(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を担持する現像剤担持体と、
現像剤を収容する現像容器と、
前記現像容器に収容された現像剤を前記現像剤担持体に供給する現像剤供給手段と、
前記現像剤担持体に担持された現像剤の量を規制する現像剤量規制手段と、
を備え、
前記現像剤担持体が被現像体に接触するように設けられ、前記被現像体を現像剤で現像する現像装置において、
前記現像容器内に収容され、体積平均粒径が、４．０μｍ以上６．２μｍ以下であり、かつ、平均円形度が、０．９６５以上である第１現像剤と、
現像装置が未使用の状態で、前記現像剤担持体の表面及び前記現像剤供給手段の表面に予め塗布されている第２現像剤と、
を備え、
前記第１現像剤の体積平均粒径をＲ１、前記第２現像剤の体積平均粒径をＲ２とした場合に、Ｒ１とＲ２との関係が、
１．０＜Ｒ２／Ｒ１≦１．５
を満たし、
前記第１現像剤の体積粒度分布の半値幅をＨ１とし、前記第２現像剤の体積粒度分布の半値幅をＨ２とした場合に、Ｈ１とＨ２との関係が、
１．０＜Ｈ２／Ｈ１≦２．０
を満たすことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤担持体の表面の算術平均粗さＲａが、前記第１現像剤の体積平均粒径Ｒ１に対して０．１０倍以下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】
前記現像剤担持体の表面の算術平均粗さＲａが、前記第１現像剤の体積平均粒径Ｒ１に対して０．０４倍以下であり、
Ｒ１とＲ２との関係が、
１．１≦Ｒ２／Ｒ１≦１．５
を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像装置を備え、画像形成装置に着脱可能に設けられることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項５】
像担持体と、
前記像担持体に現像作用を行う請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項４に記載のプロセスカートリッジを着脱可能に備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記現像剤担持体に電圧を印加する第１電圧印加手段と、
前記現像剤量規制手段に電圧を印加する第２電圧印加手段と、
を備え、
前記第１電圧印加手段により前記現像剤担持体に印加される印加電圧をＶａとし、前記第２電圧印加手段により前記現像剤量規制手段に印加される印加電圧をＶｂとした場合に、ＶａとＶｂとの関係が、
Ｖｂ×Ｖａ＞０、かつ、｜Ｖｂ｜＞｜Ｖａ｜
を満たすことを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いて記録材上に画像を形成する画像形成装置に関し、特に画像形成装置に適用される現像装置及びプロセスカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の一成分トナーを用いた現像方式としては、弾性層を有する現像ローラを用いた接触現像方式が提案されている。
【０００３】
図９は、従来の現像装置を示す概略図であって、弾性層を有する現像ローラを用いた接触現像方式について説明するための図である。
【０００４】
誘電体層をもつ弾性ローラである現像ローラ１０３上に、非磁性現像剤を担持し感光ドラム１０１表面に接触させて現像を行う方式が広く知られている。現像ローラ１０３への現像剤の供給は、現像ローラ１０３に接触する供給ローラ１０５により行われる。供給ローラ１０５は、現像容器内から現像剤を搬送し、現像ローラ１０３に付着させると共に、現像ローラ１０３に残った現像剤を一旦除去する機能も担っている。
【０００５】
現像ローラ１０３上に付着した現像剤の層規制及び摩擦帯電による電荷付与は、トナー規制部材１０４を、現像ローラ１０３に当接することにより行われる。トナー規制部材１０４としては、金属薄板を片持ちで支持し、その対向部の腹面を現像ローラ１０３に当接するブレード形状のものを用いることが提案されている。トナー規制部材１０４により現像ローラ１０３上にコートされた現像剤は、感光ドラム１０１上に形成された静電潜像と、現像ローラ１０３上に印加されたバイアスの電位により、前記静電潜像を現像する。
【０００６】
この現像方式は、現像ローラにトナー規制部材が当接している。そのため、現像器に組み込む前に現像ローラ表面に潤滑剤等の塗布剤をあらかじめ塗布することにより、層規制部材と現像ローラとの摺擦による現像ローラ表面の傷つきを防止することが提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
また、近年、高画質化のため、トナーの粒径を小さくすることが提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−２７８２６２号公報
【特許文献２】特開２００５−２１５０５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記のような従来の接触現像方式において、円形度が高く、かつ、粒径の小さいトナーを用いた場合、環境や印字枚数に対して現像ローラ上でのトナー層形成が不安定となり、それに伴う画像不良を生じることが懸念される。特に、未使用の現像装置を低温低湿環境下や長期間放置後に使用する場合には、トナー層形成が不安定となり、ベタ白画像不良を生じることが懸念される。ベタ白画像不良とは、現像ローラ表面上に強固に付着したトナーが要因となり、ベタ白部に１〜５ｍｍ程度の濃度差を生じる画像不良である。
【０００９】
本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、円形度が高く、かつ粒径の小さい現像剤を用いることで高画質な画像を得るとともに、長期に渡って高画質かつ良好な画像を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明にあっては、
現像剤を担持する現像剤担持体と、
現像剤を収容する現像容器と、
前記現像容器に収容された現像剤を前記現像剤担持体に供給する現像剤供給手段と、
前記現像剤担持体に担持された現像剤の量を規制する現像剤量規制手段と、
を備え、
前記現像剤担持体が被現像体に接触するように設けられ、前記被現像体を現像剤で現像する現像装置において、
前記現像容器内に収容され、体積平均粒径が、４．０μｍ以上６．２μｍ以下であり、かつ、平均円形度が、０．９６５以上である第１現像剤と、
現像装置が未使用の状態で、前記現像剤担持体の表面及び前記現像剤供給手段の表面に予め塗布されている第２現像剤と、
を備え、
前記第１現像剤の体積平均粒径をＲ１、前記第２現像剤の体積平均粒径をＲ２とした場合に、Ｒ１とＲ２との関係が、
１．０＜Ｒ２／Ｒ１≦１．５
を満たし、
前記第１現像剤の体積粒度分布の半値幅をＨ１とし、前記第２現像剤の体積粒度分布の半値幅をＨ２とした場合に、Ｈ１とＨ２との関係が、
１．０＜Ｈ２／Ｈ１≦２．０
を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、円形度が高く、かつ粒径の小さい現像剤を用いることで高画質な画像を得るとともに、長期に渡って高画質かつ良好な画像を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１３】
［本体構成］
図２は本発明の実施形態に係る現像装置を用いた画像形成装置の概略断面図である。図３は、本実施形態に係るプロセスカートリッジの概略断面図である。
