(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも静電潜像の形成された像担持体にワックス内添粉砕トナーを付着させ前記静電潜像を可視化する現像ローラと前記現像ローラに接触させてトナーが保持する電荷を除電する除電シートを有する１成分現像装置において、該除電シートの体積抵抗Ｒ（Ω・ｃｍ）とトナーのインピーダンスＺ（Ω）が下記式（１）〜（３）の関係を満たし、かつトナー粒子間摩擦力が２．０〜２．５ｍＮｍであることを特徴とする１成分現像装置。
式（１）  １０＜Log10Ｒ＜１４
式（２）  ８．００＜Log10Ｚ＜１０．７０
式（３）  −１．５×Log10Ｒ＋２３．５＜Log10Ｚ＜−１．５×Log10Ｒ＋３１．０
（但し、前記トナーインピーダンスは次のようにして得られる値である。
トナー３．０ｇを６ＭＰａで３０秒間加圧したペレットを液体用セル（東陽テクニカ製１２９６４Ａ型液体測定用セル）に投入して７．５Ｎで加圧した状態において測定する。測定は電圧０．１Ｖ、周波数を１００Ｈｚ〜１００００Ｈｚまで変化させて、周波数ごとの抵抗成分と静電容量成分のデータをフィッティングして算出する。）
【請求項２】
前記トナーのワックス含有量が３．０〜７．０質量％であり、オイルを用いない定着システムを有する画像形成装置に用いることを特徴とする請求項１に記載の１成分現像装置。
【請求項３】
前記トナーの平均円形度が０．９００〜０．９３０であり、かつ体積平均粒子径が６〜１０μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の１成分現像装置。
【請求項４】
トナーに加重を加えたときの変位から求められる空間率が５６〜５８％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の１成分現像装置。
【請求項５】
少なくとも、請求項１〜４のいずれかに記載の１成分現像装置を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項６】
少なくとも、請求項１〜４のいずれかに記載の１成分現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は１成分現像装置に関するものであり、特に現像ローラと規制ブレードを押圧してトナー薄層を形成した後、該トナー薄層を用いて静電潜像を現像し、その後現像ローラ上に残ったトナーを除電シートにより除電する１成分現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真法では、感光体表面を帯電、露光して形成した静電潜像に着色トナーで現像してトナー像を形成し、該トナー像を転写紙等の被転写体に転写し、これを熱ロール等で定着して画像を形成している。
電子写真や静電記録等で採用される乾式現像方式には、トナー及びキャリアからなる２成分系現像剤を用いる方式と、キャリアを含まない１成分系現像剤を用いる方式とがある。前者の方式は、比較的安定して良好な画像が得られるが、キャリアの劣化並びにトナーとキャリアとの混合比の変動等が発生しやすいことから長期間にわたっての一定品質の画像は得られにくく、また、装置の維持管理性やコンパクト化に難点がある。そこで、こうした欠点を有しない後者の１成分系現像剤を用いる方式が注目されるようになっている。
【０００３】
ところで、この方式においては、通常少なくとも１つのトナー搬送部材によってトナー（現像剤）を搬送し、かつ、搬送されたトナーによって潜像担持体に形成された静電潜像を可視像化する手段が採られているが、その際、トナー層厚を規制する手段をトナー搬送部材に対置させ、トナーが該規制手段を通過する際にトナーを帯電させている。トナー搬送部材上に対置されたトナー層厚規制する手段（トナー層厚規制手段）にはいろいろな方法が提案されており、代表例としては、規制ブレードを用い、このブレードをトナー搬送部材に対置させ、これによりトナー搬送部材表面の搬送されるトナーを押圧部材（規制ブレード）で押えつけてトナー層厚を制御するものである。また、ブレードの代わりに、ローラを当接させて、同様の効果を得るタイプのものもある。
【０００４】
この１成分現像方式では現像領域で使用されなかった現像ローラ上のトナーは供給ローラによってからかきとられ、再度トナーホッパ内へ導かれていく。ところが、トナー粒子と現像ローラの付着力が大きいと、このかきとり性、すなわちリセット性が悪くなり、現像ローラ上を何度も周回することになる。その結果現像ローラ上のトナー付着量が増大して安定的な荷電・搬送ができなくなってしまう。
このような課題を解決する為に後述するような現像ローラとトナーの付着力を低減させるための様々な改良が行われている。
【０００５】
例えば、特許文献１（特許第３５０２５５４号）に記載の現像装置は除電シート材の抵抗と除電ニップ、比誘電率、体積抵抗率が規定されている。
特許文献２（特開平９−１３４１００号公報）に記載の現像装置はループ状の除電シートを１×１０3〜１×１０8Ωの抵抗で使用している。
特許文献３（特開２００５−７５５０５号公報）に記載の現像装置は用いる除電シート抵抗率が１〜１×１０5Ω・ｃｍである。
しかしこれらの特許文献１〜３に記載の方法では、荷電とリセットのバランスをうまくとることができない。
【特許文献１】特許第３５０２５５４号
【特許文献２】特開平９−１３４１００号公報
【特許文献３】特開２００５−７５５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、トナーのリセット性不良による画像濃度ムラを抑制し、しかも優れた画像安定性の得られる１成分現像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは上記課題について鋭意検討を行った結果、除電シートの体積抵抗とトナーインピーダンスとの関係、およびトナー粒子間摩擦力を規定する事により、荷電とリセットのバランスをうまくとることができ、上記課題が解決されることを見出し本発明に至った。
即ち、本発明は以下のとおりである。
（１）少なくとも静電潜像の形成された像担持体にワックス内添粉砕トナーを付着させ前記静電潜像を可視化する現像ローラと前記現像ローラに接触させてトナーが保持する電荷を除電する除電シートを有する１成分現像装置において、該除電シートの体積抵抗Ｒ（Ω・ｃｍ）とトナーのインピーダンスＺ（Ω）が下記式（１）〜（３）の関係を満たし、かつトナー粒子間摩擦力が２．０〜２．５ｍＮｍであることを特徴とする１成分現像装置。
式（１）  １０＜Log10Ｒ＜１４
式（２）  ８．００＜Log10Ｚ＜１０．７０
式（３）  −１．５×Log10Ｒ＋２３．５＜Log10Ｚ＜−１．５×Log10Ｒ＋３１．０
【０００８】
（２）前記トナーのワックス含有量が３．０〜７．０質量％であり、オイルを用いない定着システムを有する画像形成装置に用いることを特徴とする前記（１）に記載の１成分現像装置。
（３）前記トナーの平均円形度が０．９００〜０．９３０であり、かつ体積平均粒子径が６〜１０μｍであることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の１成分現像装置。
（４）トナーに加重を加えたときの変位から求められる空間率が５６〜５８％であることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の１成分現像装置。
