JP2000047479A

JP2000047479A - 現像装置

Info

Publication number: JP2000047479A
Application number: JP21137898A
Authority: JP
Inventors: Hideki Okada; 岡田英樹
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1998-07-27
Filing date: 1998-07-27
Publication date: 2000-02-18

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】現像剤の現像剤規制部材への固着を低減して現
像剤の搬送ムラの発生を防止し、長期間良好な画質を得
ると共に、構造を簡単にしかつ安価にする。【解決手段】所定の外添剤濃度に満たないトナー母粒子
（ｃ）８の個数がトナー全体の個数に対して３０個数％
以下であるように設定されているトナーＴが、軟弾性体
からなる現像剤規制部材６と現像剤担持体５との当接部
およびその近傍に存在すると、現像剤担持体５の回転に
伴い、このトナーＴにより、現像剤規制部材６は適度な
フレッチングを起こす。その結果、トナーＴが現像剤規
制部材６に固着しようとしても、図に示すように、現像
剤規制部材６がこの適度なフレッチングによる微小振動
により、固着しようとするトナーＴを弾き飛ばしてしま
うので、現像剤規制部材６へのトナーＴの固着が防止さ
れるとともに、外添剤（ＳｉＯ₂）９のチッピング摩耗
の発生も防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、現像剤を現像剤担
持体上に担持させて潜像担持体の方へ搬送し、搬送した
現像剤により潜像担持体上の静電潜像を現像する現像装
置の技術分野に属し、特に、現像剤担持体上に、多数の
母粒子にそれぞれ多数の外添剤が付着されて形成された
トナーからなる現像剤の均一な薄層を形成するための現
像剤規制手段を備えた現像装置の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】図６に示すように、トナーからなる一成
分現像剤により潜像担持体の表面の静電潜像を現像する
従来の一般的な一成分現像剤を用いる一成分系現像装置
１においては、トナー収容部２内の一成分現像剤である
トナーがトナー搬送手段３でトナー供給ローラ４に搬送
され、更に、このトナーＴはトナー供給ローラ４によっ
て現像担持体である現像剤担持体５に供給されて、現像
剤担持体５の表面に担持される。更に、現像剤担持体５
上のトナーＴは、トナー規制ブレード６で均一な薄層に
形成されるとともに均一に帯電されて潜像担持体７の方
へ搬送され、このトナーＴにより、潜像担持体７上の静
電潜像が現像されて可視像化されるようになっている。

【０００３】この従来の一般的な現像装置１に用いられ
るトナーＴは、現像剤担持体５上のトナーＴがトナー規
制ブレード６で均一薄層化および均一帯電化される際
に、現像剤担持体５とトナー規制ブレード６との間をす
り抜けて潜像担持体７の方へ搬送されるようになる。

【０００４】しかしながら、一成分系現像方式において
高速で多量の画像を得るようにするために、トナー規制
ブレード６が当接した状態で現像剤担持体５を高速で回
転させた場合、図８に示すように現像剤担持体５とトナ
ー規制ブレード６との間をすり抜けられないトナーＴが
生じ、このトナーＴはトナー規制ブレード６の現像剤担
持体５への接触部（以下、ニップ部ともいう）６ａに固
着してしまう場合がある。そして、この固着したトナー
Ｔにより、現像剤担持体５によるトナー搬送にムラが生
じるため、従来の一成分系現像方式では、得られる画像
に縦すじ状の画像濃度ムラが生じやすくなっている。

【０００５】トナーＴが現像剤担持体５とトナー規制ブ
レード６との間をすり抜けて均一な薄層にされかつ均一
に帯電されて潜像担持体７の方へ搬送されるために、ト
ナーＴは良好な流動性および良好な帯電性が求められ
る。そこで、従来のトナーＴは、図７に示すように樹脂
（炭素：Ｃ）からなる母粒子８の表面に、シリカ（Ｓｉ
Ｏ₂）からなる外添剤９が付着されて、その流動性およ
び帯電性を確保されている。

【０００６】しかし、トナーＴの各粒子の粒径には、大
中小と種々の径があるばかりでなく、母粒子８への外添
剤９の付着が均一にかつ十分に行われているとは限らな
い。このため、流動性および帯電性の劣るトナーＴが形
成され、このトナーＴはトナー規制ブレード６のニップ
部６ａに搬送されてくると、同様に現像剤担持体５とト
ナー規制ブレード６との間をすり抜けられず、トナー規
制ブレード６のニップ部６ａに固着してしまう。そし
て、この固着トナーにより、前述と同様にトナーの搬送
ムラが生じて、縦すじ状の画像濃度ムラが生じる。

【０００７】このようなことから、トナーを担持して回
転する現像剤担持体に当接した層厚規制部材を、これに
トナーが固着する前に現像剤担持体との摩擦によって摩
耗させることにより、層厚規制部材へのトナーの固着を
防止するようにした現像装置が、特開平６−１１８７９
号公報において提案されている。

