JP2001331032A

JP2001331032A - 現像装置

Info

Publication number: JP2001331032A
Application number: JP2000150748A
Authority: JP
Inventors: Minoru Wada; 実和田; Ryuji Inoue; 龍次井上; Yoshiko Yaoi; 嘉子矢追; Ichiro Izumi; 一郎出水
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2000-05-23
Filing date: 2000-05-23
Publication date: 2001-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】現像剤担持体の表面に規制部材を圧接させて
現像領域に搬送される現像剤の量を規制する現像装置に
おいて、規制部材の圧接により現像剤が割れて微粉が発
生するのを抑制すると共に、現像剤担持体の表面に現像
剤がフィルミングされたり、形成される画像に地肌かぶ
りが発生したりするのを抑制する。【解決手段】現像剤12を像担持体１と対向する現像領
域に搬送する現像剤担持体11の表面に規制部材15を圧接
させて、現像領域に搬送される現像剤の量を規制すると
共に現像剤を摩擦帯電させる現像装置において、現像剤
担持体の表面に弾性層11b を設け、現像剤に酸価が１〜
30 KOHmg/gの範囲にあるポリエステル樹脂を使用した負
帯電性のトナーを用い、弾性層における仕事関数Wf(eV)
と、上記のポリエステル樹脂の酸価An(KOHmg/g) とが、
4.25＜Wf-0.0085An ＜4.95の条件を満たすようにした

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複写機やプリン
ター等の画像形成装置において、像担持体に形成された
潜像を現像するのに使用する現像装置に係り、特に、現
像剤を現像剤担持体の表面に保持させて像担持体と対向
する現像領域に搬送する途中において、この現像剤担持
体の表面に規制部材を圧接させて、現像領域に搬送され
る現像剤の量を規制すると共に現像剤を摩擦帯電させる
ようにした現像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複写機やプリンター等の画像
形成装置においては、像担持体に形成された潜像を現像
するのに様々な現像装置が使用されていた。

【０００３】そして、このような現像装置としては、現
像剤にキャリアとトナーとを含む２成分現像方式の現像
装置の他に、キャリアを使用しない１成分現像方式の現
像装置が知られていた。

【０００４】ここで、このような１成分現像方式の現像
装置においては、現像剤担持体によって像担持体と対向
する現像領域に適当量の現像剤が安定して搬送されるよ
うにするため、一般に現像剤を現像剤担持体の表面に保
持させて像担持体と対向する現像領域に搬送する途中に
おいて、この現像剤担持体の表面に規制部材を圧接さ
せ、この規制部材により現像剤担持体の表面に保持され
て現像領域に搬送される現像剤の量を規制すると共にこ
の現像剤を摩擦帯電させるようにしていた。

【０００５】そして、このように規制されて摩擦帯電さ
れた現像剤を現像剤担持体により像担持体と対向する現
像領域に搬送し、この現像剤を像担持体に形成された静
電潜像部分に供給して現像を行うようにしていた。

【０００６】しかし、上記のように現像剤担持体の表面
に規制部材を圧接させて現像領域に搬送される現像剤の
量を規制するようにした場合、この規制部材による圧接
力によって現像剤に多大な負荷が加わり、これによって
現像剤担持体の表面における現像剤が割れて微粉が発生
することがあり、特に、高速で画像形成を行うために、
現像剤担持体によって現像剤を搬送する速度を速くした
場合には、規制部材による圧接によって現像剤の割れが
激しくなり、微粉が多く発生した。

【０００７】そして、このように現像剤が割れて微粉が
発生すると、この微粉が次第に増加して現像剤担持体の
表面等に融着し、形成される画像に濃度ムラ等が発生す
るという問題があった。

【０００８】また、上記のように規制部材の圧接によっ
て現像剤が割れたりするのを防止するため、現像剤担持
体に対する規制部材の圧接力を弱めて、現像剤に加わる
負荷を緩和する方法が考えられたが、このように規制部
材の圧接力を弱めた場合、現像剤担持体によって像担持
体と対向する現像領域に搬送される現像剤の量を適当な
量に規制することが困難になったり、現像剤を十分に摩
擦帯電できなくなる等の問題があった。