（５）少なくとも、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の１成分現像装置を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
（６）少なくとも、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の１成分現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【０００９】
少なくとも静電潜像の形成された像担持体にワックス内添粉砕トナーを付着させ前記静電潜像を可視化する現像ローラと前記現像ローラに接触させてトナーが保持する電荷を除電する除電シートを有する１成分現像装置において、該除電シートの体積抵抗ＲとトナーのインピーダンスＺの関係、およびトナー粒子間摩擦力規定することにより、荷電とリセットのバランスをうまくとることができ、トナーのリセット性不良による画像濃度ムラを抑制し、しかも優れた画像安定性の得られる１成分現像装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の１成分現像装置は少なくとも静電潜像の形成された像担持体にワックス内添粉砕トナーを付着させ前記静電潜像を可視化する現像ローラと前記現像ローラに接触させてトナーが保持する電荷を除電する除電シートを含む１成分現像装置において、該除電シートの体積抵抗Ｒ（Ω・ｃｍ）とトナーのインピーダンスＺ（Ω）が下記式（１）〜（３）の関係を満たし、かつトナー粒子間摩擦力が２．０〜２．５ｍＮｍであることを特徴とする１成分現像装置である。
ここで、トナーの電気特性を交流で測定するのは実際の実機挙動に近い電気特性が得られるからである。トナーは実機内で回転したり様々な部位と接触することで電荷のやり取りをしていると考えられるため、交流によるインピーダンス測定の方がより実機挙動に近い電気特性が得られると考えている。
式（１）  １０＜Log10Ｒ＜１４
式（２）  ８．００＜Log10Ｚ＜１０．７０
式（３）  −１．５×Log10Ｒ＋２３．５＜Log10Ｚ＜−１．５×Log10Ｒ＋３１．０
【００１１】
Log10Ｒが１０より小さいと除電シートの体積抵抗が低いためトナーの除電量が大きくなり、電荷を持たないトナー量が増加してしまうためトナー飛散量が増加する。また、１４より大きいと除電シートの体積抵抗が高すぎるためトナーの電荷を効率よく除電できず、トナーリセット性が低下する。
Log10Ｚが８．００より小さいとトナーインピーダンスが低いためトナー帯電量が低く、かつ除電量が大きい。その結果、電荷を持たないトナー量が増加してしまうためトナー飛散量が増加する。また、１０．７０より大きいとトナーインピーダンスが高いためトナー帯電量が高く、かつ除電されにくいため現像ローラ上のトナーリセット性が低下する。
さらにLog10Ｚが−１．５×Log10Ｒ＋２３．５より小さいとトナー帯電量が低く、かつ除電量が大きい。その結果、電荷を持たないトナー量が増加してしまうためトナー飛散量が増加する。また、−１．５×Log10Ｒ＋３１．０より大きいとトナーインピーダンスが高いためトナーの電荷を効率よく除電できず、トナーリセット性が低下する。
トナーのインピーダンスは、例えば荷電制御剤の添加量で調整することができる。荷電制御剤の量が多くなるとトナーインピーダンスは低下する傾向がある。また、荷電制御剤の分散径などを変えることによりインピーダンスが変化し、高分散で高インピーダンスの傾向がある。
【００１２】
本発明において、トナーインピーダンスは以下のように測定した。
トナーインピーダンスは、トナー３．０ｇを６ＭＰａで３０秒間加圧したペレットを液体用セル（東陽テクニカ製１２９６４Ａ型液体測定用セル）に投入して７．５Ｎで加圧した状態において測定した。測定は電圧０．１Ｖ、周波数を１００Ｈｚ〜１００００Ｈｚまで変化させて、周波数ごとの抵抗成分と静電容量成分のデータをフィッティングして抵抗成分Ｒ２を算出した。
解析は市販のソフトを用いこるとが可能で、本実施例においては東陽テクニカ販売のＺｐｌｏｔを使用し、図２に示す等価回路を指定して解析した。
図２は等価回路を示し、Ｒ１及びＲ２は抵抗成分、Ｃ１は静電容量成分を示す。
【００１３】
トナー粒子間摩擦力は２．０ｍＮｍより小さいと除電ニップを通過しやすいため、均一に除電しにくくなる。また、２．５ｍＮｍより大きくなると除電ニップにトラップされやすくなるため除電シート固着になりやすい。
トナー粒子摩擦力は、外添剤量と処理条件等で調節することができる。外添剤粒径が大きいとトナー粒子間摩擦力が大きくなり、外添剤量が少ないとトナー粒子間摩擦力が大きくなる。
【００１４】
図３は、本発明におけるトナー粒子間摩擦力の測定に用いられる評価装置の例を示すものである。本評価装置は、圧密ゾーンと測定ゾーンからなるものである。トナーを圧密ゾーンで加圧した後、測定ゾーンでトルクや荷重を測定し、トナー粒子間摩擦力を求める。
圧密ゾーンは、粉体を入れる容器２１６、その容器を上下させる昇降ステージ２１８、圧密させるピストン２１５、そのピストンに荷重を加えるおもり２１４等から構成される。
この構成例では、粉体を入れた試料容器２１６を上昇させ、圧密用のピストン２１５に接触させ、さらに上昇させてピストン２１５におもり２１４の荷重が全てかかるようなおもり２１４が支持板２１９より浮いた状態になるようにし、一定時間放置する。その後、粉体を入れた容器２１６が載せてある昇降ステージ２１８を下げて、ピストン２１５を粉体表面から離す。
【００１５】
ピストン２１５は、どんな材質でも良いが、粉体を押付ける表面の表面性がスムーズである必要がある。そのため、加工しやすくて、表面が固く、変質しない材質が良い。また、帯電による粉体付着がないようにする必要があり、導電性の材質が適している。この材質の一例としては、ＳＵＳ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、黄銅等がある。
本発明では、粉体を入れる容器２１６は、内径φ６０ｍｍで、圧密を完了した粉体の高さが、２５〜２８ｍｍとなるようにした。
【００１６】
測定ゾーンは、図３に示されるように、粉体を入れる容器２１６、その容器を上下させる昇降ステージ２１８、ステージには荷重を測定するロードセル２１３、粉体のトルクを測定するトルクメータ２１１等から構成される。なお、本構成は一例であり、本発明を限定するものではない。
円錐ロータ２１２をシャフトの先端に取り付け、そのシャフト自体を上下方向に移動しないように固定する。
粉体を入れた試料容器ステージは、昇降機によって上下できるようにして、ステージの中央部に粉体を入れた容器２１６を置くようにし、容器を上げることによって、容器の中央に円錐ロータ２１２が回転しながら侵入してくるようにする。
円錐ロータ２１２にかかるトルクを上部にあるトルクメータ２１１によって検出し、また粉体の入った容器２１６にかかる荷重を容器の下にあるロードセル２１３によって検出し、さらに円錐ロータ２１２の移動量は、位置検出器で行なう。
この構成は一例であり、シャフト自体を昇降機により上下させたりするなどできるような他の構成でも適用できる。
【００１７】
図４は、本発明におけるトナー粒子間摩擦力の測定に用いた円錐ロータの図である。円錐ロータ２１２の形状は、円錐の頂角が６０°で、図４のように表面に溝がきってある。円錐の頂点からまっすぐ底辺方向に溝を切ったもので、その溝の断面が三角形の凹凸からなるのこぎり歯形状をしている。円錐ロータの辺の長さは３０ｍｍであり、頂点の溝の深さは０ｍｍで、底面部分の溝の深さは１ｍｍで、徐々に溝が深くなっている。溝の数は４８本である。