【０００８】この公開公報による現像装置によれば、ト
ナーが固着しそうな層厚規制部材の部分がトナーの固着
前に除去されるようになるので、トナーの固着が発生し
難くなる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この公
開公報に開示されている現像装置では、層厚規制部材を
摩耗させることから層厚規制部材に使用限度があり、そ
の結果、現像装置を長期にわたって使用することが難し
く、現像装置の耐久性が良好でないという問題が考えら
れる。

【００１０】また、この公開公報の現像装置では、層厚
規制部材の形状および材料として特別な形状および材料
を必要とするばかりでなく、層厚規制部材が摩耗したと
きにも現像剤担持体に当接させるために、この層厚規制
部材を加圧手段により現像剤担持体の方へ加圧しなけれ
ばならない。このため、層厚規制部材の構成が複雑にな
るばかりでなく、コストが高くなるという問題が考えら
れる。

【００１１】しかも、加圧手段による層厚規制部材の加
圧をほぼ一定に制御しなければならないことから、層厚
規制部材および加圧手段の構成がより一層複雑となり、
それらの製造が面倒になるという問題も考えられる。更
に、層厚規制部材の形状および材料を特別なものにしな
ければならないとともに、加圧手段を必要とすることか
ら、従来の現像装置にそのまま適用することが難しく、
汎用性がないという問題も考えられる。

【００１２】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、現像剤の現像剤規制部材
への固着を効果的に低減して縦すじ状の現像剤の搬送ム
ラの発生を防止し、長期にわたって良好な画質を得るこ
とのできる、簡単な構造でかつ安価な現像装置を提供す
ることである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、請求項１の発明の現像装置は、少なくとも、多数の
母粒子にそれぞれ多数の外添剤が付着されて形成された
トナーからなる現像剤と、この現像剤を担持する現像剤
担持体と、前記現像剤担持体に前記現像剤の均一な薄層
を形成するように現像の搬送を規制する現像規制手段と
を備えた現像装置において、前記現像剤が、所定の外添
剤濃度に満たないトナーのトナー全体に対する割合が３
０個数％以下であり、前記現像剤規制手段が、軟弾性体
からなる現像剤規制部材であることを特徴としている。

【００１４】また、請求項２の発明は、前記軟弾性体
は、反発弾性が１０％以上のゴムあるいはエラストマー
からなることを特徴としている。更に、請求項３の発明
は、前記現像剤規制部材のエッジに現像剤を当接させる
場合は、前記軟弾性体は、ゴム硬度（ＪＩＳ−Ａ硬さ
計）が６０以下であり、前記現像剤規制部材の腹に現像
剤を当接させる場合は、前記軟弾性体は、ゴム硬度（Ｊ
ＩＳ−Ａ硬さ計）が３０以下であることを特徴としてい
る。

【００１５】

【作用】このように構成された本発明の現像装置におい
ては、現像剤が、所定の外添剤濃度に満たないトナーの
トナー全体に対する割合が３０個数％以下であるように
構成されるとともに、現像剤規制手段が粘弾性体からな
る現像剤規制部材で構成されるため、現像剤規制部材が
適度のフレッチング現象による適度な微振動を起こすよ
うになる。そして、この微振動より、現像剤規制部材が
それに付着しようとするトナーを弾き飛ばすので、トナ
ーが現像剤規制部材へ固着しなくなる。

【００１６】これにより、現像剤担持体よる現像剤の搬
送ムラがなくなり、この搬送ムラによる縦すじ状の画像
濃度ムラが発生しなくなり、画質が良好になる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明の実
施の形態について説明する。図１は、本発明にかかるト
ナーの実施の形態の一例であるトナーの母粒子と外添剤
との付着状態の分析に用いる従来のトナー分析方法の一
例を説明する図である。

【００１８】まず、この例のトナーにおける、トナーＴ
の母粒子と外添剤との付着状態を分析する方法として、
電子写真学会年次大会（通算９５回）、“ Japan Hardc
opy'97 ”論文集、「新しい外添評価方法−パーティク
ルアナライザによるトナー分析−」、鈴木俊之、高原寿
雄、電子写真学会主催、１９９７年７月９〜１１日、に
開示されているトナー分析方法を採用している。

【００１９】このトナー分析方法は、樹脂（Ｃ）からな
る母粒子の表面にシリカ（ＳｉＯ₂）からなる外添剤を
付着させて形成されたトナーＴの粒子をプラズマ中に導
入することにより、トナーＴ粒子を励起させ、この励起
に伴う、図１に示すような発光スペクトルを得ることに
より、元素分析を行う方法である。

【００２０】図１において、発光スペクトルの横軸は時
間軸を示す。まず、図１（ａ）に示すようにトナーＴの
樹脂製母粒子（Ｃ）に外添剤（ＳｉＯ₂）が付着したト
ナーＴ粒子がプラズマに導入されると、母粒子（Ｃ）お
よび外添剤（ＳｉＯ₂）がともに発光する。このとき、
母粒子（Ｃ）と外添剤（ＳｉＯ₂）とが同時にプラズマ
に導入されることから、母粒子（Ｃ）と外添剤（ＳｉＯ
₂）とは同時に発光するようになる。このように、母粒
子（Ｃ）と外添剤（ＳｉＯ₂）とが同時に発光する状態
の場合は、母粒子（Ｃ）と外添剤（ＳｉＯ₂）とが同期
しているという。換言すれば、母粒子（Ｃ）と外添剤
（ＳｉＯ₂）とが同期した状態は、外添剤（ＳｉＯ₂）が
母粒子（Ｃ）に付着している状態を表すことになる。