【０００９】このため、近年においては、現像剤担持体
の表面にゴム等の弾性材料で構成された弾性層を設け
て、規制部材の圧接によって現像剤に加わる負荷を低減
させ、現像剤が割れたりするのを防止することが行われ
るようになった。

【００１０】しかし、このように現像剤担持体の表面に
ゴム系の弾性材料で構成された弾性層を設けた場合、現
像剤に用いるトナーとこの弾性層との親和力が高くな
り、特に、負帯電性のトナーを用いた場合において、ト
ナーの帯電量が高くなると、このトナーが現像剤担持体
の表面にフィルミングされて、トナーの帯電が適切に行
えなくなるという問題があり、またトナーの帯電量が低
くなると、トナーが像担持体の非画像部分にも供給され
て、形成される画像に地肌かぶりが生じるという問題が
あった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、現像剤を
現像剤担持体の表面に保持させて像担持体と対向する現
像領域に搬送する途中において、この現像剤担持体の表
面に規制部材を圧接させて、現像領域に搬送される現像
剤の量を規制する共に現像剤を摩擦帯電させるようにし
た現像装置における上記のような問題を解決することを
課題とするものである。

【００１２】すなわち、この発明においては、上記のよ
うな現像装置において、現像剤担持体の表面に規制部材
を圧接させて現像領域に搬送される現像剤の量を規制す
ると共に現像剤を摩擦帯電させるにあたり、現像剤担持
体の表面に弾性層を形成して、規制部材の圧接によって
現像剤が割れて、微粉が発生するのを抑制すると共に、
このように弾性層が形成された現像剤担持体の表面に現
像剤がフィルミングされたり、形成される画像に地肌か
ぶりが発生したりするのを抑制して、良好な画像が得ら
れるようにすることを課題とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明における現像装
置においては、上記のような課題を解決するため、現像
剤を表面に保持して像担持体と対向する現像領域に搬送
する現像剤担持体と、この現像剤担持体の表面に圧接さ
せて現像領域に搬送される現像剤の量を規制すると共に
現像剤を摩擦帯電させる規制部材とを有する現像装置に
おいて、上記の現像剤担持体の表面に弾性層を設けると
共に、上記の現像剤に酸価が１〜３０ＫＯＨｍｇ／ｇの
範囲にあるポリエステル樹脂を使用した負帯電性のトナ
ーを用い、上記の弾性層における仕事関数をＷｆ（ｅ
Ｖ）、上記のポリエステル樹脂の酸価をＡｎ（ＫＯＨｍ
ｇ／ｇ）とした場合に、４．２５＜Ｗｆ−０．００８５
Ａｎ＜４．９５の条件を満たすようにしたのである。

【００１４】そして、この発明における現像装置のよう
に、現像剤担持体の表面に弾性層を設けると、この現像
剤担持体の表面に規制部材を圧接させて、現像領域に搬
送される現像剤の量を規制する場合に、現像剤に加わる
負荷が低減され、現像剤が割れて微粉が発生するのが抑
制されるようになる。

【００１５】ここで、この発明における現像装置におい
て、酸価が１〜３０ＫＯＨｍｇ／ｇの範囲にあるポリエ
ステル樹脂を使用した負帯電性のトナーを用いるように
したのは、酸価が１ＫＯＨｍｇ／ｇ未満のポリエステル
樹脂を使用した場合に、このトナーに用いる着色剤の分
散性が悪くなると共に、負帯電性のトナーの帯電性が悪
くなり、ポリエステル樹脂の酸価が大きくなると、負帯
電性のトナーの帯電性が高くなるが、３０ＫＯＨｍｇ／
ｇを越えるポリエステル樹脂を使用した場合には、環境
変動によってこの負帯電性のトナーにおける帯電量が大
きく変化して、形成される画像に地肌かぶりが発生しや
すくなるためである。