【００１４】
図２に示す画像形成装置Ａは、電子写真プロセス利用のフルカラーレーザプリンタである。以下に、本実施形態における画像形成装置Ａの全体的な概略構成について述べる。
【００１５】
画像形成装置Ａは、図３に示すような、帯電装置Ｅ、現像装置Ｄ、クリーニング装置Ｃ、及び、像担持体としての感光ドラム１を一体としたプロセスカートリッジＢを、イエロー、マゼンダ、シアン、黒色の各色について４連に並べて備えている。そして、各色のプロセスカートリッジＢで形成されたトナー（現像剤）像を、転写手段としての中間転写ベルト２０上に転写することでフルカラー画像を形成するものである。プロセスカートリッジＢ上における画像の形成工程については、詳細に後述する。ここで、プロセスカートリッジＢは、画像形成装置本体に着脱自在に設けられている。また、プロセスカートリッジＢにおいては、構成要素として少なくとも現像装置Ｄと感光ドラム１とが一体化されるものであればよい。
【００１６】
各色のプロセスカートリッジＢにより、感光ドラム１上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト２０を挟んで、各色の感光ドラム１の対向位置に設けられた１次転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋにより、中間転写ベルト２０上に転写される。そして、中間転写ベルト２０上に転写されたトナー像は、中間転写ベルト２０の移動方向下流側に設けられた２次転写ローラ２３により、一括して記録材上に転写される。なお、中間転写ベルト２０上の未転写トナーは、中間転写ベルトクリーナー２１によって回収される。
【００１７】
記録材Ｐは画像形成装置Ａ下部のカセット２４内に積載されており、印字動作の要求とともに給送ローラ２５により搬送され、２次転写ローラ２３位置において、中間転写ベルト２０上に形成されたトナー像が転写される。
【００１８】
その後、定着ユニット２６により記録材上のトナー像は記録材に加熱定着し、排出部２７を経て画像形成装置Ａ外部に排出される。
【００１９】
画像形成装置Ａにおいては、各４色の着脱可能なプロセスカートリッジＢ等を収納する上部のユニットと、転写ユニット、記録材等を収納する下部ユニットは分離可能になっている。そして、紙詰まり等のジャム処理発生時や、プロセスカートリッジＢの交換時において、上下のユニットを開口することにより前記処理を行う。
【００２０】
なお、本実施形態の画像形成装置Ａにおいては、プロセスカートリッジＢのトナー容量を含む寿命は、Ａ４用紙印字率５％換算で２万枚相当に設定されているものを使用している。
【００２１】
次に、プロセスカートリッジＢにおける画像形成プロセスについて説明する。
【００２２】
ここで、図３は、並列に配置された４つのプロセスカートリッジＢの１つに注目し、その近傍の概略断面を示している。
【００２３】
画像形成プロセスの中心となる感光ドラム１は、アルミニウム製シリンダの外周面に機能性膜である下引き層、キャリア発生層、キャリア移送層を順にコーティングした有機感光ドラム１を用いている。画像形成プロセスにおいて、感光ドラム１は所定の速度で画像形成装置Ａにより図中矢印ａ方向へ駆動される。
【００２４】
帯電装置である帯電ローラ２は、導電性ゴムのローラ部を感光ドラム１に加圧接触して矢印ｂ方向に従動回転する。ここで帯電ローラ２の芯金には、帯電工程として、感光ドラム１に対して−１１００Ｖの直流電圧が印加されており、これにより誘起された電荷によって、感光ドラム１の表面電位は、−５５０Ｖとなる一様な暗部電位（Ｖｄ）が形成される。
【００２５】
この一様な表面電荷分布面に対して、スキャナユニット１０により、画像データに対応して発光されるレーザ光のスポットパターンは、図３中の矢印Ｌで示すように感光ドラム１を露光する。感光ドラム１の露光された部位は、キャリア発生層からのキャリアにより表面の電荷が消失し、電位が低下する。この結果、露光部位は明部電位Ｖｌ＝−１００Ｖ、未露光部位は暗部電位Ｖｄ＝−５５０Ｖの静電潜像が、感光ドラム１上に形成される。
【００２６】
静電潜像は、所定のコート量及び電荷量の、現像ローラ３上に形成されたトナーコート層を持つ現像装置Ｄの現像作用により現像される。
【００２７】
トナー層の形成方法については後述するものであるが、ここで概略を説明する。現像ロ
ーラ３は感光ドラム１に接触しながら、矢印ｃに示すように順方向に回転している。本実施形態においては、現像ローラ３に印加されたＤＣバイアス＝−３５０Ｖに対して、摩擦帯電によりマイナスに帯電したトナーが、感光ドラム１に接触する現像部において、その電位差から、明部電位部にのみ飛翔して静電潜像を実像化する。
【００２８】
各プロセスカートリッジＢの感光ドラム１に接触する中間転写ベルト２０は、感光ドラム１に対向した１次転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋにより感光ドラム１に加圧されている。また、１次転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋには直流電圧が印加されており、感光ドラム１との間で電界が形成されている。これにより、感光ドラム１上で実像化されたトナー像は、前記の加圧接触する転写領域において、電界の力を受けて感光ドラム１上から中間転写ベルト２０上に転写される。
【００２９】
一方、感光ドラム１上で中間転写ベルト２０に転写されずに残った未転写トナーは、クリーニング装置Ｃに設置されたウレタンゴム製のクリーニングブレード６により、ドラム表面から掻き落とされ、クリーニング装置Ｃ内に収納される。
【００３０】
［実施例及び比較例］
まず、本実施形態における有利な効果を明らかにするため、以下では、実施形態に適用させた実施例及び比較例について述べる。
【００３１】
［実施例１］
図１は、実施例１の現像装置Ｄを示す概略断面図である。図１（ａ）は、使用時（動作時）の現像装置Ｄを示しており、同図（ｂ）は、未使用状態の現像装置Ｄを示している。
【００３２】
現像装置Ｄは、現像容器Ｆと、現像剤担持体としての現像ローラ３と、現像剤供給手段としての供給ローラ５と、攪拌部材１１を備えている。ここで、現像容器Ｆは、第１現像剤としての非磁性一成分トナーＴ１（以下、トナーＴ１）を収容するものである。また、現像ローラ３は、被現像体としての感光ドラム１に対して接触しながら順方向ｃに回転するものである。また、供給ローラ５は、現像ローラ３に対して接触しながら逆方向ｄに回転するものである。また、攪拌部材１１は、トナーＴ１を撹拌するものである。
【００３３】
また、現像ローラ３の回転方向ｃに対して、供給ローラ５の下流側で現像ローラ３に当接し、現像に臨み、現像剤の量を規制するための現像剤量規制手段としてのトナー規制部材４を備えている。トナー規制部材４は、現像ローラ３上のトナーを感光ドラム１上における現像に適した所定のコート量、及び、所定の電荷量に制御することを目的とする。
【００３４】
ここで、体積平均粒径Ｒ１は、ベックマン・コールター株式会社製のＬＳ−２３０型レーザ回折式粒度分布測定装置にリキッドモジュールを取り付けて０．０４〜２０００μｍの粒径を測定範囲とし、得られる体積基準の粒度分布により算出した。
【００３５】
本実施例における第１現像剤としてのトナーＴ１の体積平均粒径Ｒ１は、４．０μｍ〜６．２μｍ（４．０μｍ≦Ｒ≦６．２μｍ）を用いることで、高画質を得ると同時に本実施例の効果を得ることができる。トナーの体積平均粒径６．２μｍを超えると中間調画像上にザラツキが発生し、４．０μｍ未満では、現像ローラへの安定したコーティングができないため、画質が低下する。
【００３６】
（トナー規制部材）
