置の実施形態１を示す概略図である。なお、実施形態１では、１成分現像剤用の画像形成装置を例示している。
本発明の画像形成装置Ｍは、外筐１００、４つのプロセスカートリッジ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、転写ユニット８、給紙ユニット９および定着ユニット１０を備える。外筐１００の一側（正面側）に給紙ユニット９が配置され、外筐１００の他側（正面側）に定着ユニット１０が配置され、給紙ユニット９と定着ユニット１０との間に転写ユニット８が配置され、転写ユニット８の上方に各プロセスカートリッジ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが配置されている。
【００２２】
この画像形成装置Ｍは、給紙ユニット９により転写ユニット８へシートを供給し、プロセスカートリッジ１の感光体ドラム４上に形成したトナー像を転写ユニット８にてシートに転写し、定着ユニット１０によりトナー像をシートに定着して外筐１００の外部に排出することにより、外部から入力される画像データに応じてシート上に多色および単色の画像を形成することができる。
【００２３】
４つのプロセスカートリッジ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に対応しており、各色相のデジタル信号（以下、「画像情報」という）に対応する静電潜像を形成し、該静電潜像を現像して、各色毎にカラー画像を形成するカートリッジである。以下、プロセスカートリッジについて詳しく説明するが、各プロセスカートリッジ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄは同一の構成であるため、これらを符号１に統合して説明する。
【００２４】
図２は図１で示された画像形成装置に備えられた本発明の現像装置の一実施形態を示す概略図であり、図３は図２で示された現像装置内の各ローラと撹拌パドルの位置関係を説明する図である。また、図４は図２で示された現像装置内の撹拌パドルを示す斜視図であり、図５は図４で示された撹拌パドルの回転動作を説明する図である。
【００２５】
プロセスカートリッジ１は、本発明の特徴を有する現像装置２、トナー供給ローラ１３を有するトナーホッパー３、感光体ドラム４、露光器５、帯電器６およびクリーナー７を備えている。なお、図２において、現像装置２およびトナーホッパー３の内部に収容されるトナーは図示省略されている。
【００２６】
本発明の現像装置２は、現像剤としてのトナーを収容する現像剤槽２Ａと、現像剤槽２Ａ内に設けられた現像ローラ８、供給ローラ９、ドクターローラ１０、ドクターブレード１１およびトナー撹拌パドル１２を備えている。なお、感光体ドラム４、現像ローラ８、供給ローラ９、ドクターローラ１０、撹拌パドル１２およびトナー供給ローラ１３はそれぞれの矢印方向に回転する。
【００２７】
現像剤槽２Ａは、底壁２Ａａと側壁２Ａｂと前後壁とを有すると共に、上方開口部および側方開口部を有し、上方開口部にトナーホッパー３の底部が嵌め込まれている。また、現像剤槽２Ａの側方開口部近傍に感光体ドラム４が配置されている。
【００２８】
現像ローラ８は、現像剤槽２Ａの側方開口部に配置され、現像剤槽２Ａ内のトナーを感光体ドラム４に供給する。現像ローラ８は、シャフト部と、シャフト部の外周面を覆う弾性ゴム層とを有してなる導電性弾性ローラである。弾性ゴム層は、カーボンブラックといった導電化剤が添加された導電性ウレタンゴムからなる円筒状部材である。
【００２９】
現像ローラ８の一例として、シャフト部の長さおよび外径は２８５ｍｍおよび６ｍｍであり、弾性ゴム層の長さ、外径および厚みは２２７ｍｍ、１２ｍｍおよび３ｍｍである。また、弾性ゴム層の各種物性の一例としては次の通りである。
ＪＩＳ-Ａ硬度：５３
２３℃５５％ＲＨ下における電気抵抗：５×１０4Ω
表面粗さＲａ：１０．０μｍ
【００３０】
例えば、現像ローラ８は矢印方向（反時計回り）に周速１１９ｍｍ／ｓで回転し、感光体ドラム４との周速比ｋはｋ＝０．８５６であり、感光体ドラム４と接触するニップ幅は約１ｍｍである。そして、現像ローラ８には、図示しない現像バイアス電源（−２６０Ｖ）の電圧が印加されている。
【００３１】