円錐ロータ２１２の材質面とトナー粒子との摩擦成分を測定するのではなく、トナー粒子とトナー粒子との摩擦成分を測定している。
【００１８】
円錐ロータ２１２材質面とトナー粒子との接触は、三角溝の山の先端部分のみとなる。ほとんどが溝に入り込んだトナー粒子とその周辺のトナー粒子との接触となる。
円錐ロータ２１２の材質としては、特に限定的でなく、加工しやすくて、表面が固く、変質しないものが好ましく、さらに帯電性を帯びない材質が適している。具体例として、ＳＵＳ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、黄銅等を挙げることができる。
【００１９】
トナーのトナー粉体の流動性を、粉体相中に円錐ロータを回転させながら侵入させ、円錐ロータが粉体相中を移動するときに発生するトルクまたは荷重を測定することにより評価する。詳細には、トナー粉体相中に円錐ロータを回転させながら、侵入（下降）させたり、引抜（アップ）いたりさせ、そのときに円錐ロータやトナー粉体相が入っている容器にかかるトルクや荷重を測定し、そのトルクや荷重の値により流動性を評価するものである。トナー粒子間摩擦力をμ、粉体応力をσ、円錐ロータの進入深さをｈとすると、回転トルクＴは
Ｔ＝μ・σ・ｈ3・ｍ
（ｍは定数）
となり、この式によりトナー粒子間摩擦力μを求めることができる。
トナー粉体のトルクおよび荷重は、円錐ロータの回転速度、即ち毎分当たりの回転数（以下、回転数と略記。単位はｒｐｍ）や円錐ロータの侵入速度により変化する。そこで、測定の精度を上げるために、トナー粒子同士の微妙な接触状態が測定出来るように、円錐ロータ２１２の回転数や侵入速度を下げて測定するようにした。そのため、測定条件は以下のようになった。
円錐ロータの回転数  ：０．１〜１００ｒｐｍ
円錐ロータの侵入速度：０．５〜１５０ｍｍ／ｍｉｎ
本発明では以下の条件で測定を行った。
・円錐ロータの回転数  １．０ｒｐｍ
・円錐ロータの侵入速度  １．０ｍｍ／ｍｉｎ
・トナー層の加圧  ０．１ｋｇ／ｃｍ2以上で６０秒以上加圧
・円錐ロータ形状  円錐の頂角が６０°
・円錐ロータの進入深さ  ２０ｍｍ
【００２０】
トナー中のワックス量は、３．０〜７．０質量％が好ましい。３．０質量％より小さいと、オイルレス定着システムに使用できない。７．０質量％より大きいとワックス分散径が大きくなるため固着が発生しやすくなり、１成分現像システムには使用しにくい。
【００２１】
トナー体積平均粒子径は６〜１０μｍ、平均円形度が０．９００〜０．９３０が良い。トナー体積平均粒子径が６μｍより小さいと、トナー粒子そのものの付着性が著しく高くなるためトナーリセット性が大きく低下する。１０μｍより大きいと除電の面からは問題ないがハーフトーンのキメが著しく低下するため製品としては成立しない。平均円形度は０．９００より小さいと除電ニップにトラップされやすくなるため除電シート固着になりやすい。さらに、ハーフトーンのキメが著しく低下する。０．９３０より大きいトナーはオイルレス粉砕トナーでは実質製造するのは難しい。
【００２２】
トナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）が挙げられる。以下に測定方法について述べる。まず、電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。ここで、更に測定試料を固形分にして２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径（Ｄｖ）、個数平均粒径（Ｄｐ）を求めることができる。チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μｍ以上乃至４０．３０μｍ未満の粒子を対象とする。
【００２３】
トナーの形状の計測方法としては粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、ＣＣＤカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この手法で得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値である平均円形度が０．８９０以上のトナーが適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成するのに有効であることが判明した。より好ましくは、平均円形度が０．９００〜０．９３０である。この値はフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２０００により平均円形度として計測した値である。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を０．１〜０．５ｍｌ加え、更に測定試料を０．１〜０．５ｇ程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、分散液濃度を３０００〜１万個／μｌとして前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。
【００２４】
また、トナーの粉体層の空間率も重要である。空間率は以下の式より求める。
ε＝（Ｖ−Ｍ／ρ）／Ｖ
（ここで、εは空間率、Ｍは測定容器に充填したトナー粉体の質量、ρはトナー粉体の真比重、そしてＶはトナー層の容積である。）
トナー層の容積は、トナー粉体を入れた容器上面から６６ｇ／ｃｍ2の加重を加えた後、レーザ変位計を用いてトナー層高さを計測することで求めることができる。
通常、トナーはトナー粒子だけでなく、シリカや酸化チタン等の無機有機添加剤を適宜混合して使用される。前述の母体トナーの特性だけでなく、添加剤混合後の特性を調整するとクリーニング特性がより安定する。
【００２５】
空間率は高い方が良い。検討結果では、空間率が５０％以上であれば良好なクリーニング性が得られやすい。空間率とクリーニング性の関係は明らかではないが、空間率が低くなるほどクリーニングブレード先端に蓄積するトナーの密度も高くなり、クリーニングブレードを押し上げてすり抜けやすくなると思われる。空間率が６０％を越えると、浮遊し易くなり、トナー飛散等により画像形成装置内を汚すことがある。空間率は外添剤の粒子径と外添剤付着強度により調整することができる。外添剤の粒子径が大きくなると空間率は大きくなり、外添剤の付着状態を強くすると空間率は大きくなる。
【００２６】
外添剤の付着強度は以下のように測定することができ、この値が高いほど高付着強度となる。
１０倍に希釈した界面活性剤溶液３０ｃｃにトナー２ｇを入れ十分に馴染ませた後、超音波ホモジナイザーを用いて４０Ｗで１分間エネルギーを与えて、トナーを分離、洗浄後、乾燥させる処理を行い、蛍光Ｘ線分析装置を用いて処理前後の無機粒子の付着量の比を算出することにより得られる。蛍光Ｘ線分析は島津製作所社製波長分散型蛍光Ｘ線分析装置ＸＲＦ１７００を用いて上記処理により得られた乾燥トナーと処理前のトナーをそれぞれ２ｇに１Ｎ／ｃｍ2の力を６０秒間加えてトナーペレットを作成して無機微粒子固有の元素（たとえばシリカの場合はケイ素）を検量線法により定量する。
【００２７】