【００２１】また、同図（ｂ）に示すように外添剤（Ｓ
ｉＯ₂）が付着していない母粒子（Ｃ）や母粒子（Ｃ）
から遊離した外添剤（ＳｉＯ₂）がプラズマに導入され
る場合は、前述と同様に母粒子（Ｃ）および外添剤（Ｓ
ｉＯ₂）はいずれも発光するが、このとき、母粒子
（Ｃ）と外添剤（ＳｉＯ₂）とが異なる時間にプラズマ
に導入されることから、母粒子（Ｃ）と外添剤（ＳｉＯ
₂）とは異なる時間に発光するようになる（例えば、母
粒子が外添剤より先にプラズマに導入されると、先に母
粒子が発光し、その後遅れて外添剤が発光する）。

【００２２】このように、母粒子（Ｃ）と外添剤（Ｓｉ
Ｏ₂）とが互いに異なる時間に発光する状態の場合は、
母粒子（Ｃ）と外添剤（ＳｉＯ₂）とが同期していない
（つまり、非同期である）という。換言すれば、母粒子
（Ｃ）と外添剤（ＳｉＯ₂）とが非同期である状態は、
外添剤（ＳｉＯ₂）が母粒子（Ｃ）に付着していない状
態を表すことになる。

【００２３】更に、図１において発光信号の高さは、そ
の発光の強さを表しているが、この発光の強さは粒子の
大きさや形ではなく、粒子内に含まれているその元素
（Ｃ,ＳｉＯ₂）の原子数に比例している。そこで、元素
の発光強度を粒子の大きさとして表すために、図２に示
すように母粒子（Ｃ）および外添剤（ＳｉＯ₂）の発光
が得られたとき、これらの母粒子（Ｃ）および外添剤
（ＳｉＯ₂）だけでできた真球の粒子を仮定し、それら
の母粒子（Ｃ）および外添剤（ＳｉＯ₂）の粒径として
表している。このときの真球の粒子を等価粒子と呼び、
その粒径を等価粒径と呼ぶ。そして、外添剤は非常に小
さいことから、その粒子を１個ずつ検出することができ
ないので、検出された外添剤の発光信号を足し合わせて
１つの等価粒子に換算して分析している。

【００２４】このように母粒子および外添剤の各発光ス
ペクトルによって得られた等価粒子の等価粒径を、トナ
ーＴの各粒子毎にプロットすると、図３に示すようなト
ナー粒子の等価粒径分布図が得られる。

【００２５】図３において、横軸は母粒子（Ｃ）の等価
粒径を表し、縦軸は外添剤（ＳｉＯ₂）の等価粒径を表
している。そして、横軸上の等価粒子は、外添剤（Ｓｉ
Ｏ₂）が付着されていない非同期の母粒子（Ｃ）を表し
ている。その場合、所定の外添剤濃度に満たない外添剤
が付着している母粒子（Ｃ）もこの横軸上に表され、非
同期の母粒子（Ｃ）とされている。また、縦軸上の等価
粒子は、母粒子（Ｃ）から遊離した非同期の外添剤（Ｓ
ｉＯ₂）を表している。更に、横軸および縦軸上にない
等価粒子は、母粒子（Ｃ）に外添剤（ＳｉＯ₂）が付着
されている同期のトナーＴを表している。このようにし
て、トナーＴの母粒子（Ｃ）に対する外添剤（Ｓｉ
Ｏ₂）の付着状態が分析される。

【００２６】ところで、この例の画像形成装置に使用さ
れるトナーＴは、負極性、正極性のどちらの極性のトナ
ーでも良い。母粒子は少なくとも、着色剤、帯電制御
剤、及び樹脂から構成されており、更に分散剤、離型剤
（ＷＡＸ）、磁性材、その他添加剤等も使用できる。