供給ローラ９は、現像剤槽２Ａ内における底壁２Ａａと側壁２Ａｂとの間の隅部に設けられて現像ローラ８にトナーを供給する。供給ローラ９は、シャフト部と、シャフト部の外周面を覆うフォーム層とを有してなる導電性弾性ローラである。フォーム層は、カーボンブラックといった導電化剤が添加された導電性ウレタンフォームからなる円筒状部材である。
【００３２】
供給ローラ９の一例として、シャフト部の長さおよび外径は２６２ｍｍおよび６ｍｍであり、フォーム層の長さ、外径および厚みは２１４ｍｍ、１３ｍｍおよび３．５ｍｍである。また、弾性ゴム層の各種物性の一例としては次の通りである。
気泡：独立気泡
密度：２４０ｋｇ/ｍ3
セル径：３５０μｍ
ＡＳＫＥＲ  ＦＰ硬度：７３°
２３℃５５％ＲＨ下における電気抵抗：５×１０7Ω
【００３３】
例えば、供給ローラ９は矢印方向（反時計回り）に周速９５ｍｍ／ｓで回転しており、供給ローラ９には図示しない現像バイアス電源（−３１０Ｖ）の電圧が印加されている。供給ローラか９から現像ローラ８へのトナー供給は、供給ローラ９の機械的な搬送力および５０Ｖの電位差により行われ、それに加え、２０ｒｐｍ／分で回転する撹拌パドル１２により効率よく行われる。
【００３４】
ドクターローラ１０は、現像剤槽２Ａ内の現像ローラ８の上方近傍位置に設けられて現像ローラ８に付着するトナーの付着量を制御する。ドクターローラ１０は、ＳＵＳ製シャフトの外周面をクロムメッキしたものである。クロムメッキは、ドクターローラ１０と後述のドクターブレード１１との擦接によりローラ表面に傷が入り、それによって現像ローラ８に付着したトナー層が不均一になることおよび帯電性が不均一になることを防止するためである。
【００３５】
ドクターローラ１０の一例として、長さ２４０ｍｍの大径部と、大径部の両端に設けられた長さ１０ｍｍの両端軸受け部とを有し、全長２６０ｍｍである。ドクターローラ１０は、現像ローラ８に対して押圧荷重が掛けられる。例えば、ドクターローラ１０の一方端に０．２５〜０．９０ｋｇｆ程度の押圧荷重が掛けられ、一方端の押圧荷重を０．５ｋｇｆに設定した場合、矢印方向（反時計回り）に周速３６ｍｍ／ｓで回転する。
【００３６】
ドクターブレード１１は、ドクターローラ１０に付着したトナーを剥すクリーニング部材であり、例えば、厚み０．１ｍｍ、幅１８ｍｍ、全長２４０ｍｍを有するＳＵＳ製ブレードである。
【００３７】
撹拌パドル１２は、現像剤槽２Ａ内の供給ローラ９の上方に設けられてトナーを撹拌する。撹拌パドル１２は、回転軸１２ａと、回転軸１２ａに固定された羽根１２ｂとを有する。また、羽根１２ｂは、回転軸１２ａに固定された内端を有する内側羽根部１２ｂ1と、内側羽根部１２ｂ1の外端側に設けられた外側羽根部１２ｂ2と、外側羽根部１２ｂ2の内端と内側羽根部１２ｂ1の外端とを連結するヒンジ部１２ｂ3とを有してなる。
撹拌パドル１２の一例として、内側羽根部１２ｂ1は厚み０．１ｍｍ、幅７ｍｍ、全長２６０ｍｍのＳＵＳ製プレートからなり、外側羽根部１２ｂ2も同様である。これらが、ヒンジ部１２ｂ3にて相互に回動可能に連結されている。なお、外側羽根部１２ｂ2の外端には円柱部（または円筒部）１２ｂ21が一体化されている。
【００３８】
撹拌パドル１２の回転軸１２ａの両端は、現像剤槽２Ａの前後壁を貫通して回転可能に支持されると共に、回転軸１２ａの一端にギアが固定され、このギアが図示しない駆動ギアと噛合して回転することにより、撹拌パドル１２が矢印方向（時計回り）に回転する。このとき、撹拌パドル１２の外側羽根部１２ｂ2の先端が、現像剤槽２Ａの内壁面と供給ローラ９と現像ローラ８をなぞるようにして回転するため、現像剤槽２Ａ内のトナーを効率よく撹拌することができる。それに加え、現像剤槽２Ａのトナーの残量が少なくなった場合でも、撹拌パドル８によって現像ローラ８へのトナー供給を補助することが可能となる。
【００３９】
さらに、本発明の現像装置２は、図２と図３に示すように、現像装置２内の各ローラと撹拌パドル１２の位置関係が次のように最適化されている。すなわち、現像ローラ８の軸心Ｐ8を交点としてドクターローラ１０と現像ローラ８と供給ローラ９の各軸心Ｐ10、Ｐ8、Ｐ9を結ぶ２直線の交わる角度θ1が９０°〜１３０°に設定され、かつ供給ローラ９の軸心Ｐ9を交点として現像ローラ８と供給ローラ９と撹拌パドル１２の各軸心Ｐ8、Ｐ9、Ｐ12を結ぶ２直線の交わる角度θ2が５０°〜９０°に設定されている。このとき、  供給ローラ９の軸心Ｐ9が、現像ローラ８の軸心Ｐ8の斜め下方に配置されており、撹拌パドル１２の軸心Ｐ12が、供給ローラ９の現像ローラ８とは反対側の外周面と接する仮想垂直面Ｆ（点線部分）よりも供給ローラ９の軸心Ｐ9側に配置されている。