本発明では、トナー回収装置に空間率が５０〜６０％のトナーであって、その時の上記トルク測定法で、円錐ロータが２０ｍｍ進入した時点で、トナー粒子間摩擦力が２．０〜２．５ｍＮｍの範囲内であれば、良好なクリーニング性を示す。この理由は明らかではないが、クリーニングブレードの動作状態ではブレードと感光体の接触部付近にトナーが滞留しており、感光体に乗って新たに運ばれてきたトナーと接触したときにトナーどうしの摩擦力が強いとトナーが感光体から引き剥がされやすいと考えられる。トナー粒子間摩擦力が２．０ｍＮｍ未満では、トナーの凝集力が小さいために浮遊しやすくなって、画像形成装置内を汚すことがある。トナー粒子間摩擦力が２．５ｍＮｍを越えると、トナーの凝集力が大きくなり、クリーニングしにくくなり、前の画像が残る等の異常画像が発生することがある。
【００２８】
空間率は５６〜５８％が好ましい。空間率が５６％より小さいとトナー粒子としての動きが非常にスムーズであるため除電ニップでうまく除電できないことがある。
５８％より大きいとトナー粒子としての動きがスムーズでないため除電ニップにトラップされやすくなるため除電シート固着になりやすい。
【００２９】
以上の理由から規制手段を通過して形成されたトナー薄層を用いて静電潜像を現像し、その後現像ローラ上に残ったトナーを除電シートで除電したのちに供給ローラによりリセットすることでトナー搬送量を安定させて、その結果、トナー帯電量を安定させるためにインピーダンス、除電シートの体積抵抗、トナー粒子間摩擦力の良好な領域が存在し、本発明の範囲とすることが重要である。
【００３０】
本発明に使用することのできるトナー母体は、通常、結着樹脂、着色剤及びその他の添加剤を含有してなる。このトナー母体には、結着樹脂成分となる熱可塑性樹脂中に、着色剤、荷電制御剤、離型剤等を溶融混合して均一に分散させて組成物とした後、該組成物を粉砕、分級することにより得られるトナー母体を使用することができる。
【００３１】
（バインダー樹脂）
バインダー樹脂の種類は特に制限されず、フルカラートナーの分野で公知のバインダー樹脂、例えば、ポリエステル系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、スチレン−（メタ）アクリル系共重合体樹脂、エポキシ系樹脂、ＣＯＣ（環状オレフィン樹脂（例えば、ＴＯＰＡＳ−ＣＯＣ（Ｔｉｃｏｎａ社製）））等であってよいが、現像器内での耐ストレス性の観点から、ポリエステル系樹脂を使用することが好ましい。
【００３２】
本発明において好ましく使用されるポリエステル系樹脂としては、多価アルコール成分と多価カルボン酸成分を重縮合させることにより得られたポリエステル樹脂が使用可能である。多価アルコール成分のうち２価アルコール成分としては、例えば、ポリオキシプロピレン（２，２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（３，３）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（６）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシエチレン（２，０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン等のビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ等が挙げられる。３価以上のアルコール成分としては、例えば、ソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロール、１，４−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、グリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。
【００３３】
また、多価カルボン酸成分のうち２価のカルボン酸成分としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸、ｎ−ドデセニルコハク酸、イソドデセニルコハク酸、ｎ−ドデシルコハク酸、イソドデシルコハク酸、ｎ−オクテニルコハク酸、イソオクテニルコハク酸、ｎ−オクチルコハク酸、イソオクチルコハク酸、これらの酸の無水物あるいは低級アルキルエステルが挙げられる。
【００３４】
３価以上のカルボン酸成分としては、例えば、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸（トリメリット酸）、１，２，５−ベンゼントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸，１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メチレンカルボキシプロパン、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、テトラ（メチレンカルボキシル）メタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、エンポール三量体酸、これらの酸の無水物、低級アルキルエステル等が挙げられる。
【００３５】
また、本発明においてはポリエステル系樹脂として、ポリエステル樹脂の原料モノマーと、ビニル系樹脂の原料モノマーと、両方の樹脂の原料モノマーと反応するモノマーとの混合物を用い、同一容器中でポリエステル樹脂を得る縮重合反応およびビニル系樹脂を得るラジカル重合反応を並行して行わせて得られた樹脂（以下、単に「ビニル系ポリエステル樹脂」という）も好適に使用可能である。なお、両方の樹脂の原料モノマーと反応するモノマーとは、換言すれば縮重合反応およびラジカル重合反応の両反応に使用し得るモノマーである。即ち縮重合反応し得るカルボキシ基とラジカル重合反応し得るビニル基を有するモノマーであり、例えばフマル酸、マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。
【００３６】
ポリエステル樹脂の原料モノマーとしては上述した多価アルコール成分および多価カルボン酸成分が挙げられる。またビニル系樹脂の原料モノマーとしては、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−エチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−tert−ブチルスチレン、ｐ−クロルスチレン等のスチレンまたはスチレン誘導体；エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のエチレン系不飽和モノオレフィン類；メタクリル酸メチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、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ｔ−ブチル、メタクリル酸ｎ−ペンチル、メタクリル酸イソペンチル、メタクリル酸ネオペンチル、メタクリル酸３−(メチル)ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ノニル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸ウンデシル、メタクリル酸ドデシル等のメタクリル酸アルキルエステル類；アクリル酸メチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、アクリル酸ｎ−ペンチル、アクリル酸イソペンチル、アクリル酸ネオペンチル、アクリル酸３−（メチル）ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、アクリル酸ウンデシル、アクリル酸ドデシル等のアクリル酸アルキルエステル類；アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸；アクリロニトリル、マレイン酸エステル、イタコン酸エステル、塩化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニル、ビニルメチルエチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテルおよびビニルイソブチルエーテル等が挙げられる。