【００２７】母粒子としては、ポリスチレン及び共重合
体、例えば水素添加スチレン樹脂、スチレン・イソブチ
レン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ＡＳ樹脂、Ａ
ＡＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、スチレン・Ｐ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・ブタジエン架橋ポリマー、スチレン・ブタジ
エン・塩素化パラフィン共重合体、スチレン・アリル・
アルコール共重合体、スチレン・ブタジエンゴムエマル
ジョン、スチレン・マレイン酸エステル共重合体、スチ
レン・イソブチレン共重合体、スチレン・無水マレイン
酸共重合体、アクリレート系樹脂あるいはメタアクリレ
ート系樹脂及びその共重合体、スチレン・アクリル系樹
脂及び及びその共重合体、例えばスチレン・アクリル共
重合体、スチレン・ジエチルアミノ・エチルメタアクリ
レート共重合体、スチレン・ブタジエン・アクリル酸エ
ステル共重合体、スチレン・メチルメタアクリレート共
重合体、スチレン・ｎ−ブチルメタアクリレート共重合
体、スチレン・メチルメタアクリレート・ｎ−ブチルア
クリレート共重合体、スチレン・メチルメタアクリレー
ト・ブチルアリレート・Ｎ−（エトキシメチル）アクリ
ルアミド共重合体、スチレン・グリシジルメタアクリレ
ート共重合体、スチレン・ブタジエン・ジメチル・アミ
ノエチルメタアクリレート共重合体、スチレン・アクリ
ル酸エステル・マレイン酸エステル共重合体、スチレン
・メタアクリル酸メチル・アクリル酸２−エチルヘキシ
ル共重合体、スチレン・ｎ−ブチルアリレート・エチル
グリコールメタアクリレート共重合体、スチレン・ｎ−
ブチルメタアクリレート・アクリル酸共重合体、スチレ
ン・ｎ−ブチルメタアクリレート・無水マレイン酸共重
合体、スチレン・ブチルアクリレート・イソブチルマレ
イン酸ハ−フエステル・ジビニルベンゼン共重合体、ポ
リエステル及びその共重合体、ポリエチレン及びその共
重合体、エポキシ樹脂、シリコ−ン樹脂、ポリプロピレ
ン及びその共重合体、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、ポ
リビニールアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリビ
ニルブチラール樹脂などを１種類あるいは２種類以上ブ
レンドしたものを使用することができる。

【００２８】着色剤としては、カーボンブラック、スピ
リットブラック、ニグロシン、ローダミン系、トリアミ
ノトリフェニルメタン、カチオン系、ジオキサジン、銅
フタロシニアン、ベリレン、アゾ系、含金アゾ顔料、ア
ゾクロムコンプレックス、カーミン系、ベンジジン系、
ソーラピュアイエロー８Ｇ、キナクリドン、ポリタング
ストリン酸、インダスレンブルー、スルホンアミド誘導
体等を使用することができる。

【００２９】帯電制御剤としては、電子受容性の有機錯
体、塩素化ポリエステル、ニトロフニン酸、第４級アン
モニウム塩、ピリジニル塩等を使用できる。離型剤とし
ては、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス
等を使用することができる。

【００３０】分散剤としては、金属石鹸、ポリエチレン
グリコール等を使用できる。その他の添加剤としては、
ステアリン酸亜鉛、酸化亜鉛、酸化セリウム等を使用す
ることができる。

【００３１】磁性剤としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃ
ｒ、Ｍｎ、Ｚｎ等の金属粉、Ｆｅ₃Ｏ₄、Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｃｒ
₂Ｏ₃、フェライト等の金属酸化物、マンガンと酸を含む
合金等の熱処理によって強磁性を示す合金等を用いるこ
とができ、予めカップリング剤等の予備処理を施しても
構わない。そして、これらを一般の混練粉砕法、スプレ
−ドライ法、及び重合法等により、母粒子に作製する。

【００３２】外添剤としては、表面に疎水化処理を施し
た種々のものが使用できる。例えば、シリカ、酸化アル
ミニウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化
セリウム、酸化マグネシウム、酸化クロム等の金属酸化
物の微粒子、窒化珪素等窒化物の微粒子、炭化珪素等炭
化物の微粒子、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カ
ルシウム等の金属塩の微粒子及びこれらの複合物等の無
機微粒子や、アクリル微粒子等の有機微粒子を用いるこ
とができる。また、これらの表面処理剤として、シラン
系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、フッ
素含有シランカップリング剤、シリコーンオイル等を用
いることができる。これらの処理剤で処理された外添剤
の疎水化率は、従来のメタノール法によるもので６０％
以上のものが好ましい。これ以下であると、高温高湿化
において、水分の吸着により帯電性及び流動性の低下を
起こしやすく好ましくない。外添剤の粒径としては、搬
送性、帯電性の観点から０.００１〜１μｍであること
が好ましい。外添剤添加量としては、トナー母粒子に対
して０.１〜５ｗｔ％であることが好ましい。これ以上
量を増加させると、外添剤がトナーと非同期になる確率
が増え、外添剤どうしの２次凝集等が多発するようにな
り、帯電性の低下、搬送すじの増加を招くようになる。

【００３３】また、外添剤は１種類に限定されるもので
はなく、２種類以上のものを混合したものも使用するこ
とができる。

【００３４】前述の母粒子と外添剤とは、これらをヘン
シェルミキサー、パーペンマイヤー等の高速流動混合機
やメカノケミカル法等の混合機等により乾式混合させて
付着させる。

【００３５】この例の画像形成装置における現像装置に
用いられる現像剤担持体としては、磁性、非磁性、導電
性、絶縁性、金属、ゴム、樹脂等、現像剤担持体として
形成できるものであればすべてのものを用いることがで
きる。例えば、材質的には、アルミニウム、ニッケル、
ステンレス等の金属、天然ゴム、シリコンゴム、ウレタ
ンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ネオプレ
ンゴム、ＮＢＲ等のゴム、スチロール樹脂、塩化ビニル
樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、メタクリ
ル樹脂、ナイロン樹脂等の樹脂を用いることができる。
また、これらの材質の上層部にコートしても使用できる
ことは言うまでもない。その場合、コート材としては、
ポリエチレン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエス
テル、ナイロン、アクリル等が使用できる。また、形態
としては、非弾性体、弾性体、単層、多層、フイルム、
ローラ等のすべてのものを用いることができる。また、
現像剤担持体の表面粗さはトナー搬送性を確保するため
に、Ｒｚ１〜１０μｍに設定している。