【００４０】
これにより、現像ローラ８のトナー付着量と帯電量を安定させて良好な画像を提供することができると共に、現像剤槽２Ａの容積を小さくして現像装置２全体を小型化することが可能となる。なお、角度θ1が９０°〜１３０°である条件１と、角度θ2が５０°〜９０°である条件２のうち、どちらか一方でも逸脱すると、適切なトナー付着量および／または適切なトナー帯電量を得ることができず、適切な画像濃度を得ることおよび／またはカブリを抑制することができない。
【００４１】
次に、本発明の現像装置に用いられる現像剤について説明する。
本発明において、現像剤としては、１成分現像剤と２成分現像剤のどちらでも使用することができるが、実施形態１の現像装置２では非磁性１成分タイプの現像剤が用いられる。以下、１成分現像剤について詳しく説明する。
【００４２】
本発明において、非磁性１成分現像用のトナー粒子の体積平均粒径（Ｄ50）は５．０〜９．０μｍであり、より好ましくは６．０〜８．０μｍである。なお、実施形態１では体積平均粒径（Ｄ50）が７μｍのトナーが用いられている。体積平均粒径（Ｄ50）がこのような範囲にあれば、流動性の確保と現像性の安定化を図ることができる。
【００４３】
トナー粒子の体積平均粒径（Ｄ50）の測定は、粒度分布測定装置（商品名：Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ３、ベックマン・コールター社製）を用い、アパーチャ径２０μｍ、測定粒子数５万カウントの条件下に試料粒子の粒径の測定を行い、得られた測定結果から試料粒子の体積粒度分布を求め、求めた体積粒度分布から体積平均粒径Ｄ50（μｍ）を算出した。
【００４４】
本発明において、トナーに使用する結着樹脂のガラス転移点(Ｔｇ)は５５〜７１℃が好ましく、結着樹脂の融点は１０５〜１３５℃が好ましい。結着樹脂のガラス転移点および融点が前記範囲より低いと、トナーのドクターブレード１１への融着や地肌かぶりが生じやすくなる。また、結着樹脂のガラス転移点および融点が前記範囲を超えると、トナーのシートへの定着性が悪化する不具合が生じる。実施形態１ではＴｇ６０℃、融点１２０℃のトナーを用いた。
【００４５】
結着樹脂としては、前記範囲のガラス転移点および融点を有する熱可塑性樹脂であれば特に制限されるものではなく、様々な種類の熱可塑性樹脂を複数組み合わせて用いることも可能である。熱可塑性樹脂として、具体的には、スチレン、パラクロロスチレン及びα−メチルスチレン等のスチレン類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ラウリル及びアクリル酸２−エチルヘキシル等のアクリル系単量体、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ラウリル及びメタクリル酸２−エチルヘキシル等のメタクリル系単量体、アクリル酸、メタクリル酸及びスチレンスルホン酸ナトリウム等のエチレン性不飽和酸単量体、アクリロニトリル及びメタクリロニトリル等のビニルニトリル類、ビニルメチルエーテル及びビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン及びビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類などの化合物を例示することができる。
【００４６】
さらに熱可塑性樹脂として、エチレン、プロピレン、及びブタジエン等のオレフィン類の単量体の単独重合体、それらの単量体を２種以上組み合せた共重合体、それら単独重合体及び／又は共重合体の混合物、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂及びポリエーテル樹脂等の非ビニル縮合系樹脂、それら樹脂及びビニル系樹脂の混合物、それら樹脂の共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体などの化合物を例示することができる。なお、これら様々な熱可塑性樹脂の中でも、ポリエステル樹脂とエポキシ樹脂が低温定着性及び耐久性の点で優れている。
【００４７】
本発明において、トナーに用いられる着色剤としては、有機系及び無機系を問わず、様々な種類と色の着色剤を用いることが可能である。