ビニル系樹脂の原料モノマーを重合させる際の重合開始剤としては、例えば、２，２'−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２'−アゾビスイソブチロニトリル、１，１'−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、２，２'−アゾビス−４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル等のアゾ系またはジアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、イソプロピルパーオキシカーボネート、ラウロイルパーオキサイド等の過酸化物系重合開始剤等が挙げられる。
【００３７】
バインダー樹脂としては上記のような各種ポリエステル系樹脂が好ましく使用されるが、中でも、オイルレス定着用トナーとしての分離性および耐オフセット性をさらに向上させる観点から、以下に示す第１バインダー樹脂および第２バインダー樹脂を使用することがより好ましい。
より好ましい第１バインダー樹脂は、ビニル系ポリエステル樹脂、特にポリエステル樹脂の原料モノマーとしてビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物、テレフタル酸、トリメリット酸およびコハク酸を用い、ビニル系樹脂の原料モノマーとしてスチレンおよびブチルアクリレートを用い、両反応性モノマーとしてフマル酸を用いて得られたビニル系ポリエステル樹脂である。
より好ましい第２バインダー樹脂は上述した多価アルコール成分と多価カルボン酸成分を重縮合させて得られたポリエステル樹脂、特に多価アルコール成分としてビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物を用い、多価カルボン酸成分としてテレフタル酸およびフマル酸を用いて得られたポリエステル樹脂、または上記ビニル系ポリエステル樹脂である。
【００３８】
本発明においては第１バインダー樹脂の合成時に炭化水素系ワックスが内添されることが好ましい。第１バインダー樹脂に炭化水素系ワックスを予め内添するには、第１バインダー樹脂を合成する際に、第１バインダー樹脂を合成するためのモノマー中に炭化水素系ワックスを添加した状態で第１バインダー樹脂の合成を行えば良い。例えば、第１バインダー樹脂がビニル系ポリエステル樹脂の場合には、ポリエステル樹脂の原料モノマーに炭化水素系ワックスを添加した状態で、当該モノマーを撹拌および加熱しながら、これにビニル系樹脂の原料モノマーを滴下して重縮合反応およびラジカル重合反応を行えばよい。
【００３９】
（ワックス）
一般に、ワックスの極性が低いほうが定着部材ローラとの離型性に優れている。
本発明に用いられるワックスは、極性の低い炭化水素系ワックスである。
（炭化水素系ワックス）
炭化水素系ワックスとは、炭素原子と水素原子のみからなるワックスであり、エステル基、アルコール基、アミド基などを含まない。具体的な炭化水素系ワックスとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンとプロピレンの共重合体、などのポリオレフィンワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどの石油ワックス、フィッシャートロプシュワックス、などの合成ワックスなどが挙げられる。このうち、本発明において好ましいものは、ポリエチレンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスであり、さらに好ましくはポリエチレンワックス、パラフィンワックスである。
【００４０】
ワックスの融点
本発明におけるワックスの融点は、示差走査型熱量計（ＤＳＣ）にて測定される昇温時のワックスの吸熱ピークであり、７０℃〜９０℃の範囲にあることが好ましい。９０℃よりも高いと、定着プロセスにおけるワックスの溶融が不十分になり、定着部材との分離性が確保できなくなる。また７０℃よりも低いと、高温高湿環境においてトナー粒子同士が融着するなど、保存安定性に問題が生じる。低温での定着分離性に余裕を持たせるためには、ワックスの融点は７０℃〜８５℃がより好ましく、さらに好ましくは７０℃〜８０℃の範囲である。
【００４１】
ワックスの吸熱ピークの半値幅
また、示差走査型熱量計（ＤＳＣ）にて測定される昇温時のワックス吸熱ピークの半値幅は、７℃以下であることが好ましい。本発明におけるワックスの融点は比較的低いため、吸熱ピークがブロード、つまり低温域から溶融するようなワックスは、トナーの保存安定性に悪影響を及ぼす。
【００４２】
第１バインダー樹脂と第２バインダー樹脂の含有割合
トナー粒子中における第１バインダー樹脂（内添ワックス重量を含む）と第２バインダー樹脂の含有割合は重量比で２０／８０〜４５／５５、好ましくは３０／７０〜４０／６０である。第１バインダー樹脂が少なすぎると分離性、耐高温オフセット性が低下して問題となる。第１バインダー樹脂が多すぎると光沢性、耐熱保管性が低下する。
より好ましくは上記のような重量比で使用された第１バインダー樹脂と第２バインダー樹脂からなるバインダー樹脂の軟化点は１００〜１２５℃、特に１０５〜１２５℃である。本発明においてはワックスが内添された第１バインダー樹脂と第２バインダー樹脂からなるバインダー樹脂の軟化点が上記範囲内であればよい。
【００４３】
ワックス内添第１バインダー樹脂の酸価は５〜５０ＫＯＨｍｇ／ｇが好ましく、１０〜４０ＫＯＨｍｇ／ｇであることがさらに好ましい。第２バインダー樹脂の酸価は０〜１０ＫＯＨｍｇ／ｇが好ましく、１〜５ＫＯＨｍｇ／ｇであることがさらに好ましい。特に、ポリエステル系樹脂を用いる場合このような酸価を有する樹脂を用いることによって、各種着色剤等の分散性を向上させるとともに、十分な帯電量を有するトナーとすることができる。
第１バインダー樹脂はテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に不溶な成分を含有していることが、耐高温オフセット性の観点から好ましい。ワックス内添第１バインダー樹脂中でのＴＨＦ不溶成分含有量で０．１〜１５重量％、特に０．２〜１０重量％、さらに０．３〜５重量％が好ましい。
【００４４】
（着色剤）