トナー規制部材４は現像容器に固定された支持板金４１に、リン青銅板やステンレス板などの薄板状弾性部材４２を片持ちで支持し、その対向部の腹面を現像ローラ３に対して当接している。本実施例においては、厚さ１．２ｍｍの鉄板を支持板金として使用し、厚
み１２０μｍのリン青銅板を薄板状弾性部材４２として前記支持板金に接着している。薄板状弾性部材４２の片持ち支持部から現像ローラ３との当接部までの距離、いわゆる自由長さは２０ｍｍであり、現像ローラ３の薄板状弾性部材４２に対する押し込み量は１．５ｍｍである。
【００３７】
（現像ローラ）
次に、本実施例における現像剤担持体としての現像ローラ３は、外径φ６ｍｍの芯金に導電性の弾性層５ｍｍを形成したφ１６ｍｍの弾性ローラを用いており、前記弾性層には体積抵抗値１０７Ωｍのシリコーンゴムを用いた。現像ローラ３の抵抗値は、外径３０ｍｍのステンレス円筒部材と現像ローラ３を接触対向させて、現像ローラ３の芯金とステンレス円筒部材の間に１００Ｖの直流電圧を印加した場合の電流値から、現像ローラ３の抵抗値を算出した。また、測定環境は、２３．０℃、５０％ＲＨで行った。
【００３８】
なお、前記弾性ローラ表層には現像剤への電荷付与機能を持つコート層等を設けるようにしてもよい。本実施例では、感光ドラム１に安定して弾性接触させるために、弾性層の硬度を４５°とした。ここで、現像ローラ弾性層の硬度は、高分子計器株式会社製のＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度計にて荷重を１ｋｇかけて測定した。
【００３９】
また、現像ローラ３の表面粗さとしての算術平均粗さＲａは１．５とした。本実施例における表面粗さＲａの測定は、ＪＩＳ  Ｂ０６０１に基づいて株式会社小坂研究所製の表面粗さ試験機ＳＥ−３０を使用した。
【００４０】
（供給ローラ）
また、供給ローラ５は、本実施例においては、外径φ５ｍｍの芯金上に発泡骨格構造の導電性の弾性層５．５ｍｍを形成した弾性スポンジローラを用いており、前記弾性層には体積抵抗値１０７Ωｍのポリウレタンフォームを用いた。
【００４１】
供給ローラ５は、現像ローラ３と当接し、発泡体表面の適度な凸凹で現像ローラ３上へのトナー供給及び現像時に消費されずに残像したトナーの剥ぎ取りを行っている。このセル構造の掻き取り性はウレタンフォームに限定されるものでなく、シリコーンゴムやエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭゴム）等を発泡させたゴム等が使用可能である。
【００４２】
本実施例において、弾性層の硬度の測定には以下の方法を用いた。図７は、供給ローラ５の弾性層の硬度を測定する方法について説明するための概略図である。
【００４３】
図７に示すように、本実施例においては、押し込み部材１７は、供給ローラ５と接触する円筒部１７ａと、供給ローラ表面と直接接触しない領域にアーム部１７ｂを具備し、アーム部１７ｂは、圧力センサがつながっている。この押し込み部材１７を供給ローラ表面に押し込んだ際に生じる圧力を測定した。
【００４４】
具体的には、現像ローラ３は外径φ１６ｍｍであるため、外径φ１６ｍｍ、長さ５０ｍｍのアルミ製円柱を有した押し込み部材円筒部１７ａを用いた。そして、供給ローラ５の中心軸と押し込み部材円筒部１７ａの中心軸が同一直線上になるように押し込み、１．０ｍｍ／ｓｅｃの速度で、１．０ｍｍ圧縮した際の圧力を測定し、単位長さ当りの圧力を供給ローラ弾性層・硬度とした。
【００４５】
本実施例における弾性層硬度は、０．０４０Ｎ／ｍｍである。
【００４６】
（現像ローラ／供給ローラ）
現像ローラ組み込み前の供給ローラ表面と現像ローラ組み込み後の現像ローラ表面との
オーバーラップ量、いわゆる‘進入量’を１．０ｍｍとした。このとき、押し込む方向は、図１に示すような断面において各ローラの芯金中心軸を通る直線（断面において各ローラの芯金中心軸を結んだ直線、芯金中心軸に略直交する直線）に略平行な方向とした。
【００４７】
また、現像ローラ３と供給ローラ５の当接時に生じる圧力（当接圧）は、弾性層・硬度と同様に押し込み部材１７により測定した。弾性層硬度測定と異なる点は、実際の進入量に対する単位長さ当りの圧力を当接圧とした。
【００４８】
本例においては、進入量１．０ｍｍ時の当接圧が０．０４０Ｎ／ｍｍとなるように設定した。
【００４９】
ここで、本実施例においては、現像装置Ｄが未使用の状態において、現像ローラ３表面及び供給ローラ５表面に、第２現像剤としてのトナーＴ２が予め塗布されている。これには、現像装置Ｄへ組み込む前の現像ローラ３表面及び供給ローラ５表面に、予めトナーＴ２が塗布されているとよい。
【００５０】
図１（ｂ）は、現像ローラ３及び供給ローラ５を現像装置Ｄに組み込んだ後の未使用の現像装置Ｄを示している。未使用時の現像装置Ｄの移動や振動の際にトナーＴ１の漏れを抑制するため、シール部材Ｕを設けている。使用開始時にシール部材Ｕを取り外すことにより、現像ローラ３へのトナーＴ１の供給が開始される。
【００５１】
（現像ローラ、供給ローラへのトナーＴ２塗布方法）
本実施例における現像装置Ｄに組み付け前の現像ローラ３、あるいは、供給ローラ５へのトナーＴ２の塗布方法について、図８を用いて述べる。
【００５２】
図８は、現像ローラ３、あるいは、供給ローラ５へのトナーＴ２の塗布方法について説明するための図である。現像ローラ３、あるいは、供給ローラ５にトナーＴ２を塗布するため、図８に示すように、回転可能な弾性ローラ１５ａを有し、トナーＴ２を収容したトナー容器１５ｂが設けられている。
【００５３】
弾性ローラ１５ａが回転方向ｅに回転することで、トナーＴ２は、弾性ローラ１５ａ表面に付着する。つぎに、現像ローラ３、あるいは、供給ローラ５の芯金に所定の加圧力１５ｃを加えて弾性ローラ１５ａに当接させる。その後、弾性ローラ１５ａを回転方向ｅに回転することで、現像ローラ３あるいは、供給ローラ５は、回転方向ｆに従動回転する。所定時間、弾性ローラ１５ａを回転させることにより、現像ローラ３あるいは、供給ローラ５にトナーＴ２の塗布を行った。
【００５４】
（第１現像剤：トナーＴ１製造）
一成分非磁性トナーＴで構成されるトナーＴ１は、結着樹脂、電荷制御剤を含む懸濁重合法により調整され、流動化剤などを外添剤として添加することで作製した。このときの体積平均粒径Ｒ１は、５．８μｍであった。
【００５５】
ここで、体積平均粒径は、ベックマン・コールター株式会社製のＬＳ−２３０型レーザ回折式粒度分布測定装置にリキッドモジュールを取り付けて０．０４〜２０００μｍの粒径を測定範囲とし、得られる体積基準の粒度分布により算出した。
【００５６】
本実施例の第１現像剤としてのトナーＴ１においては、体積平均粒径Ｒ１が、４．０μｍ以上６．２μｍ以下のものを用いることで、高画質を得ると同時に本発明の効果を得ることができる。トナーの体積平均粒径６．２μｍを超えると中間調画像上にザラツキが発生し、４．０μｍ未満では、現像ローラへの安定したトナー層の形成が困難なため、画質
が低下する。
【００５７】
また、第１現像剤としてのトナーＴ１の体積平均粒径Ｒ１に対する現像ローラ表面の算術平均粗さＲａの比Ｒａ／Ｒ１は、０．２５９である。
【００５８】
また、体積基準の粒度分布（体積粒度分布）から半値幅を求めた。本実施例におけるトナーＴ１の半値幅Ｈ１は、３．０であった。
【００５９】
さらに、トナーＴ１の平均円形度は、０．９８であった。
【００６０】
本実施例における平均円形度は、粒子の形状を定量的に表現する簡便な方法として用いたものであり、本実施例では東亜医用電子（現シスメックス）株式会社製フロー式粒子像分析装置「ＦＰＩＡ−２１００」を用いて測定を行っている。具体的には、３μｍ以上の円相当径の粒子群について測定された各粒子の円形度（Ｃｉ）を以下の式（１）によりそれぞれ求め、さらに以下の式（２）で示すように測定された全粒子の円形度の総和を全粒子数（ｍ）で除した値を平均円形度（）と定義する。