黒色の着色剤としては、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭、非磁性フェライト、磁性フェライト、マグネタイトなどの着色剤を例示することができる。
黄色顔料としては、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキなどの着色剤を例示することができる。
【００４８】
橙色顔料としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダスレンブリリアントオレンジＧＫなどの着色剤を例示することができる。
赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドＣ、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂなどの着色剤を例示することができる。
【００４９】
紫色顔料としては、マンガン紫、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキなどの着色剤を例示することができる。
青色顔料としては、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーＢＣなどの着色剤を例示することができる。
【００５０】
緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピクメントグリーンＢ、マイカライトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンＧなどの着色剤を例示列挙することができる。
なお、本発明のトナーにおける着色剤濃度は、３〜１０質量％の範囲が好ましく、４〜８質量％の範囲がより好ましい。実施形態１では着色剤濃度を５重量％とした。
【００５１】
また、本発明におけるトナーは、離形剤、負帯電及正帯電トナー用の帯電制御剤、外添剤などの薬剤が必要に応じて配合されてもよい。
離形剤としては、各種離形剤、低分子量ポリプロピレン、ポリエチレン、酸化型のポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系ワックス、カルナウバワックスなどを例示することができる。これらの離形剤を用いることにより、トナーの定着性向上を図ることができる。なお、離形剤の添加量は、結着樹脂１００質量部に対して０．５〜５質量％とすることが好ましいく、実施形態１ではカルナウバワックスを用い、添加量を３質量％とした。
【００５２】
負帯電トナー用の帯電制御剤としては、クロム・アゾ錯体染料、鉄アゾ錯体染料、コバルト・アゾ錯体染料、サリチル酸及びサリチル酸誘導体のクロム錯体、亜鉛錯体、アルミニウム錯体、ホウ素錯体、サリチル酸塩化合物、ナフトール酸及びナフトール酸誘導体のクロム、亜鉛、アルミニウム及びホウ素錯体、ナフトール酸塩化合物、ベンジル酸及びベンジル酸誘導体のクロム、亜鉛、アルミニウム及びホウ素錯体、ベンジル酸塩化合物、長鎖アルキル・カルボン酸塩、長鎖アルキル・スルホン酸塩などの界面活性剤を例示することができる。
【００５３】
正帯電トナー用の帯電制御剤としては、ニグロシン染料、ニグロシン染料誘導体、トリフェニルメタン誘導体、四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩、四級ピリジニウム塩、グアニジン塩、アミジン塩などの誘導体を例示することができる。
なお、帯電制御剤の添加量は、結着樹脂１００質量部に対して、０．０１〜５質量％が好ましい。実施形態１では負帯電トナー用の帯電制御剤であるホウ素錯体を用い、添加量を１．５重量％とした。
【００５４】
外添剤としては、個数平均１次粒径が５〜１０ｎｍの疎水性小径シリカ、個数平均１次粒径が４０〜６０ｎｍの疎水性中径シリカ、個数平均１次粒径が３０〜５０ｎｍの疎水性アナターゼ型酸化チタンなどを用いることができる。外添剤としての粒子の表面を疎水性にすることにより、トナーの流動性および帯電性がさらに向上する。
【００５５】
粒子の疎水化処理は、シランカップリン剤、アミノシランカップリン剤、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、アミノ変性シリコーンオイル、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などのシリコーンオイルを用いて、例えば、湿式法、乾式法など当業者が通常使用する方法により行うことができる。