【００１６】そして、この発明における現像装置のよう
に、酸価が１〜３０ＫＯＨｍｇ／ｇの範囲にあるポリエ
ステル樹脂を使用した負帯電性のトナーを用いると共
に、上記の弾性層における仕事関数をＷｆ（ｅＶ）、上
記のポリエステル樹脂の酸価をＡｎ（ＫＯＨｍｇ／ｇ）
とした場合に、４．２５＜Ｗｆ−０．００８５Ａｎ＜
４．９５の条件を満たすようにすると、上記の負帯電性
のトナーが適切に帯電されて、現像剤担持体の表面に適
切に保持されるようになり、弾性層が形成された現像剤
担持体の表面にこのトナーがフィルミングされたり、形
成される画像に地肌かぶりが発生したりするのが抑制さ
れる。

【００１７】ここで、弾性層における仕事関数Ｗｆ（ｅ
Ｖ）を測定するにあたっては、接触電位差計（川口電機
社製：ＳＳＶII−１０）を用いて、この弾性層と金との
接触電位差ΔＶを測定し、金の仕事関数を４．９０ｅＶ
として、下記の式より弾性層の仕事関数Ｗｆを算出し
た。

【００１８】Ｗｆ＝４．９−ΔＶ

【００１９】そして、現像剤担持体の表面に上記のよう
な弾性層を設けるにあたり、この弾性層を構成する弾性
材料としては、例えば、ポリスチレン系、ポリオレフィ
ン系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリ塩化ビニ
ル系、ポリブタジエン系、ポリアミド系等の各種の熱可
塑性エラストマーや、天然ゴム、シス−ポリイソプレン
ゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、シス−ポリブ
タジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ニトリ
ルゴム、エチレン−プロピレン共重合ゴム、アクリルゴ
ム、ウレタンゴム、シリコーンゴム等の各種ゴムを使用
することができる。

【００２０】ここで、上記のように現像剤に負帯電性の
トナーを使用する場合には、このトナーが適切に帯電さ
れるようにするため、この弾性層を構成する弾性材料
に、ポリウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラス
トマー、ニトリルゴム、ウレタンゴム等を用いることが
好ましく、より好ましくは請求項２に示すように、アク
リロニトリル・ブタジエン共重合ゴムを、さらに好まし
くはカルボキシル基を有するアクリロニトリル・ブタジ
エン共重合ゴムを用いるようにする。

【００２１】また、現像剤担持体の表面に規制部材を圧
接させて、上記の負帯電性のトナーを摩擦帯電させる際
に、このトナーが適切に帯電されるようにするため、弾
性層に用いる上記の弾性材料に、導電性付与剤や荷電性
付与剤等を混合させるようにしてもよい。

【００２２】ここで、導電性付与剤としては、例えば、
ケッチェンブラック、アセチレンブラック、ファーネス
ブラック等のカーボンブラックや、金属酸化物の微粒子
等を用いることができ、これらを混合させて現像剤担持
体の表面における体積固有抵抗値が１×１０⁴〜１×１
０¹⁰Ω・ｃｍ、好ましくは、１×１０⁵〜１×１０⁸Ω
・ｃｍの範囲になるようにする。

【００２３】また、荷電性付与剤としては、例えば、ニ
グロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、カリック
スアレン系染料、第４級アンモニウム塩化合物、イミダ
ゾール系化合物等を使用することができ、これらを単独
又は複数組み合わせて使用することもできる。

【００２４】また、上記のように現像剤担持体の表面に
弾性層を形成するにあたっては、金属ローラや、金属又
は樹脂スリーブ等の基体の表面に、上記の弾性材料等を
溶解させた溶液を塗布し、これを乾燥させる等の方法で
形成することができ、またこのような弾性層を複数積層
させるようにすることもできる。

【００２５】一方、現像剤に使用する負帯電性のトナー
としては、上記のように酸価が１〜３０ＫＯＨｍｇ／ｇ
の範囲にあるポリエステル樹脂中に着色剤や荷電制御剤
や離型剤等を含有させたものが用いられ、また必要に応
じて流動化剤等を添加させるようにする。