【００６１】
【数１】
0005053764.tif 000002
・・・式（１）
【数２】
0005053764.tif 000003
・・・式（２）
【００６２】
本実施例に用いる第１現像剤としてのトナーＴ１の平均円形度は、０．９６５以上であれば、本発明の効果を得ることができる。平均円形度０．９６５未満では、均一なトナーコート層の形成が難しいため、より均一な画像を得ることは難しい。
【００６３】
（第２現像剤：トナーＴ２製造）
上述の第２現像剤としてのトナーＴ２の製造においては、体積平均粒径Ｒ２が異なること以外はトナーＴ１と同様に作製した。本実施例における第２現像剤としてのトナーＴ２の体積平均粒径Ｒ２は、６．８μｍ、体積粒度分布の半値幅Ｈ２は、３．４であった。
【００６４】
つまり、トナーＴ１の体積平均粒径Ｒ１に対するトナーＴ２の体積平均粒径Ｒ２の比Ｒ２／Ｒ１は、１．１７であり、１．０＜Ｒ２／Ｒ１≦１．５を満たす。
【００６５】
また、トナーＴ１の半値幅Ｈ１に対するトナーＴ２の半値幅Ｈ２の比Ｈ２／Ｈ１は、１．１３であり、１．０＜Ｈ２／Ｈ１≦２．０を満たす。
【００６６】
本実施例に用いるトナーＴ１とトナーＴ２の半値幅の関係がＨ２／Ｈ１≦２．０である
ことにより、本発明の効果を得ることができる。
【００６７】
Ｈ２／Ｈ１＞２．０である場合、トナーＴ１に比べ、著しくトナーＴ２の粒度分布が広くなる。そのため、トナーＴ１と帯電極性差が著しく増加するため、後述するベタ白画像不良の抑制の効果を得ることができない。
【００６８】
（印加電圧）
画像形成装置Ａには、現像ローラ３に電圧を印加する第１電圧印加手段と、トナー規制部材４に電圧を印加する第２電圧印加手段とが設けられている。そして、第１電圧印加手段により現像ローラ３に印加される印加電圧Ｖｓ（Ｖａ）として、現像ローラ芯金に−３００Ｖの電圧が印加される。また、第２電圧印加手段により現像剤量規制手段に印加される印加電圧Ｖｂとして、トナー規制部材４へ−３００Ｖの電圧が印加される。
【００６９】
ここで、ＶｓとＶｂの関係は、Ｖｓ×Ｖｂ＞０、かつ、｜Ｖｓ｜＝｜Ｖｂ｜である。
【００７０】
さらに、供給ローラ芯金には−６００Ｖを印加している。
【００７１】
［実施例２］
本発明の実施例２は、基本的には実施例１に準ずるが以下の点が異なる。
【００７２】
現像剤量規制手段への印加電圧Ｖｂとして、トナー規制部材４へ−５００Ｖの電圧を印加する。
【００７３】
そのため、ＶｓとＶｂの関係は、Ｖｓ×Ｖｂ＞０、かつ、｜Ｖｓ｜＜｜Ｖｂ｜である。
【００７４】
［実施例３］
本発明の実施例３は、基本的には実施例１に準ずるが以下の点が異なる。
【００７５】
現像ローラ表面の算術表面粗さＲａが、０．１であることが異なる。
【００７６】
そのため、第１現像剤としてのトナーＴ１の体積平均粒径Ｒ１に対する現像ローラ表面の算術平均粗さＲａの比Ｒａ／Ｒ１は、０．０１７である。
【００７７】
［実施例４］
本発明の実施例４は、基本的には実施例３に準ずるが以下の点が異なる。
【００７８】
現像剤量規制手段への印加電圧Ｖｂとして、トナー規制部材４へ−５００Ｖの電圧を印加する。
【００７９】
そのため、ＶｓとＶｂの関係は、Ｖｓ×Ｖｂ＞０、かつ、｜Ｖｓ｜＜｜Ｖｂ｜である。
【００８０】
つまり、トナー規制部材４に印加する電圧が、トナーを現像ローラ表面に押付ける方向に印加されることを意味する。
【００８１】
［比較例１］
比較例１は、基本的には実施例１に準ずるが以下の点が異なる。
【００８２】
第２現像剤としてのトナーＴ２は、第１現像剤としてのトナーＴ１と同じものを用いた。つまり、本比較例において、トナーＴ２の体積平均粒径Ｒ２は、５．８、平均円形度は、０．９８、トナーＴ１の体積平均粒径Ｒ１に対するトナーＴ２の体積平均粒径Ｒ２の比
Ｒ２／Ｒ１は、１．０である。
【００８３】
［比較例２］
比較例２は、基本的には比較例１に準ずるが以下の点が異なる。
【００８４】
現像剤量規制手段への印加電圧Ｖｂとして、トナー規制部材４へ−５００Ｖの電圧を印加する。
【００８５】
そのため、ＶｓとＶｂの関係は、Ｖｓ×Ｖｂ＞０、かつ、｜Ｖｓ｜＜｜Ｖｂ｜である。
【００８６】
［比較例３］
比較例３は、基本的には比較例１に準ずるが以下の点が異なる。
【００８７】
現像ローラ表面の算術表面粗さＲａが、０．１であることが異なる。
【００８８】
そのため、第１現像剤としてのトナーＴ１の体積平均粒径Ｒ１に対する現像ローラ表面の算術平均粗さＲａの比Ｒａ／Ｒ１は、０．０１７である。
【００８９】
［比較例４］
比較例４は、基本的には比較例３に準ずるが以下の点が異なる。
【００９０】
現像剤量規制手段への印加電圧Ｖｂとして、トナー規制部材４へ−５００Ｖの電圧を印加する。
【００９１】
そのため、ＶｓとＶｂの関係は、Ｖｓ×Ｖｂ＞０、かつ、｜Ｖｓ｜＜｜Ｖｂ｜である。
【００９２】
［比較例５］
比較例５は、基本的には実施例１に準ずるが以下の点が異なる。
【００９３】
第２現像剤としてのトナーＴ２の粒度分布の半値幅Ｈ２が２．５であり、Ｈ２／Ｈ１＝０．８３であることが異なる。
【００９４】
［比較例６］
比較例６は、基本的には実施例４に準ずるが以下の点が異なる。
【００９５】
第２現像剤としてのトナーＴ２の粒度分布の半値幅Ｈ２が２．５であり、Ｈ２／Ｈ１＝０．８３であることが異なる。
【００９６】
［比較例７］
比較例７は、基本的には比較例１に準ずるが以下の点が異なる。
【００９７】
第１現像剤としてのトナーＴ１の体積平均粒径Ｒ１が７．５μｍである。つまり、Ｒ２／Ｒ１＝１．０、Ｒａ／Ｒ１＝０．４である。
【００９８】
［各実施例及び比較例の評価方法］
以下に、実施例と比較例の差異を調べるための画像評価について述べる。
【００９９】
ａ）印字初期のベタ白画像不良評価
画像評価はベタ白中、及び中間調画像中に、現像ローラ周期で生じる画像欠陥を目視評価することにより行った。プロセススピード及び、感光ドラム１と現像ローラ３との周速
比などを加味して現像周期を正確に計算し、同周期の画像不良を抽出して評価した。ベタ白画像中では、画像欠陥の大きさは、１．０〜５．０ｍｍ程度、部分的な光学濃度は０．３〜１ほどの画像欠陥である。また、中間調画像中でも、画像欠陥の大きさはベタ白画像中と同程度の濃度差を生じる画像欠陥である。評価は欠陥の有り無しで明確に判別可能であり、以下の基準で評価した。
××：ベタ白画像及び中間調画像で、画像欠陥有り、欠陥の大きさが３．０ｍｍを超える。
×  ：ベタ白画像及び中間調画像で、画像欠陥有り、欠陥の大きさが３．０ｍｍ以下。
△  ：ベタ白画像に画像欠陥なし、かつ中間調画像で画像欠陥有り。
○  ：ベタ白画像及び中間調画像で画像欠陥無し。
【０１００】
評価は、未使用の現像装置を１５．０℃、１０％Ｒｈ環境下、２４０時間放置後、トナーシール開封直後のベタ白画像を５枚、中間調画像を１枚連続印字し、５枚目のベタ白画像と中間調画像により評価を行った。
【０１０１】
各例のプリンタにおいて６００ｄｐｉレーザスキャナを使用し画像記録（画像形成）を行った。本評価において中間調画像とは、主走査方向の１ラインを記録し、その後、４ラインを非記録とする縞模様を意味し、全体として中間調の濃度を表現している。
【０１０２】
ｂ）画像濃度の均一性評価
画像評価は、ベタ黒画像と中間調画像を出力することにより均一性を評価した。均一性が低下すると、均一画像中に、砂状（０．１ｍｍ以下）の濃度の薄い斑点１が生じる。さらに悪化すると、現像ローラ回転方向に伸びた楕円上の斑点２が生じる。この斑点の有無を目視により行い、以下の基準により画像濃度均一性を評価した。