【００３６】また、この例の画像形成装置における現像
装置に用いられるトナー供給部材の材質としては、現像
剤担持体の接触を安定させるために弾性体を設定するこ
とが好ましい。本例では、トナー供給部材の材質とし
て、ポリウレタンフォーム、ポリスチレンフォーム、ポ
リエチレンフォーム、ポリエステルフォーム、エチレン
プロピレンフォーム、ナイロンフォーム、シリコンフォ
ーム等が使用することができる。なお、トナー供給手段
の発泡セルは単泡、連泡のどちらでも使用できるが、単
泡の方が好ましい。これは、発泡セルが連泡であると、
トナーが供給手段の発泡セル内部に進入し、やがて、内
部及び表層部において、トナー凝集を起こし、トナー搬
送性の低下や規制部における搬送すじの原因となるから
である。したがって、単泡の方が好ましい。硬度は、１
０゜〜４０゜（アスカーＣ硬度計にて測定）のものが使
用可能であるが、最適には現像剤担持体上の残留トナー
の掻き取り効果の大きい３５゜〜４０゜のものが好まし
い。また、抵抗値は１０³〜１０⁷Ωｃｍ（体積抵抗値）
のものが使用できる。

【００３７】なお、本例では、フォーム材を使用したが
弾性を有するゴム材を使用しても良いことは言うまでも
ない。詳しくは、シリコンゴム、ウレタンゴム、天然ゴ
ム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジ
エンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレンプ
ロピレンゴム、エピクロロヒドリンゴム、ニトリルブタ
ジエンゴム、アクリルゴムにカーボン等の導電剤を分散
成型したものが使用できる。更に、この例の画像形成装
置における現像装置に用いられる現像剤規制部材として
は、反発弾性１０％以上のゴムあるいはエラストマーが
使用できる。

【００３８】そして、本例のトナーＴにおいても、前述
の分析方法でトナー分析を行っている。本例のトナーに
おいては、外添剤として表面に疎水化処理を施した噴霧
シリカを用いている。トナー分析にあたっては、パーテ
ィクルアナライザを用いて測定しているが、その場合、
パーティクルアナライザでは、ブレーズ波長の異なる分
光器チャンネルが２基ずつ合計４基存在するため、異な
るチャンネルで測定すると、分光器の感度差から粒径の
絶対値がずれて表示される。そこで、本発明での実施例
では、この粒径の絶対値のずれが生じることを防止する
ために、元素検出に使用するチャンネルを以下のように
規定している。すなわち、・トナーＴの母粒子（Ｃ）：チャンネル１またはチャンネル２、・外添剤（ＳｉＯ₂）：チャンネル３またはチャンネル４このように分析されたトナーＴの粒子を、横軸にトナー
粒径（等価粒径）をとり、縦軸にその粒径の個数をとっ
て表すと、図４に示すようなトナー粒径の正規分布図が
得られる。

【００３９】そこで、本発明の現像装置の実施の形態の
一例に用いられる現像剤のトナーＴは、図３の横軸上に
あるトナーの母粒子（Ｃ）８、つまり所定の外添剤濃度
より低い外添剤濃度の外添剤（ＳｉＯ₂）９が付着して
いるトナーＴの粒子と、外添剤（ＳｉＯ₂）９がまった
く付着していない母粒子（Ｃ）８からなるトナーＴの粒
子とを合わせた個数（図４に示す所定外添剤濃度に満た
ないトナー量）が、トナー全体の粒子の個数（図４に示
すトナー全体量）に対して３０個数％以下である、すな
わち

【００４０】

【数１】

【００４１】となるように設定されている。これから明
かなように、本発明では、０.７〜０.８μｍ以下の等価
粒径の外添剤（ＳｉＯ₂）９が母粒子（Ｃ）８に付着し
ているトナーＴの粒子と、外添剤（ＳｉＯ₂）９がまっ
たく付着していない母粒子（Ｃ）８からなるトナーＴの
粒子とを合わせたトナーを、所定の外添剤濃度に満たな
いトナーと定義している。また、同期カウントトナー及
び添加剤非同期カウントトナーの和をトナー全体と定義
している。

【００４２】また、本発明に係る現像装置の実施の形態
の一例の現像装置１では、図５（ａ）に示すように現像
剤規制部材６が軟弾性体から形成されている。その場
合、軟弾性体としては、反発弾性が１０％以上のゴムあ
るいはエラストマーから構成されるのが望ましい。この
現像剤規制部材６は、後述するように現像剤担持体５と
の接触部において微小なフレッチング現象を起こして、
微小振動を行うようになっている。この現像剤規制部材
６のフレッチング現象は、その程度が現像剤担持体５と
現像剤規制部材６との当接部の近傍に存在するトナーの
状態によって異なり、現像剤規制部材６に蓄えられるエ
ネルギが所定のレベルに維持したときに、生じるように
なる。