【００５６】
粒子の疎水化は、外部環境の変化に対する帯電性の変化を小さくし、安定した帯電性を維持し、かつトナーの流動性を良好にするために好ましい。また、シリコーンオイル等の変性物によって粒子を正帯電性又は負帯電性にすることができる。なお、これ等の疎水性シリカ及び疎水性アナターゼ型酸化チタンは市販品として容易に入手可能であり、トナーの外添剤として以下の特性を導き出すことができる。
【００５７】
（ａ）疎水性小径シリカ粒子は、トナー粒子の流動性に大きく寄与すると共に、トナー粒子の帯電性に寄与する。本発明においては、平均一次粒子径が５〜１０ｎｍの疎水性小径シリカが使用され、添加量としてはトナー粒子１００質量％に対して０．５〜２．５質量％が好ましく、１．０〜２．０質量％がより好ましい。添加量が０．５質量％より少ないと被覆率が少なくなりトナーの流動性が悪化する。一方、添加率が２．５質量％より多いと、他の外添剤の添加量との関係もあるが、過剰な流動性によりトナー帯電性の調整が困難になる傾向がある。このため、実施形態１では平均一次粒子径が８ｎｍの疎水性小径シリカ粒子を用い、添加量を１．５重量％とした。
【００５８】
（ｂ）疎水性中径シリカ粒子は、トナー粒子に付着してトナーの帯電安定性に寄与し、感光体ドラムかぶりの防止および転写性に寄与する。また、疎水性中径シリカ粒子は、トナーのＢＥＴ法による比表面積を調整するためにも添加される。このため、平均一次粒子径が４０〜６０ｎｍの疎水性中径シリカを用いることが好ましく、添加量はトナー粒子１００質量％に対して０．５〜２．５質量％が好ましく、１．０〜２．０質量％がより好ましい。実施形態１では、平均一次粒子径が５０ｎｍの疎水性中径シリカを用い、添加量を１．５重量％とした。
【００５９】
（ｃ）疎水性アナターゼ型酸化チタンは、トナー粒子への付着性と、トナー流動性に優れていると共に、帯電分布が均一であり、分散性に優れている。アナターゼ型酸化チタンは、シランカップリング剤との親和性と、トナーの被覆性に優れている。疎水性アナターゼ型酸化チタンは、アナターゼ型酸化チタンをシランカップリング処理した後、ヘキサメチルシラザンやシリコーンオイル等により疎水処理して得ることができる。本発明においては、平均一次粒子径が３０〜５０ｎｍの疎水性アナターゼ型酸化チタンが用いられ、添加量としてはトナー粒子１００質量％に対して０．２〜１．５質量％が好ましく、０．５〜１．０質量％がより好ましい。実施形態１では、平均一次粒子径が４０ｎｍの疎水性アナターゼ型酸化チタンを用い、添加量を０．７５重量％とした。
【００６０】
本発明において、非磁性１成分現像用トナーは、前記（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の３種類の外添剤を前記範囲内で含み、その他の公知の外添剤を含んでもよい。これら外添剤の総添加量はトナー粒子１００質量％に対して２．５〜５．０質量％が好ましい。実施形態１では外添剤の総添加量を２．７５重量％とした。
【００６１】
（実施形態２）
実施形態２が実施形態１と異なる点は、図２〜図５で説明した実施形態１における撹拌パドル１２に弾発部材（図示省略）を設けた点であり、実施形態２におけるその他の構成は実施形態１と同様である。
この場合、弾発部材としては、ねじりバネ、薄板バネ、スポンジシート等を用いることができる。このような弾発部材をヒンジ部１２ｂ3周辺に取り付けて、外側羽根部１２ｂ2が内側羽根部１２ｂ1に対して平行に維持されるように、すなわち、羽根１２ｂ全体が真っ直ぐな状態で維持されるようにする。
【００６２】
このように撹拌パドルを構成することにより、撹拌パドルが回転して現像剤槽内の現像剤を撹拌する際の撹拌抵抗を外側羽根部が受け、それによって外側羽根部が回転方向と逆方向に折れ曲がろうとしても、弾発部材によって外側羽根部が回転方向に付勢されて折れ曲がりが抑制される。この結果、弾発部材によって羽根の回転半径の縮小が抑制され、撹拌パドルの撹拌性能の低下が抑制される。
【００６３】
（その他の実施形態）
撹拌パドルの羽根として、ＰＥＴといった合成樹脂製シートを用いてもよい。この場合、合成樹脂製シートは適度な剛性と可撓性を有するものが好ましい。また、合成樹脂製シートからなる羽根の裏側（回転方向と逆の面）にスポンジシートを貼り付けて、撹拌抵抗による羽根の撓み量を抑えるようにしてもよい。
【実施例】
【００６４】
（試験方法）