×：ベタ黒画像及び中間調画像中に、砂状の斑点１及び楕円状斑点２が認識される。
△：ベタ黒画像及び中間調画像中に砂状の斑点１が認識される。
○：ベタ黒画像又は、中間調画像中のどちらか一方に砂状の斑点１が認識される。
◎：ベタ黒画像及び中間調画像中のどちらにも砂状の斑点１が認識されない。
【０１０３】
画像均一性評価は、評価環境１５．０℃、１０％Ｒｈ、１０００枚印字後に行った。印字テストは、画像比率５％の横線の記録画像を連続的に通紙して行った。
【０１０４】
各例のプリンタにおいて６００ｄｐｉレーザスキャナを使用し画像記録を行った。本評価において中間調画像とは主走査方向の１ラインを記録し、その後４ラインを非記録とする縞模様を意味し、全体として中間調の濃度を表現している。
【０１０５】
ｃ）耐久後のカブリ評価
カブリとは、本来印字しない白部（未露光部）においてトナーがわずか現像され地汚れのように現れる画像不良のことである。
【０１０６】
カブリ量は光学反射率測定機（東京電飾株式会社製ＴＣ−６ＤＳ）によりグリーンフィルタによる光学反射率を測定し、記録材のみの反射率から差し引いてカブリ分の反射率量を求めカブリ量として評価した。カブリ量は記録材上を１０点以上測定しその平均値を求めた。
××：カブリ量が２％を越える。
×：カブリ量が１〜２％未満である。
△：カブリ量が０．５〜１％未満である。
○：カブリ量が０．５％未満である。
【０１０７】
カブリ評価は、試験環境３０℃、８０％Ｒｈ、２万枚印字後に行った。印字テストは、
画像比率５％の横線の記録画像を連続的に通紙して行った。また、以降述べる他の画像欠陥が生じた場合は、その個所を避けて測定し、カブリを純粋に評価できるよう配慮した。
【０１０８】
ｄ）トナー残量が減少したときのカブリ特性評価
印字テストを繰り返すことにより、現像装置内に蓄えたトナーが減少し、横線の評価画像が徐々に薄くなり、場合によっては途切れる。このようにトナー残量が減少したときのカブリ特性を別途評価した。
【０１０９】
印字テストにおいて、先のような横線画像の不良が生じたときに、カブリ評価を行うとともに、その後、現像装置を画像形成装置から取り外し、手振りするなどして、現像装置内のトナーを現像ローラ３に送る動作を行い、再度装置に装着してカブリ評価を行う。これらの画像評価で、前述と同様のカブリ評価を行い、最も悪い（大きな）結果を用いて本評価のカブリ評価とする。
【０１１０】
表１に、実施例１〜４、及び比較例１〜７の評価結果を示す。
【表１】
0005053764.tif 000004
【０１１１】
［従来技術に対する優位性］
はじめに、従来技術である比較例７と、実施例１とを比較することにより本発明の優位性について述べる。
【０１１２】
比較例７は、トナーの平均粒径に対する現像ローラの表面粗さが非常に大きい。そのため、トナーコート層は、現像ローラの粗さにより変動しやすい。結果、現像ローラ方向に伸びた斑点が生じ、画像濃度の均一性が悪い。また、現像ローラの粗さが非常に大きいため、現像ローラと感光ドラム、あるいは、現像ローラと供給ローラの押圧、摺擦により、局所的に高いストレスがトナーにかかる。結果、トナー劣化を促進しやすくなり、耐久後のカブリ量の増加、及び、耐久ゴースト画像不良が発生する。
【０１１３】
そのため、トナー切れ時に、現像装置の手振りを行うと、現像容器内で劣化の少ないトナーと著しく劣化したトナーは混合する。トナーの帯電付与性が異なるため、逆極性のトナーが生じやすくなる。結果、トナー切れ時のカブリが悪化する。
【０１１４】
これに対して、本発明の実施例１では、画像濃度均一性を向上させることができる。また、抑制理由は後述するが、トナー切れ時のカブリも抑制することができる。つまり、印字初期から印枚数増加時まで、高画質で画像不良を抑制した画像を得ることができる。
【０１１５】
［比較技術に対する優位性］
次に、実施例１〜４と比較例１〜７を比較することによって、本発明の優位性について述べる。
【０１１６】
＜ａ）ベタ白画像不良評価結果、及びｂ）画像濃度均一性評価結果について＞
前述したように、比較例７は、トナーＴ１の体積平均粒径Ｒ１が７．５μｍと大きく、加えて現像ローラ表面の算術表面粗さＲａが３．０μｍであるため、Ｒａ／Ｒ１＝０．４と大きい。そのため、トナー層の均一性が低下し、画像濃度の均一性も低下する。
【０１１７】
一方、実施例１及び比較例１においては、第１現像剤としてのトナーＴ１の体積平均粒径Ｒ１が５．８μｍ、現像ローラ表面の算術表面粗さＲａ１．５μｍであるため、トナー層の均一性が向上する。結果、画像濃度の均一性も向上する。
【０１１８】
さらに、実施例２及び比較例２は、実施例１及び比較例１に対して、トナー規制部材４に印加する電圧が、トナーを現像ローラ表面に押付ける方向に印加した例である。そのため、規制後のトナー層形成を均一に行うことができると考えられる。また、トナー規制部材４によるトナーの電荷付与も安定的に行われるため、現像ローラ上のトナー層中のトナーの電荷量の均一性も向上すると考えられる。結果、より画像濃度の均一性が向上する。
【０１１９】
また、実施例３及び比較例３は、実施例１及び比較例１に対して、現像ローラ３の算術表面粗さＲａを０．１とした例である。そのため、トナー層の形成時に現像ローラ表面の粗さの影響が著しく小さくなるため、より安定したトナー層を形成することができる。
【０１２０】
また、トナーと現像ローラ間の付着力は、現像ローラ表面の粗さが小さいため、電気的拘束力が支配的となる。そのため、現像部において、電界によりトナーを転移する際に、より均一な転移を行うことができる。加えて、表面粗さが小さいため、現像ローラ３と感光ドラムが摺擦する際に、現像ローラ３の粗さによるトナー層の乱れも低下する。結果、画像濃度均一性が向上する。
【０１２１】
そして、実施例４及び比較例４は、著しく画像濃度均一性に優れている。実施例４及び比較例４は、Ｒａ／Ｒ１＝０．０２と小さく、かつ、トナーが現像ローラ３に押付けられる方向にトナー規制部材４に電圧が印加された例である。そのため、上述したように、トナーが、より電気的に現像ローラ表面に拘束されている状態を形成しながら、均一なトナー層を形成している。結果、著しく画像濃度均一性が向上すると考えられる。
【０１２２】
以上のことから、均一なトナー層及び濃度均一性の向上のためには、現像ローラ表面とトナー間の付着力は、電気的な力が支配的であることが必要と考えられる。
【０１２３】
しかしながら、比較例１〜４は、画像濃度均一性向上、つまり、電気的な力が支配的となるにつれて、ベタ白画像不良が発生する。
【０１２４】
まず、ベタ白画像不良のおおよその発生メカニズムは以下のように考えられる。ここで、図１（ｂ）は、上述したように、未使用の現像装置を示している。
【０１２５】
現像装置使用時にシール部材Ｕを除去後、攪拌部材１１によりトナーＴ１を供給ローラ近傍まで搬送する。その後、供給ローラ表面に付着したトナーＴ１は、現像ローラ３と供給ローラ５の摺擦により現像ローラ３へ供給される。しかしながら、シール部材Ｕを除去直後、つまり、トナーＴ１が供給ローラ５あるいは現像ローラ表面に到達する前に、現像ローラ３は回転する。その間、予め現像ローラ表面あるいは供給ローラ表面に塗布されたトナーＴ２は、トナー規制部材４を通過する機会が増加する。結果、トナーＴ２への電荷付与が過剰となり、トナーＴ２は電気的拘束力により現像ローラ表面に強固に付着する。そのため、トナーＴ２は、供給ローラ５の摺擦による剥ぎ取り工程を経ても現像ローラ表面から離れにくくなる。その後、トナーＴ１が供給ローラ表面を経て現像ローラ３に到達すると、トナーＴ１は、トナー規制部材４を通過することにより、電荷付与される。その後、現像ローラ表面に強固に付着したトナーＴ２と同程度の電荷量を得ることができると、トナーＴ１は、電気的な付着力を有し、現像ローラ表面で、トナーＴ２との入れ替わりを連続的に行なうことができる。結果、ベタ白画像不良の発生は生じない。