本発明で使用される着色剤としては、従来からフルカラートナーの着色剤として使用されている公知の顔料及び染料が使用可能である。例えば、カーボンブラック、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、銅フタロシアニン、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、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１８４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー９７、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７４、Ｃ．Ｉ．ソルベント・イエロー１６２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１８５、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３等を挙げることができる。トナー粒子中における着色剤の含有量としては全バインダー樹脂１００重量部に対し２〜１５重量部の範囲が好ましい。着色剤は、使用される第１バインダー樹脂と第２バインダー樹脂との混合バインダー樹脂中に分散されたマスターバッチの形態で使用されることが分散性の観点から好ましい。マスターバッチの添加量は含有される着色剤の量が上記範囲内となるような量であればよい。マスターバッチ中の着色剤含有率は２０〜４０重量％が好適である。
【００４５】
（荷電制御剤）
本発明のトナーにおいて、従来からフルカラートナーで使用されている公知の荷電制御剤を用いても良い。
例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン０３、４級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、含金属アゾ染料のボントロンＳ−３４、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ−８２、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４、フェノール系縮合物のＥ−８９（以上、オリエント化学工業社製）、４級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（以上、保土谷化学工業社製）、４級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹ  ＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、４級アンモニウム塩のコピーチャージ  ＮＥＧ  ＶＰ２０３６、コピーチャージ  ＮＸ  ＶＰ４３４（以上、ヘキスト社製）、ＬＲＡ−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カーリット社製）、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、４級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
【００４６】
荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の範囲で用いられる。好ましくは、０．２〜５重量部の範囲がよい。１０重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
【００４７】
（外添剤）
本発明では、流動性や現像性を補助するための外添剤として様々な無機微粒子を用いることができる。
無機微粒子の具体例としては、例えば酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、酸化チタン、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。
【００４８】
（製法）
本発明のトナーは、上記炭化水素系ワックスが内添された第１バインダー樹脂、第２バインダー樹脂、および着色剤を従来の方法で混合、混練、粉砕、分級し、所望の粒径を有するトナー粒子（着色樹脂粒子）を得、外添剤と混合することにより得ることができる。
【００４９】
（現像器構成）
現像ローラには、弾性ゴム層を被覆したローラが用いられ、さらに表面にはトナーと逆の極性に帯電しやすい材料から成る表面コート層が設けられる。弾性ゴム層は、層規制部材との当接部での圧力集中によるトナー劣化を防止するために、ＪＩＳ−Ａで６０度以下の硬度に設定される。表面粗さはＲａで０．３〜２．０μｍに設定され、必要量のトナーが表面に保持される。現像ローラは時計回りの方向に回転し、表面に保持したトナーを層規制部材および感光体との対向位置へと搬送する。
層規制部材は供給ローラと現像ローラの当接位置よりも低い位置に設けられる。層規制部材は、ＳＵＳやリン青銅等の金属板バネ材料を用い、自由端側を現像ローラ表面に２０〜５０Ｎ／ｍの押圧力で当接させたもので、その押圧下を通過したトナーを薄層化するとともに摩擦帯電によって電荷を付与する。さらに層規制部材には摩擦帯電を補助するために、現像バイアスに対してトナーの帯電極性と同方向にオフセットさせた値の規制バイアスが印加される。
【００５０】
現像ローラの表面を構成するゴム弾性体としては、特に限定されないが、例えば、スチレン−ブタジエン系共重合体ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン系共重合体ゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム、これらの２種以上のブレンド物などが挙げられる。これらの中でも、エピクロルヒドリンゴムとアクリロニトリル−ブタジエン系共重合体ゴムとのブレンドゴムが好ましく用いられる。 
本発明で用いる現像ローラは、例えば、導電性シャフトの外周にゴム弾性体を被覆することにより製造される。導電性シャフトは、例えば、ステンレスなどの金属で構成される。
【００５１】
除電シート作製
本発明の除電シートは、以下のようにして製造できるが、以下はあくまで１例であり、特に制限を受けるものでない。
まず、原料であるが樹脂と導電性付与材からなる。
樹脂は特に制限を受けるものではないが、例えばポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、ポリカーボネート、エチレン・テトラフルオロエチレンなどが挙げられる。
次に導電性を付与するために、配合される導電性フィラーとしては導電性、半導電性等の微粉末ならば特に制限はないが、ケッチェンブラック（コンタクチィブファーネス系カーボンブラック）、アセチレンブラック等のカーボンブラック、酸化第２錫、酸化インジウム、チタン酸カリウム、チタン酸ブラック、チタン酸ウィスカー等の導電性、半導電性の微粉末を例示でき、特に制限はない。かかる導電性フィラーの使用量は特に制限されず、体積電気抵抗値に応じ適宜選択すればよいが、通常では使用量の全重量に対し５〜２０重量％程度配合すればよい。また、体積電気抵抗値を安定化させるためには、導電性カーボンと金属酸化物を組み合わせて使用すればよい場合もあるが、このことに特に制限はない。
【００５２】
本発明では、ポリフッ化ビニリデン系樹脂及び導電性フィラーの外に必要に応じて適当な成分を配合してもよい。例えばワックス、シリコンオイル、低分子量フッ化ビニリデン等の滑剤を適宜配合できる。滑剤は、通常は使用原料の全重量に対し、例えば１．５重量％以下、好ましくは０．５〜１．５重量％程度配合されるが、滑剤を用いなくてもよいことは勿論である。
【００５３】