シャープ製フルカラー機ＡＲ−Ｃ２６０改造機（Ａ４横送り、毎分２４枚機、プロセススピード１１９ｍｍ/Ｓｅｃ）および実施形態１で説明したトナー１０ｇを用いて、２３℃／５５％ＲＨ下で画像形成試験を行い、現像ローラ上のトナーの付着量と帯電量、印字画像濃度、感光体ドラムの地肌かぶりの確認を行なった。この際、表１に示すように、現像装置における前記角度θ1が９０°〜１３０°である条件１と前記角度θ2が５０°〜９０°である条件２の両方を満たす場合を実施例（実施例１〜５）とし、条件１と条件２の少なくとも一方を満たさない場合を比較例（比較例１〜３）とした。
【００６５】
（評価方法）
現像ローラ上のトナー付着量およびトナー帯電量を次のように評価し、その結果を表１に示した。
【００６６】
［現像ローラ上のトナー付着量］
現像ローラ上のトナーを吸引し、吸引したトナーの重量を測定した。
○：０．５０ｍｇ／ｃｍ2以上、０．８５ｍｇ／ｃｍ2未満
△：０．３５ｍｇ／ｃｍ2以上、０．５０ｍｇ／ｃｍ2未満
×：０．３５ｍｇ／ｃｍ2未満、０．８５ｍｇ／ｃｍ2以上
【００６７】
［現像ローラ上のトナー帯電量］
現像ローラ上のトナーを吸引したときのトナーの電荷量を測定し、吸引したトナーの重量から比電荷（帯電量）を求めた。
○：｜−1８｜μｃ／ｇを超えて｜−２５｜μｃ／ｇ以下
△：｜−１３｜μｃ／ｇ以上｜−１８｜μｃ／ｇ以下または
｜−２５｜μｃ／ｇを超えて｜−２８｜μｃ／ｇ以下
×：｜−１３｜μｃ／ｇ未満または｜−２８｜μｃ／ｇを超える
【００６８】
［印字画像濃度］
３０ｍｍ×２５０ｍｍのべた画像部の濃度を濃度計（型番ＲＤ−９１８マクベス社製）にて測定を行った。なお、この時の画像部の濃度を画像濃度とした。
○：１．３５以上、１．４５未満
△：１．３５未満〜１．２７以上
×：１．４５以上、１．２７未満
【００６９】
［地肌かぶり］
約２３０ｍｍの長さに切断した透明テープ（住友スリーエム株式会社製、幅１８ｍｍ）を感光体ドラム上の非画像部に貼付した後、感光体ドラムから剥がした透明テープを白紙に貼付し、反射分光濃度計（エス・ディ・ジー株式会社製、型式：Ｘ−ｒｉｔｅ９３８）を用いて、白紙のテープ貼付部の濃度を測定した。予め未使用の透明テープを白紙に貼付てそのテープ貼付部の濃度を測定しておき、前記濃度との差を地肌カブリ値とし、次の基準により評価した。
○：０．０１未満
△：０．０１以上、０．０１５未満
×：０．０１５以上
【００７０】
［総合評価］
前記の評価結果に基づいて、次の基準によりトナーを総合評価した。
○：全ての評価において○を満足するもの                                        
×：全ての評価において○を満足しないもの
【００７１】
【表１】
2013213923.tif 000003
【００７２】
表１に示すように、条件１および条件２を満たす実施例１〜５では、現像ローラ上のトナー付着量および帯電量が適正な値で安定するため、良好な画像濃度とかぶりレベルとなることを確認できた。
一方、条件１および条件２のうち少なくとも一方を満たさない比較例１および３では、現像ローラへのトナーの供給が過剰となり、高い画像濃度とカブリによりトナー消費の増大を招くことを確認でき、比較例２では、現像ローラへのトナー供給が不足に伴い、充分な画像濃度が得られないことを確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置においてドクターローラ、現像ローラ、トナー供給ローラおよびトナー撹拌パドルを有する現像装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
２  現像装置
３  トナーホッパー（トナー補給装置）
４  感光体ドラム
５  露光器（露光装置）
６  帯電器（帯電装置）
８  現像ローラ
９  供給ローラ
１０  ドクターローラ
１１  ドクターブレード
１２  撹拌パドル
１２ａ  回転軸
１２ｂ  羽根
１２ｂ1  内側羽根部
１２ｂ2  外側羽根部
１２ｂ3  ヒンジ部
２０  転写ユニット（転写装置）
３０  定着ユニット（定着装置）
Ｍ  画像形成装置
Ｐ8、Ｐ9、Ｐ10、Ｐ12  軸心
【図１】
2013213923.tif 000004
【図２】
2013213923.tif 000005
【図３】
2013213923.tif 000006
【図４】
2013213923.tif 000007
【図５】
2013213923.tif 000008