【０１２６】
ところが、トナーＴ１の電荷付与による電気的付着力より著しく高い付着力をトナーＴ２が有した場合、トナーＴ１との入れ替わりが困難となる。そのトナーＴ２を付着した現像ローラ表面は、トナーＴ１の粒径Ｒ１の粗さを有した状態に近い。そのため、現像ローラ表面によるトナーＴ１の物理的搬送力が大きくなると同時に、過剰なトナー量が搬送されるため、トナー規制部材４を通過しても、トナーＴ１への電荷付与性が低下する。つまり、適正な電荷を得ていないトナーＴ１は、現像部まで搬送される。
【０１２７】
結果、感光ドラム１と現像ローラ３が当接する接触現像において、電荷量が不十分なトナーＴ１の電気的制御が難しいため、ベタ白画像上に、０．５〜２．０ｍｍ程度の斑点が、現像ローラ周期で生じる。つまり、ベタ白画像不良が生じる。また、ベタ白画像不良が軽微な場合においては、中間調画像中に、０．５〜２．０ｍｍ程度の斑点濃度ムラが、現像ローラ周期で生じる。
【０１２８】
以上のことから、ベタ白画像不良は、現像ローラ３とトナー間の付着力として電気的な力が支配的になるほど発生しやすいと考えられる。
【０１２９】
しかしながら、前述したとおり、画像濃度均一性向上のためには、電気的な力が支配的な必要があり、画像濃度均一性向上とベタ白画像不良の抑制の２つの課題は背反する課題で、両立することが困難である。
【０１３０】
そのため、比較例１〜４は、画像濃度均一性向上とともに、ベタ白画像不良が悪化する。特に、比較例４は、画像濃度均一性が非常に優れているが、ベタ白画像不良が非常に悪い。
【０１３１】
一方、本発明の実施例１〜４は、画像濃度均一性の評価結果にかかわらず、ベタ白画像不良を著しく抑制している。つまり、電気的な支配力が大きくなっても、ベタ白画像不良を抑制する効果を得ることができると考えられる。本発明の実施例１〜４において、トナーＴ１の体積平均粒径Ｒ１とトナーＴ２の体積平均粒径Ｒ２との関係は、Ｒ２／Ｒ１＞１．０である。トナーと現像ローラ間に働く鏡映力の大きさは、トナー粒子が有する電荷量の二乗に比例し、トナー粒径にトナー粒径の二乗に反比例する。そのため、トナー粒径が大きい場合、粒径の効果のため付着力を弱めることができる。
【０１３２】
さらに、トナー粒径が大きい場合、１つのトナーがトナー規制部材４と接触する回数は
減少するため、摩擦帯電による電荷付与性の低下、すなわち、トナー粒子が得る電荷量が低下する。つまり、トナーＴ２の現像ローラ３への付着力を著しく低下させることができる。そのため、トナーＴ１が現像ローラ表面に到達する前における現像ローラ上のトナーＴ２と現像ローラ表面との付着力の上昇を抑えることができる。
【０１３３】
結果、現像ローラ上に特定のトナーＴ２が強固に付着することを抑制できるため、ベタ白画像不良を著しく抑制することができる。
【０１３４】
以上、述べたように、本発明の実施例においては、高画質化のために粒径が小さいトナーを用いても、Ｒ２／Ｒ１＞１．０の関係を有するため、ベタ白画像不良を著しく抑制することができる。さらに、画像濃度均一性の向上とベタ白画像不良抑制の背反する課題を両立することができる。
【０１３５】
しかしながら、比較例５，６は、Ｒ２／Ｒ１＞１．０であるにもかかわらず、ベタ白画像不良を生じる。その理由は、トナーＴ１の半値幅Ｈ１に対するトナーＴ２の半値幅Ｈ２の比Ｈ２／Ｈ１が、０．８３のためと考えられる。つまり、トナーＴ１の粒度分布よりもトナーＴ２の粒度分布はシャープであることを意味する。トナーＴ１，Ｔ２の粒径がＲ２／Ｒ１＞１．０の関係を有しているため、現像ローラ３への強固な付着を抑制していると考えられる。
【０１３６】
しかし、トナーＴ１が現像ローラ３へ供給され始めると、トナー層を形成しているトナーＴ２よりトナーＴ１が優先してトナー層を形成すると考えられる。その理由は、トナーＴ２の粒度分布がシャープであるため、どのトナーＴ２も現像ローラ３から離れやすい状態であり、逆に粒径の小さいトナーＴ１は、現像ローラ３へ付着しやすい状態であるため、急激にトナーＴ２からトナーＴ１への入れ替わりが生じる。つまり、比較例１のように、トナーＴ１があらかじめ塗布されている状態に近いと考えられる。結果、ベタ白画像不良が生じる。
【０１３７】
一方、本実施例１〜４は、Ｈ２／Ｈ１＞１．０であるため、トナーＴ１が現像ローラ到達時に、現像ローラ３から離れやすいトナーとやや離れにくいトナーがトナー層を形成していると考えられる。結果、現像ローラ上のトナー層は、徐々に、トナーＴ２からトナーＴ１へ入れ替わり、現像ローラ３に強固に付着したトナーの生成を抑制する。
【０１３８】
結果、ベタ白画像不良を著しく抑制していると考えられる。
【０１３９】
以上、述べたように、本発明の実施例によれば、トナーの平均体積粒径の比Ｒ２／Ｒ１がＲ２／Ｒ１＞１．０、トナーの粒度分布の半値幅の比Ｈ２／Ｈ１がＨ２／Ｈ１＞１．０であるため、著しくベタ白画像不良を抑制することができる。
【０１４０】
＜ａ）ベタ白画像不良評価結果、及びｃ）耐久後のカブリ評価結果について＞
まず、耐久後のカブリ発生要因について述べる。
【０１４１】
現像部でのトナーは、感光ドラム１と現像ローラ３の押圧と摺擦により、高いストレスを受ける。加えて、供給部でのトナーは、現像ローラ３と供給ローラ５の押圧と摺擦によっても、高いストレスを受ける。そのため、トナーに被覆されたシリカ等の外添剤は、トナーへの埋め込み、又は、トナーからの遊離が発生しやすくなる。すると、印字枚数初期のトナーの帯電性より著しく低下する。つまり、電荷量の少ないトナーコート層を形成するため、電荷量の少ないトナーは、電気的な拘束力が弱まる。結果、現像ローラ上のトナーは、電気的拘束力が低下するため、感光ドラム１に接触すると、感光ドラム上に転移しやすくなり、カブリ量が増加する。
【０１４２】
また、外添剤は、トナーと物体が接触する場合、間に介在することで、トナーと物体間の付着力を小さくする作用があると考えられる。そして、トナーの埋め込みや遊離の発生は、トナーと物体の付着力が大きくなる。そのため、トナーは感光ドラム１との付着力も著しく大きくなるため、より感光ドラム上に転移しやすくなる。
【０１４３】
実施例１に比べ、実施例４は、耐久後のカブリ量の増加はなく、良好である。その理由は、現像ローラ３にトナーを押付ける方向にトナー規制部材４に電圧を印加しているため、前項で述べたように、現像ローラ３へのトナーの電気的な付着力が支配的となる。また、トナーの体積平均粒径に対する現像ローラ表面の算術表面粗さの比であるＲａ／Ｒ１が０．０２と小さいことによっても、現像ローラ３へのトナーの電気的な付着力が支配的となる。結果、耐久後にトナーの電荷付与性の低下を抑制することができる。
【０１４４】
さらに、トナー粒径に対する現像ローラ表面粗さが小さい場合、現像ローラ３と感光ドラム１間、又は、現像ローラ３と供給ローラ５間の押圧・摺擦時に、トナーは現像ローラ上において、ストレスが低下する方向へ動きやすいと考えられる。つまり、局所的に高いストレスを受け、著しく劣化した特定のトナーの発生及び耐久カブリを抑えることができる。
【０１４５】
また、実施例２，３は実施例１に比べカブリ量の増加は少ない。実施例２は、現像ローラ３にトナーを押付ける方向にトナー規制部材４に電圧を印加し、実施例３は、トナーの体積平均粒径に対する現像ローラ表面の算術表面粗さの比であるＲａ／Ｒ１が０．０２と小さい。このため、現像ローラ３へのトナーの電気的な付着力が支配的となる。結果、耐久カブリの増加を抑制する。