まず各原料をブレンドする。ブレンドする方法としては、特に制限はないが、例えば、ミキシングブレンド法をあげることができる。ミキシングブレンドに使用するミキサーとしては、特に制限はないが、導電性カーボンを均一に分散させることを考慮すると、例えば、２軸スクリューを有する押出機等が好ましい。更に、分散性を向上させたい場合には、ポリフッ化ビニリデン系樹脂粉末と金属酸化物や導電性カーボン等の粉末を物理的、機械的に混合する、例えばハイブリゼーション等の方法でミキシングすることもできるが、このことも特に限定されない。
【００５４】
こうしてミキシングブレンドされた原料は、通常ペレット状に押出される。ブレンドされた原料、例えば前記のようにペレット状等に形成された原料は、未絶乾の状態では成膜時に発泡する恐れがあるので、必要ならば水分率が０．０５重量％程度以下となるように除湿乾燥させてもよい。また、ミキシング及びペレット化を、窒素ガス、炭酸ガス等の反応性の乏しいガスや、ヘリウムガス等の不活性ガスの置換雰囲気下で行なうと、樹脂の分子量変動が抑えられ、好ましい場合が多い。なおミキシングブレンドにより、得られるペレットの体積電気抵抗値が変動する場合があるので注意を要する。こうして得られた配合物は前記したと同様の反応性の乏しいガスや不活性ガス中で乾燥せしめると一層好ましい場合が多い。またミキシング及びペレット化は低温で行なうほうが好ましい。必要ならば滑剤を添加すると分子量低下が防止できる場合が多いが、特に滑剤を添加しなくてもよい。
【００５５】
次いで、ブレンドされ、必要ならばペレット化された原料をフィルムに成膜する。成膜方法は特に制限されないが押出成膜法が好ましい。得られるフィルムの体積電気抵抗値は、主にブレンドする導電性フィラーの量によって決定されるが、フィルム各部の体積電気抗値は成膜条件によっても相当に変動する。従って、体積電気抵抗値を所定の値にコントロールすると共に、フィルム各部の体積電気抵抗値の変動幅を一定値以内にするためには、成膜条件に充分な注意を要する。例えば押出し成膜を行なう際には、ブレンドされた原料の流動性、粘度等や押出機内でかかる圧力、その他の要因により変動する場合があるので、スクリューの形状、押出量、温度制御等を精度よく行なうことが望ましい。この際、押出機内の圧力をコントロールするためにはギヤーポンプを介して樹脂を押出機に投入してもよい。かかるギヤーポンプは溶融状の樹脂を定量的にダイスに導くものであればよく、市販のものを使用できる。殊に、この体積電気抵抗値の変動は、一般的に押出方向に対し直角方向に大きくなる傾向を示すので、特に制限はないが、押出時、温度コントロールを細部に行なうが好ましい。
このようにして得られるフイルムを、所定の長さで順次切断することにより、除電シートを得ることができる。
【００５６】
除電シートの体積抵抗は、ＡＳＴＭ（米国材料試験協会；American Society for Testing and Materials）  Ｄ  １４９  測定手順にしたがって測定した。
【００５７】
図１は本発明の実施形態に係る現像装置とプロセスカートリッジユニットの断面図である。
現像装置は、トナーを収容するトナー収容室（１０１）と、トナー収容室（１０１）の下方に設けられたトナー供給室（１０２）から構成され、トナー供給室（１０２）の下部には、現像ローラ（１０３）と、現像ローラ（１０３）に当接して設けられた層規制部材（１０４）および供給ローラ（１０５）が設けられる。現像ローラ（１０３）は感光体ドラム（２）に接触して配置され、図示しない高圧電源から所定の現像バイアスが印加される。トナー収容室（１０１）内にはトナー攪拌部材（１０６）が設けられ、反時計回りの方向で回転する。トナー攪拌部材（１０６）は軸方向において、その先端部が開口部近傍を通過しない部分（１０６Ａ）では、回転駆動によるトナー搬送面の面積を大きくしてあり、収容されたトナーを充分に流動させ攪拌する。また、その先端部が開口部近傍を通過する部分（１０６Ｂ）では、回転駆動によるトナー搬送面の面積を小さくした形状をしてあり、過剰な量のトナーを開口部（１０７）へ導くことを防止している。開口部（１０７）近傍のトナーは、トナー攪拌部材（１０６Ｂ）によって適度にほぐされ、自重によって開口部（１０７）を通過しトナー供給室（１０２）へと落下移動する。供給ローラ（１０５）の表面には空孔（セル）を有した構造の発泡材料が被覆されており、トナー供給室（１０２）内に運ばれてきたトナーを効率よく付着させて取り込むと共に、現像ローラ（１０３）との当接部での圧力集中によるトナー劣化を防止している。発泡材料は１０3〜１０14Ωの電気抵抗値に設定される。供給ローラ（１０５）には、現像バイアスに対してトナーの帯電極性と同方向にオフセットさせた値の供給バイアスが印加される。この供給バイアスは、現像ローラ（１０３）との当接部で予備帯電されたトナーを現像ローラ（１０３）に押し付ける方向に作用する。ただし、オフセットの方向はこれに限ったものではなく、トナーの種類によってはオフセットを０もしくはオフセットの方向を変えてもよい。供給ローラ（１０５）は反時計回りの方向に回転し、表面に付着させたトナーを現像ローラ（１０３）の表面に塗布供給する。現像ローラ（１０３）には、弾性ゴム層を被覆したローラが用いられ、さらに表面にはトナーと逆の極性に帯電し易い材料からなる表面コート層が設けられる。弾性ゴム層は、感光体ドラム（２）との接触状態を均一に保つ為に、ＪＩＳ−Ａで５０度以下の硬度に設定され、さらに現像バイアスを作用させるために１０3〜１０10Ωの電気抵抗値に設定される。表面粗さはＲａで０．２〜２．０μｍに設定され、必要量のトナーが表面に保持される。現像ローラ（１０３）は反時計回りの方向に回転し、表面に保持したトナーを層規制部材（１０４）および感光体ドラム（２）との対向位置へと搬送する。層規制部材（１０４）は、ＳＵＳ３０４ＣＳＰやＳＵＳ３０１ＣＳＰまたはリン青銅等の金属板バネ材料を用い、自由端側を現像ローラ（１０３）表面に１０〜１００Ｎ／ｍの押圧力で当接させたもので、その押圧力下を通過したトナーを薄層化すると共に摩擦帯電によって電荷を付与する。さらに層規制部材（１０４）には、摩擦帯電を補助する為に、現像バイアスに対してトナーの帯電極性と同方向にオフセットさせた値の規制バイアスが印加される。感光体ドラム（２）は時計回りの方向に回転しており、従って現像ローラ（１０３）表面は感光体ドラム（２）との対向位置において感光体ドラム（２）の進行方向と同方向に移動する。薄層化されたトナーは、現像ローラ（１０３）の回転によって感光体ドラム（２）との対向位置へ搬送され、現像ローラ（１０３）に印加された現像バイアスと感光体ドラム（２）上の静電潜像によって形成される潜像電界に応じて、感光体ドラム（２）表面に移動し現像される。感光体ドラム（２）上に現像されずに現像ローラ（１０３）上に残されたトナーが再びトナー供給室（１０２）内へと戻る部分には、除電シート（１０８）が現像ローラ（１０３）に当接して設けられている。
【実施例】
【００５８】
次に、本発明を実施例によってさらに具体的に詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。 
【００５９】
第１バインダー樹脂の作製