【００４３】更に、図５（ｂ）に示すように現像剤規制
部材６のエッジにトナーを当接させる場合は、軟弾性体
は、ゴム硬度（ＪＩＳ−Ａ硬さ計）が６０以下に設定
し、また、後述する表３に示すように現像剤規制部材６
の腹に現像剤を当接させる場合は、軟弾性体は、ゴム硬
度（ＪＩＳ−Ａ硬さ計）が３０以下に設定することが望
ましい。この現像装置１の他の構成は、図６に示す従来
の現像装置と同じである。

【００４４】この例の現像装置１には前述のトナーＴが
用いられており、このトナーＴを用いることにより、現
像剤規制部材６に適度なフレッチング現象を起こさせ
て、現像剤規制部材６が適度な微小振動を行うようにし
ている。そして、図５（ｂ）に示すように現像剤規制部
材６はその適度な微少なフレッチング現象による微小振
動で現像剤規制部材６に固着しようとするトナーＴを弾
き飛ばして、トナーＴの現像剤規制部材６への固着を抑
制するようになっている。

【００４５】このように構成された本発明のこの例の現
像装置１においては、所定の外添剤濃度に満たないトナ
ー母粒子（ｃ）８の個数がトナー全体の個数に対して３
０個数％以下であるように設定されているトナーＴが、
軟弾性体からなる現像剤規制部材６と現像剤担持体５と
の当接部およびその近傍に存在すると、現像剤担持体５
の回転に伴い、このトナーＴにより、現像剤規制部材６
は適度なフレッチングを起こすようになる。その結果、
トナーＴが現像剤規制部材６に固着しようとしても、図
５（ｂ）に示すように、現像剤規制部材６がこの適度な
フレッチングによる微小振動により、固着しようとする
トナーＴを弾き飛ばしてしまうので、現像剤規制部材６
へのトナーＴの固着が防止されるとともに、外添剤（Ｓ
ｉＯ₂）９のチッピング摩耗の発生も防止されるように
なる。

【００４６】この例の現像装置１に用いられるトナーＴ
が現像剤規制部材６に適度なフレッチングを起こさせる
理由として、次のことが考えられる。すなわち、０.７
〜０.８μｍ以上の等価粒径の外添剤が付着している場
合、トナー母粒子（Ｃ）８の表面の大部分を外添剤（Ｓ
ｉＯ₂）９が被覆することで、トナー母粒子（Ｃ）８ど
うしの直接接触する面積が少なくなると共に、隣接する
トナー間の距離を大きくすることにより、物理的付着力
を小さくし、外力が加わったときにトナーＴの運動が容
易になるように、トナーＴの運動自由度を上げている。
そして、軟弾性体からなる現像剤規制部材６の表面に外
添剤（ＳｉＯ₂）９が付着し、更に運動自由度の上がっ
たトナーＴが現像剤規制部材６と現像剤担持体５との当
接部およびその近傍に存在するときには、このトナーＴ
と現像剤規制部材６との間で滑りが生じて、現像剤規制
部材６が適度なフレッチング現象を起こし、このフレッ
チング現象による微小振動が適度になる。

【００４７】一方、外添剤濃度が所定濃度未満のトナー
Ｔが３０個数％より多く存在すると、現像剤規制部材６
がフレッチング現象を起こし難くなるため、現像剤規制
部材６の微小振動が不足するようになる。この状態で、
外添剤（ＳｉＯ₂）９によって被覆されない母粒子
（Ｃ）８からなる運動自由度の低い未被覆トナーが現像
剤規制部材６に付着すると、トナーＴの外力による移動
（弾き飛ばし）が困難になってしまい、現像剤規制部材
６に対するトナーＴの固着が進行するようになる。

【００４８】更に、母粒子（Ｃ）８に付着しない外添剤
（ＳｉＯ₂）９からなるトナーＴのみが、現像剤規制部
材６と現像剤担持体５との当接部およびその近傍に存在
するときには、外添剤（ＳｉＯ₂）９の微粒子が強い電
気力で軟弾性体（軟質ゴム）からなる現像剤規制部材６
に付着して表面を覆うため、この現像剤規制部材６に付
着した外添剤（ＳｉＯ₂）９と現像剤担持体５との間の
滑りが困難になってしまう。すなわち、外添剤（ＳｉＯ
₂）９を付着させた現像剤規制部材６と外添剤（Ｓｉ
Ｏ₂）９との間の摩擦係数が上昇してしまう。このよう
に現像剤規制部材６と外添剤（ＳｉＯ₂）９との間の摩
擦係数が上昇すると、現像剤規制部材６と現像剤担持体
５との当接部において現像剤規制部材６は過剰なフレッ
チング現象を起こしてしまい、現像剤規制部材６の当接
部はチッピング摩耗を生じるようになる。

【００４９】更に、外添剤（ＳｉＯ₂）９によって被覆
されない母粒子（Ｃ）８からなる未被覆トナーのみが現
像剤規制部材６と現像剤担持体５との当接部およびその
近傍に存在するときには、現像剤規制部材６はフレッチ
ング現象を起こさないため、この未被覆トナーが現像剤
規制部材６に付着するようになる。そして、この現像剤
規制部材６に付着したトナーＴが熱機械的ストレスを繰
り返し受けると、トナー形状が変化してしまい、隣接す
るトナーどうしと接合して完全に固着してしまう。