【０１４６】
つまり、耐久カブリを抑制するためには、画像濃度均一性向上と同様、現像ローラ３へのトナーの電気的な付着力の増加が必要である。つまり、耐久カブリの抑制とベタ白画像不良は背反する課題であると考えられる。それは、比較例１〜４の耐久カブリの抑制とともにベタ白画像不良が悪化していることからも分かる。一方、実施例２〜４は、耐久カブリの抑制と同時にベタ白画像不良を抑制している。
【０１４７】
以上、述べたように、本発明の実施例においては、耐久カブリの抑制とベタ白画像不良の抑制の背反する課題を同時に抑制することができる。
【０１４８】
＜ｄ）トナー切れ時のカブリ評価結果について＞
まず、トナー切れ時のカブリ評価の発生要因について述べる。
【０１４９】
この理由としては、カートリッジ振り時に劣化の少ないトナーと劣化したトナーが混合し、極性の違いにより電荷付与性が低下した劣化トナーはより電荷付与性の低下を生じ、あるいは、逆極性の電荷付与を行うため積極的にカブリ量が増加すると考えられる。本発明の実施例１〜４は、トナー切れ時においてもカブリの増加が著しく抑制されている。
【０１５０】
一方、比較例４のように、トナーの劣化も少なく、現像ローラ表面へのトナーの電気的な付着力が支配的であるにもかかわらず、トナー切れ時のカブリ量が増加する。その理由は明確ではないが、以下のように考えられる。
【０１５１】
第１現像剤であるトナーＴ１は、消費しやすいトナー粒径が存在するため、耐久後半のトナーの粒径は、耐久前半に比べ、粒度分布のブロード化、平均粒径の粗大化が進むと考えられる。加えて、耐久後半のトナーＴ１は、耐久前半に比べ、トナーの劣化も進むと考えられる。
【０１５２】
そのため、耐久前半に比べ、耐久後半のトナーの帯電付与性が著しく低下すると考えられる。特に本発明の実施例のように、平均円形度が高く、小粒径化したトナーを用いると、耐久前半と耐久後半のトナーの性状変化は帯電性に大きな違いを生じる。
【０１５３】
比較例１〜４においては、予め、供給ローラ５に塗布されたトナーＴ２は、現像容器内のトナーＴ１と同じものを用いている。そのため、耐久後半の現像容器内のトナー粒径とトナーＴ２の差は大きく、帯電性も異なると考えられる。また、供給ローラ５に塗布されたトナーＴ２は、耐久後半においても、耐久前半と同程度の平均粒径を維持していると考えられる。そのため、トナー切れ時のように、現像装置内のトナー量が少なくなった状態で、現像装置の手振りを行うと、トナーＴ２と劣化の大きいトナーＴ１とが混合しやすくなる。つまり、著しく性状の異なるトナーの混合が生じ、電荷量を十分に得ることができないトナーの生成を引き起こす。結果、トナー切れ時のカブリ量の増加を生じると考えられる。
【０１５４】
一方、本発明の実施例１〜４は、トナー切れ時においてもカブリ量を著しく抑制することができる。その理由は、予め供給ローラ上に塗布された第２現像剤としてのトナーＴ２の粒径Ｒ２が初期現像容器内のトナーＴ１の粒径Ｒ１よりも大きいためであると考えられる。つまり、耐久が進むことにより、現像容器内のトナーＴ１の粒径は、分布のブロード化、平均粒径の粗大化が進むが、予め、トナーＴ２は、Ｒ２／Ｒ１＞１．０の関係を有しているため、トナーの帯電付与性の差が小さい。結果、手振りによる混合が生じても、カブリを生じない。
【０１５５】
しかしながら、比較例５，６は、トナー粒径の比が、Ｒ２／Ｒ１＞１．０であるにもかかわらず、トナー切れ時のカブリ量が増加する。その理由は、トナーＴ２の粒度分布が耐久初期のトナーＴ１の粒度分布よりシャープであるためと考えられる。耐久後半に粒度分布がブロード化したトナーとシャープな粒度分布を有するトナーＴ２が混合すると、粒径差が大きいときと同様に、帯電付与性の極性差が大きくなると考えられる。結果、トナー切れ時のカブリ量が増加する。
【０１５６】
以上、述べたように、本発明の実施例によれば、トナーの体積平均粒径の比Ｒ２／Ｒ１＞１．０、粒度分布の比Ｈ２／Ｈ１＞１．０とすることで、トナー切れ時のカブリを著しく抑制することができる。
【０１５７】
［トナーＴ１，Ｔ２の粒径Ｒ１，Ｒ２、及び現像ローラの算術表面粗さＲａの関係］
以下では、トナーＴ１，Ｔ２の粒径Ｒ１，Ｒ２、及び現像ローラ３の算術表面粗さＲａの関係について述べる。特に、電気的付着力が支配的である｜Ｖｂ｜＞｜Ｖｓ｜の条件下における例として、実施例５〜１４、比較例８〜１０について以下に述べる。
【０１５８】
［実施例５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４］
本実施例は、基本的には、実施例４に準ずるが、以下の点が異なる。
【０１５９】
トナーＴ１の体積平均粒径Ｒ１は、実施例５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４それぞれ５．５，５．８，５．８，５．５，５．５，５．５，５．８，５．５，６．２，５．５μｍであることが異なる。
【０１６０】
さらに、トナーＴ２の体積平均粒径Ｒ２は、実施例５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４それぞれ８．０，６．４，６．４，５．８，５．８，８．２，６．０，５．８，７．０，８．０μｍであることが異なる。
【０１６１】
また、現像ローラ表面の算術表面粗さＲａは、実施例５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４それぞれ０．２，０．２，０．１，０．１，０．１，０．５，０．６，０．３，０．８，０．８μｍであることが異なる。そのときのトナーＴ１の体積平均粒径に対する現像ローラ表面の算術平均粗さの比Ｒａ／Ｒ１は、それぞれ０．０４０，０．０３８，０．０１７，０．０２５，０．００９，０．０９８，０．１００，０．０４５，０．１２９，０．１４５となる。
【０１６２】
また、Ｒ２／Ｒ１は、実施例５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４それぞれ１．４５，１．１０，１．１０，１．０５，１．０５，１．４９，１．０３，１．０５，１．１３，１．４５となる。ここで、Ｒ２／Ｒ１は、トナーＴ１の体積平均粒径Ｒ１に対するトナーＴ２の体積平均粒径Ｒ２の比である。
【０１６３】
［比較例８，９，１０，１１］
本比較例は、基本的には、実施例４に準ずるが、以下の点が異なる。
【０１６４】
トナーＴ１の体積平均粒径Ｒ１は、比較例８，９，１０，１１それぞれ５．８，５．５，５．８，５．５μｍであることが異なる。
【０１６５】
さらに、トナーＴ２の体積平均粒径Ｒ２は、比較例８，９，１０，１１それぞれ５．８，５．８，８．５，９．０μｍであることが異なる。
【０１６６】
また、現像ローラ表面の算術表面粗さＲａは、比較例８，９，１０，１１それぞれ０．８，０．４，０．７，０．１μｍであることが異なる。そのときのトナーＴ１の体積平均粒径に対する現像ローラ表面の算術平均粗さの比Ｒａ／Ｒ１は、比較例８，９，１０，１１それぞれ０．１３８，０．０７３，０．１２１，０．０１８となる。
【０１６７】
また、トナーＴ１の体積平均粒径Ｒ１に対するトナーＴ２の体積平均粒径Ｒ２の比Ｒ２／Ｒ１は、比較例８，９，１０，１１それぞれ１．００，１．５５，１．５５，１．００となる。
【０１６８】
（評価方法）
画像評価は、前述した評価項目のうち、ａ）ベタ白画像不良、ｂ）画像濃度均一性について行った。評価方法及び評価基準は前述と同じとした。
【０１６９】
（評価結果）
表２に、実施例４〜１４、比較例８〜１１の評価結果を示す。
【表２】
0005053764.tif 000005
【０１７０】
＜ｂ）画像濃度均一性評価結果＞