ビニル系モノマーとして、スチレン６００ｇ、アクリル酸ブチル１１０ｇ、アクリル酸３０ｇ及び重合開始剤としてジクミルパーオキサイド３０ｇを滴下ロートに入れた。ポリエステルの単量体のうち、ポリオールとして、ポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン１２３０ｇ、ポリオキシエチレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン２９０ｇ、イソドデセニル無水コハク酸２５０ｇ、テレフタル酸３１０ｇ、無水１，２，４−ベンゼントリカルボン酸１８０ｇ及びエステル化触媒としてジブチル錫オキシド７ｇ、ワックスとしてパラフィンワックス（融点７３．３℃、示差走査型熱量計で測定される昇温時の吸熱ピークの半値幅は４℃）を３４０ｇ（仕込モノマー１００重量部に対して１１．０重量部）、温度計、ステンレス製攪拌機、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した５リットル四つ口フラスコに入れ、マントルヒーター中で窒素雰囲気下に、１６０℃の温度で撹拌しつつ、滴下ロートよりビニル系モノマー樹脂と重合開始剤の混合液を一時間かけて滴下した。１６０℃に保持したまま２時間付加重合反応を熟成させた後、２３０℃に昇温して縮重合反応を行わせた。重合度は、定荷重押出し形細管式レオメータを用いて測定した軟化点により追跡を行い、所望の軟化点に達したときに反応を終了させ、樹脂Ｈ１を得た。樹脂軟化点は１３０℃であった。
【００６０】
第２バインダー樹脂の作製
ポリオールとして、ポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン２２１０ｇ、テレフタル酸８５０ｇ、無水１，２，４−ベンゼントリカルボン酸１２０ｇ及びエステル化触媒としてジブチル錫オキシド０．５ｇを、温度計、ステンレス製攪拌機、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した５リットル四つ口フラスコに入れ、マントルヒーター中で窒素雰囲気下２３０℃に昇温して縮重合反応を行わせた。重合度は、定荷重押出し形細管式レオメータを用いて測定した軟化点により追跡を行い、所望の軟化点に達したときに反応を終了させ、樹脂Ｌ１を得た。樹脂軟化点は１１５℃であった。
【００６１】
トナー粒子の作製
第１および第２バインダー樹脂からなるバインダー樹脂１００質量部（第１バインダー重量１１１に対して第２バインダー重量１００の割合）に対して、ＬＲ−１４７（日本カーリット社製）を１．７５部、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ５７−１を４質量部含有相当のマスターバッチをヘンシェルミキサーで十分混合した後、２軸押し出し混練機（ＰＣＭ−３０：池貝鉄工社製）を使用して、溶融混練し、得られた混練物を冷却プレスローラーで２ｍｍ厚に圧延し、冷却ベルトで冷却した後、フェザーミルで粗粉砕した。その後、機械式粉砕機（ＫＴＭ：川崎重工業社製）で平均粒径１０〜１２μｍまで粉砕し、さらに、ジェット粉砕機（ＩＤＳ：日本ニューマチックエ業社製）で粗粉分級しながら粉砕した後、微粉分級をロータ型分級機（ティープレックス型分級機タイプ：１００ＡＴＰ：ホソカワミクロン社製）を使用して分級を行い、着色粒子１を得た。この着色粒子１の粒子径は７．５μｍであった。
荷電制御剤添加量と分級回転数以外は着色粒子１と同じ条件にして着色粒子２〜１１を得た。
また、着色粒子２における第１および第２バインダー樹脂からなるバインダー樹脂１００重量部の組成を、以下のように変えた以外は着色粒子２と同様にして着色粒子１２、１３を得た。
着色粒子１２
第１バインダー重量２９に対して第２バインダー重量１００の割合
着色粒子１３
第１バインダー重量２５６に対して第２バインダー重量１００の割合
【００６２】
この着色樹脂粒子１〜１３  １００質量部に対して無機微粒子として表１に示す粒径をのシリカ１及びシリカ２（アエロジル社製Ｒ９７４）を所望の量（質量部）添加し、ヘンシェルミキサーで混合処理しマゼンタトナー粒子１〜１５を得た。各条件については表１参照。尚シリカ１として用いたシリカは以下のものである。
粒径４０ｎｍ    日本アエロジル  ＲＸ５０
粒径１２０ｎｍ  信越化学  Ｘ−２４
粒径１８ｎｍ    日本アエロジル  Ｒ９７２
【００６３】
【表１】
0004989356.tif 000002
【００６４】
実施例１
除電シートの作製
ポリフッ化ビニリデン系樹脂９５重量％及びアセチレンブラック５重量％を、窒素ガス雰囲気中でハイブリゼイションシステムによりブレンドし、得られたブレンド物を引き続き窒素ガス雰囲気中で２軸スクリューを有する押出機を用いてペレット状原料に作製した。このペレット状原料をＬ／Ｄ＝２９の６５ｍｍφ押出機に投入し、ギヤーポンプを通じて溶融押出した。次いで、フィルムを規制して冷却し厚み０．１２ｍｍのフィルムを成膜した。こして得たフィルムを所望の寸法に切断して、幅２３０ｍｍ、高さ１５ｍｍ厚さ０．１２ｍｍの除電シートを得た。この除電シートの体積電気低抗値は１００Ｖ電圧を印加した時に１．６×１０12Ω・ｃｍであった。
【００６５】
１成分現像装置を有するリコー社製カラーレーザープリンターＩＰＳＩＯ  ＣＸ２５００を用い、トナー粒子の作製で得られたマゼンタトナー１を入れ、上記除電シートを上記画像装置に取り付け以下のように画像評価を行った。トナー及び除電シートの特性を表２に、評価結果を表３に示す。
【００６６】
画像評価
評価項目と評価基準を以下に示す。評価は、印字率１％１Ｐ／Ｊのモードで、３０℃８０％環境下３０００枚ランニングした後に行った。
・ ハーフムラ：ハーフ画像を採取後ムラ画像を目視評価
○  問題なし
×  品質上問題あり
・トナーこぼれ：除電シート取り付け部材上のトナーこぼれを目視評価
○  問題なし
×  品質上問題あり
・ 固着：ハーフ画像上の縦白スジ発生の有無を評価
○  ０本
×  １本以上
・分離性：ベタ画像採取時の定着システムにおける紙の巻きつきを評価
○  巻きつきは無く通過
×  ローラに巻きつきジャム
・トナー飛散：３０℃８０％環境で３０００枚ランニングした後の機内汚れを目視評価
○  機内汚れ無し
×  機内汚れ有り
・ハーフキメ：ハーフ画像採取時の濃淡ムラを目視評価
○  問題なし
×  濃淡のムラがあり品質上問題有り
【００６７】
実施例２〜５、比較例１〜１０
トナーとして表２に記載のマゼンタトナーを用い、除電シートとして、実施例１の除電シートの作製における導電性材料であるアセチレンブラックの量を表２記載の量に変えた以外は実施例１の除電シートと同様に作製した除電シートを用い、実施例１と同様に評価した。トナー及び除電シートの特性を表２に、評価結果を表３に示す。
【００６８】
【表２】
0004989356.tif 000003
【００６９】
【表３】
0004989356.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の現像装置を有するプロセスカートリッジの断面図である。
【図２】トナーインピーダンスの測定に用いた等価回路である。
【図３】トナー粒子間摩擦力の測定に用いる評価装置の例を示す断面図である。
【図４】トナー粒子間摩擦力の測定に用いる円錐ロータの図である。
【符号の説明】
【００７１】
２  感光体ドラム
１０１  トナー収容室
１０２  トナー供給室
１０３  現像ローラ
１０４  層規制部材
１０５  供給ローラ
１０６  トナー攪拌部材
１０７  開口部
１０８  除電シート
【図１】
0004989356.tif 000005
【図２】
0004989356.tif 000006
【図３】
0004989356.tif 000007
【図４】
0004989356.tif 000008