【００５０】したがって、この例の現像装置１のように
構成すれば、現像剤規制部材６が適度なフレッチング現
象を起こして適度な微振動を行い、現像剤規制部材６へ
のトナーＴの固着が防止されることがわかる。実際に、
本発明のいくつかの実施例について実験をした。

【００５１】

【実施例１】実施例１では、外添剤として表面に疎水化
処理を施した噴霧シリカを用いるとともに、現像剤規制
部材として反発弾性１４％のウレタンを用い、非同期ト
ナー比率３６.１個数％、２３.６個数％、１９.４個数
％、１５.２個数％、６.８個数％の５種類のトナーにつ
いて実験した。その結果を表１に示す。

【００５２】

【表１】

【００５３】表１に示す実施例１の実験結果から明らか
なように、非同期トナーの比率が３６.１個数％のトナ
ーでは、印字枚数が比較的少ない５００枚でトナー固着
が発生し、このトナー固着の発生により、画像濃度ムラ
が発生した。非同期トナーの比率が２３.６個数％のト
ナーでは、印字枚数が５０００枚でトナー固着が少し発
生したが、画像濃度ムラは発生しなく、実質的に画質に
影響はなかった。更に、非同期トナーの比率が１９.４
個数％以下の３つのトナーでは、印字枚数が１００００
枚になってもトナー固着は少し発生しなく、画像濃度ム
ラもまったくなかった。したがって、反発弾性１４％の
ウレタンからなる現像剤規制部材を用いれば、本発明の
ように非同期トナーの比率が３０個数％以下では、トナ
ー固着がほとんどなく、実質的に画質に影響を与えるよ
うな画像濃度ムラも発生しないことがわかる。特に、非
同期トナーの比率が２０個数％以下では、トナー固着が
まったくなく、画像濃度ムラも発生しないという良好な
結果が得られた。この結果から、非同期トナーの比率を
３０個数％以下でも十分であるが、２０個数％以下に設
定するのがより望ましい。

【００５４】

【実施例２】実施例２では、外添剤として表面に疎水化
処理を施した噴霧シリカを用いるとともに、非同期トナ
ー比率１９.４個数％のトナーを用い、反発弾性０％の
ＳＵＳ、反発弾性１４％のウレタン、反発弾性３５％の
ウレタンからなる３種類の現像剤規制部材について実験
した。その結果を表２に示す。

【００５５】

【表２】

【００５６】表２に示す実施例２の実験結果から明らか
なように、反発弾性０％のＳＵＳからなる現像剤規制部
材に用いた場合では、非同期トナー比率１９.４個数％
のトナーを用いても、印字枚数が５０００枚でトナー固
着が発生するとともに、画像濃度ムラも発生する。ま
た、反発弾性１４％および３５％のウレタンからそれぞ
れなる現像剤規制部材を用いた場合では、印字枚数が１
００００枚になってもトナー固着は少し発生しなく、画
像濃度ムラもまったくなかった。したがって、非同期ト
ナー比率１９.４個数％のトナーを用いれば、本発明の
ように反発弾性１０％以上の現像剤規制部材では、トナ
ー固着が発生しなく、画像濃度ムラも発生しないことが
わかる。

【００５７】

【実施例３】実施例３では、外添剤として表面に疎水化
処理を施した噴霧シリカを用いるとともに、非同期トナ
ー比率１９.４個数％のトナーを用い、更に反発弾性１
４％のウレタンからなる現像剤規制部材を用い、現像剤
規制部材のエッジにトナーＴを当接させた場合（実験
１）と現像剤規制部材の腹にトナーＴを当接させた場合
（実験２）とでそれぞれのフレッチング現象の発生につ
いて実験した。その結果を表３に示す。

【００５８】

【表３】

【００５９】表３に示す実施例３の実験結果から明らか
なように、実験１のエッジ当接の場合は、現像剤規制部
材の軟弾性体のゴム硬度（JIS-A硬さ計による）が６０
以下で容易にフレッチング現象が発生し、適度なフレッ
チングによるトナーの弾き飛ばし効果を得ることができ
ることがわかった。また、実験２の腹当て当接の場合
は、現像剤規制部材の軟弾性体のゴム硬度（JIS-A硬さ
計による）が大きくなると、必要なフレッチングが得ら
れなく、実験に１のエッジ当接で使用する軟弾性体より
も小さいゴム硬度の小さい軟弾性体を使用する必要があ
ることがわかった。実際には、軟弾性体としてゴム硬度
が３０以下であり、好ましくは２０以下に設定する必要
がある。このように、ゴム硬度が３０以下の軟弾性体を
用いることによって、現像剤担持体との当接部で微小な
変形を生じ、適度なフレッチングが発生し、この適度な
フレッチングによってトナーの弾き飛ばし効果を得られ
ることがわかった。