はじめに、画像濃度均一性評価の結果を図５に示す。
実施例１３，１４、比較例８，１０は、画像均一性がやや悪い。一方、Ｒａ／Ｒ１≦０．１０（現像ローラ表面の算術表面粗さＲａが、トナーＴ１の体積平均粒径Ｒ１に対して０．１０倍以下）である実施例１０，１１は、均一性が良化する。その理由は、Ｒａ／Ｒ１≦０．１とトナー粒径に対する現像ローラ表面粗さが十分小さいため、現像ローラ表面の粗さによるトナーコート層の変動は小さくなる。結果、均一なトナーコート層の形成時の変動及び現像部での現像効率の変動を著しく抑制するため、画像の均一性が向上する。一方、実施例１３，１４、比較例８，１０においては、Ｒａ／Ｒ１＞０．１とトナーの平均粒径に対する現像ローラ３の表面粗さがやや大きいため、現像ローラ表面の粗さによるトナーコート層の変動が大きくなり、画像の均一性が悪化すると考えられる。
【０１７１】
また、実施例４〜９、１２及び比較例１１は、Ｒａ／Ｒ１≦０．０４（現像ローラ表面の算術表面粗さＲａが、トナーＴ１の体積平均粒径Ｒ１に対して０．０４倍以下）とトナー粒径に対する現像ローラ表面粗さが十分小さいため、より均一性が向上する。その理由
は、上述同様、Ｒａ／Ｒ１≦０．０４とすることで、よりトナーコート層の均一性が向上しているためと考えられる。
【０１７２】
以上、述べたように、本発明の実施例においては、トナーコート層の均一性を向上させ、画像の均一性を向上するためには、Ｒａ／Ｒ１≦０．１とすることが好ましく、Ｒａ≦０．０４とすることがより好ましい。
【０１７３】
＜ａ）ベタ白画像不良評価結果＞
次に、ベタ白画像不良評価結果を図４に示す。
【０１７４】
比較例８及び比較例１１は、ベタ白画像不良が悪い。一方、Ｒ２／Ｒ１＞１．０である実施例１１〜１３は良好である。比較例８及び比較例１１は、Ｒ２／Ｒ１＝１．０であるため、トナーＴ１が現像ローラ表面に到達する前に、トナー層を形成するトナーＴ２と入れ替わりがスムーズに行われないためと考えられる。つまり、トナーＴ１が現像ローラ表面に到達する前に、トナーＴ２はトナー規制部材を何度も通過しやすくなるため、トナーＴ２の帯電量が大きくなり、電気的な付着力が増加する。結果、トナーＴ１との入れ替わりが困難となり、ベタ白画像不良を生じる。
【０１７５】
一方、実施例１１〜１３は、Ｒ２／Ｒ１＞１．０であるため、予めコートされたトナーＴ２の付着力は、トナーＴ１に比べ、小さいと考えられる。結果、スムーズな入れ替わりを行なうことができ、ベタ白画像不良を抑制することができる。
【０１７６】
しかしながら、実施例８，９は、Ｒ２／Ｒ１＞１．０であるにもかかわらず、軽微のベタ白画像不良を生じる。この理由は、Ｒａ／Ｒ１≦０．０４であり、かつ、Ｒ２／Ｒ１＜１．１であるためと考えられる。Ｒ２／Ｒ１＜１．１であるため、トナーＴ１とトナーＴ２の粒径差は小さく、現像ローラ表面への付着性の差も小さいと考えられる。加えて、Ｒａ／Ｒ１≦０．０４であるため、トナーＴ１及びトナーＴ２に対する現像ローラ表面の粗さが小さく、より電気的付着力が支配的となる。結果、トナーＴ２は、強固に付着し、トナーＴ１との入れ替わりを十分行えないため、軽微のベタ白画像不良を生じる。
【０１７７】
一方、実施例４，６，７は、Ｒａ／Ｒ１≦０．０４であるにもかかわらず、ベタ白画像不良を抑制している。その理由は、Ｒ２／Ｒ１≧１．１であるためと考えられる。つまり、Ｒａ／Ｒ１のような電気的付着力が支配的となっても、Ｒ２／Ｒ１≧１．１であるため、トナーＴ２の著しい付着力の増加を生じない。結果、ベタ白画像不良を著しく抑制する。
【０１７８】
以上述べたように、ベタ白画像不良を抑制するためには、Ｒ２／Ｒ１＞１．０であることが好ましく、Ｒａ／Ｒ１≦０．０４のように電気的付着力が支配的な領域においては、Ｒ２／Ｒ１≧１．１であることがより好ましい。
【０１７９】
比較例９，１０は、Ｒ２／Ｒ１＞１．１であるにもかかわらず、ベタ白画像不良を生じる。一方、Ｒ２／Ｒ１≦１．５である実施例５，１０，１４は、ベタ白画像不良を著しく抑制する。Ｒ２／Ｒ１＞１．５であると、トナーＴ２の付着力は、トナーＴ１に比べ著しく小さくなるために、比較例９，１０は、ベタ白画像不良を生じると考えられる。
【０１８０】
なぜなら、トナーＴ２の付着力がトナーＴ１の付着力に比べて非常に小さいと、トナーＴ１が現像ローラ表面に到達した際に、急激にトナーＴ２と入れ替わりやすくなる。また、トナーＴ２と、トナーＴ２に比べ帯電付与性がより高いトナーＴ１とが共存すると、トナーＴ１の帯電付与を加速する。結果、トナーＴ１の現像ローラ３への強固な付着を生成する。結果、ベタ白画像不良を生じる。
【０１８１】
以上、述べたように、本発明の実施例においては、１．０＜Ｒ２／Ｒ１≦１．５であることで、ベタ白画像不良を抑制することができる。さらに、Ｒａ／Ｒ１≦０．０４のような電気的付着力が支配的となる状態でおいても、１．１≦Ｒ２／Ｒ１≦１．５であることにより、著しくベタ白画像不良を抑制することができる。
【０１８２】
＜ａ）ベタ白画像不良、ｂ）画像濃度均一性の総合評価結果＞
ａ）ベタ白画像不良、ｂ）画像濃度均一性の総合評価結果を図６に示す。
【０１８３】
本発明の実施例においては、画像濃度均一性を維持しながら、ベタ白画像不良を抑制するためには、１．０＜Ｒ２／Ｒ１≦１．５であることが好ましく、画像濃度均一性がより向上するためには、Ｒａ／Ｒ１≦０．１０であることが好ましい。さらに、良好な画像濃度均一性を有するためには、Ｒａ／Ｒ１≦０．１０、かつ、１．０＜Ｒ２／Ｒ１≦１．５であることが好ましい。
【０１８４】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、粒径が小さく、球形度の高いトナーを用いることで高画質な画像を得ることができるとともに、現像剤の均一なトナーコート層を印字枚数によらず、安定して得ることが可能となる。したがって、経時的に（長期に渡って）、高画質かつ良好な画像を得ることが可能となる。特に、画像濃度均一性とベタ白画像不良の背反する課題を両立することができる。また、トナー切れ時に生じるカブリを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１８５】
【図１】実施例１における現像装置の概略図。
【図２】実施形態における画像形成装置の概略図。
【図３】実施形態におけるプロセスカートリッジの概略図。
【図４】ベタ白画像不良評価結果を示す図。
【図５】画像濃度均一性評価結果を示す図。
【図６】ベタ白画像不良、画像濃度均一性総合評価結果を示す図。
【図７】供給ローラ弾性層の硬度を測定する方法について説明するための概略図。
【図８】現像ローラ又は供給ローラへのトナー塗布方法について説明するための概略図。
【図９】従来技術における現像装置の概略図。
【符号の説明】
【０１８６】
１  感光ドラム
３  現像ローラ
４  トナー規制部材
５  供給ローラ
Ａ  画像形成装置
Ｂ  プロセスカートリッジ
Ｄ  現像装置
Ｆ  現像容器
Ｔ１  トナー（第１現像剤）
Ｔ２  トナー（第２現像剤）
【図１】
0005053764.tif 000006
【図２】
0005053764.tif 000007
【図３】
0005053764.tif 000008
【図４】
0005053764.tif 000009
【図５】
0005053764.tif 000010
【図６】
0005053764.tif 000011
【図７】
0005053764.tif 000012
【図８】
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【図９】
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