【００６０】なお、前述の例では、トナーの母粒子と外
添剤との付着状態を分析する方法として、前述の論文集
に開示されているトナー分析方法を用いるものとしてい
るが、本発明は、同期トナーの等価粒径の平均粒径およ
びトナー全体の等価粒径の平均粒径を得ることができる
トナー分析方法であれば、どのようなトナー分析方法を
用いることができることは言うまでもない。

【００６１】また、本発明の現像装置は、図６に示す現
像装置１に限定されるものではなく、少なくとも現像剤
担持体５とトナー規制手段（現像剤規制部材６以外のも
の含む）とを備えた現像装置であれば、どのような現像
装置にも適用することができる。

【００６２】また、本発明は、外添剤としてシリカ微粒
子に限定されるものではなく、前述のように種々の材質
のものが使用できる。したがって、トナーの分析試験を
行うにあたっては、外添剤の材質により適宜検出すべき
元素の発光スペクトルを選択することにより、シリカ以
外の外添剤を用いた場合においても同様に測定を行うこ
とができる。その場合、例えば、外添剤として、酸化チ
タンを用いる場合はＴｉの発光スペクトルを、アルミナ
を用いる場合はＡｌの発光スペクトルを検出し処理すれ
ばよい。

【００６３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の現像装置によれば、現像剤を、所定の外添剤濃度に満
たないトナーのトナー全体に対する割合が３０個数％以
下であるように構成するとともに、現像剤規制手段を粘
弾性体からなる現像剤規制部材で構成しているので、現
像剤規制部材に適度のフレッチングによる適度な微振動
を起こさせることができる。これにより、現像剤規制部
材がそれに付着しようとするトナーを弾き飛ばすので、
現像剤規制部材へのトナーの固着を防止できる。これに
より、現像担持体による現像剤の搬送ムラを防止できる
とともに、この搬送ムラによる縦すじ状の画像濃度ムラ
も防止できる。

【００６４】また、現像剤規制部材へのトナーの固着を
防止できることから、現像剤担持体にもトナーが固着し
難くなるので、現像装置の耐久性を向上させることがで
き、現像剤を補給するのみで、現像装置を長期にわたっ
て繰り返し使用することが可能となる。

【００６５】更に、現像剤規制部材は単に軟弾性体から
構成しているだけであるので、現像剤規制部材の構造が
簡単であり、現像剤規制部材のコストが安価になる。し
かも、現像剤規制部材を摩耗させる必要はないので、長
期間にわたって現像剤規制部材を使用でき、現像装置の
耐久性を更に向上させることができる。こうして、本発
明の現像装置によれば、長期にわたって高速で多量の画
像を形成することができ、しかも、得られる画像を良好
なものにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る現像装置の実施の形態の一例に
用いられる現像剤であるトナーの母粒子と外添剤との付
着状態の分析に用いるための、従来のトナー分析方法の
一例を説明する図である。

【図２】図１に示すトナー分析方法において用いられ
る等価粒子および等価粒径について説明する図である。

【図３】図１に示すトナー分析方法による分析結果を
示す図である。

【図４】図１に示すトナー分析結果に基づくトナーの
粒径の分布を示す正規分布図である。

【図５】本発明に係る現像装置の実施の形態の一例を
部分的に示し、（ａ）は現像剤規制部材を示す図、
（ｂ）はこの現像剤規制部材の作用を説明する図であ
る。

【図６】現像剤担持体とトナー規制ブレードとを備え
ている従来の一成分系の現像装置を模式的に示す図であ
る。

【図７】母粒子に外添剤が付着されたトナー粒子を示
す図である。

【図８】従来のトナー粒子を用いて図６に示す現像装置
により現像を行う場合に発生する、トナー規制ブレード
へのトナーの固着およびトナーの搬送ムラを説明する図
である。

【符号の説明】

１…現像装置、２…トナー収容部、３…トナー搬送手
段、４…トナー供給ローラ、５…現像剤担持体、６…現
像剤規制部材、７…潜像担持体、８…母粒子（Ｃ）、９
…外添剤（ＳｉＯ₂）、Ｔ…トナー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、多数の母粒子にそれぞれ多
数の外添剤が付着されて形成されたトナーからなる現像
剤と、この現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像
剤担持体に前記現像剤の均一な薄層を形成するように現
像の搬送を規制する現像規制手段とを備えた現像装置に
おいて、前記現像剤は、所定の外添剤濃度に満たないトナーのト
ナー全体に対する割合が３０個数％以下であり、前記現像剤規制手段は、軟弾性体からなる現像剤規制部
材であることを特徴とする現像装置。
【請求項２】前記軟弾性体は、反発弾性が１０％以上
のゴムあるいはエラストマーからなることを特徴とする
請求項１記載の現像装置。
【請求項３】前記現像剤規制部材のエッジに現像剤を
当接させる場合は、前記軟弾性体は、ゴム硬度（ＪＩＳ
−Ａ硬さ計）が６０以下であり、前記現像剤規制部材の
腹に現像剤を当接させる場合は、前記軟弾性体は、ゴム
硬度（ＪＩＳ−Ａ硬さ計）が３０以下であることを特徴
とする請求項１または２記載の現像装置。