【００２６】ここで、上記のトナーの円形度が高くなる
と、現像剤担持体の表面に設けた弾性層に対するトナー
の付着力が低下して、このトナーが像担持体に形成され
た静電潜像の部分に適切に供給されるようになって、形
成される画像に濃度むら等が発生するのが抑制されるた
め、請求項３に示すように、円形度が０．９４以上にな
ったトナーを用いることが好ましい。なお、トナーの円
形度については、形状測定器（東亜医用電子社製：ＦＰ
ＩＡ−１０００）を用いて、トナーの投影像の周囲長と
このトナーの投影面積に等しい円の周囲長とを求め、下
記の式により算出した。

【００２７】円形度＝粒子の投影面積に等しい円の周囲
長／粒子投影像の周囲長

【００２８】また、上記のトナーを製造するにあたって
は、従来より一般に使用されている公知の方法で製造す
ることができ、例えば、粉砕法、乳化重合法、懸濁重合
法等を用いることができる。

【００２９】ここで、上記の粉砕法によってトナーを製
造するにあたり、このトナーの円形度を上記のように高
めるにあたっては、粉砕工程においてイノマイザーシス
テム（ホソカワミクロン社製）、クリプトロンシステム
（川崎重工業社製）を用いるようにしたり、分級工程に
おいてティープレックス型分級機（ホソカワミクロン社
製）を用いるようにしたり、分級した後のトナーをハイ
ブリダイゼーションシステム（奈良機械製作所製）、コ
スモスシステム（川崎重工業社製）、メカノフュージョ
ンシステム（ホソカワミクロン社製）、メカノミル（岡
田精工社製）、熱気流中改質法を応用したサフュージン
グシステム、湿式コーティング法を応用したディスパー
コート（日清製粉社製）等で処理させるようにする。

【００３０】また、上記のトナーの粒径が小さすぎる
と、その流動性が悪くなると共にクリーニング不良等が
発生する一方、粒径が大きすぎると、ハーフトーンの画
像の再現性等が悪くなるため、その体積平均粒径が５〜
１２μｍ、好ましくは７〜１０μｍのものを用いるよう
にする。また、粒径が５μｍ以下の粒子が多くなりすぎ
ると、この粒子が現像剤担持体上に融着して、現像剤の
帯電が不均一になり、形成される画像にカブリや濃度ム
ラ等が発生するため、粒径が５μｍ以下の粒子が２５個
数％以下、好ましくは２０個数％以下のものを用いるよ
うにする。

【００３１】また、このトナーにおいてバインダー樹脂
として使用する上記のポリエステル樹脂としては、ゲル
パーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）によって
測定した数平均分子量（Ｍｎ）が１０００〜１５００
０、好ましくは３０００〜１２０００の範囲のものを、
また高化式フローテスターによって測定した軟化温度が
８０℃〜１６０℃、好ましくは９０℃〜１４０℃の範囲
のものを、また示差走査熱量計ＤＳＣによって測定した
ガラス転移点が５０℃〜７５℃、好ましくは５５℃〜７
０℃の範囲のものを用いることが好ましい。

【００３２】また、上記のトナーに使用する着色剤つい
ては、従来より一般に使用されている公知のものを用い
ることができ、例えば、カーボンブラック、アニリンブ
ラック、活性炭、マグネタイト、ベンジジンイエロー、
パーマネントイエロー、ナフトールイエロー、フタロシ
アニンブルー、ファーストスカイブルー、ウルトラマリ
ンブルー、ローズベンガル、レーキレッド等を用いるこ
とができ、一般に上記のバインダー樹脂１００重量部に
対して２〜２０重量部の割合で用いることが好ましい。

【００３３】また、上記のトナーに使用する荷電制御剤
としても、従来より一般に使用されている公知のものを
用いることができ、例えば、モノアゾ金属錯体，芳香族
ヒドロキシカルボン酸系の金属錯体，芳香族ジカルボン
酸系の金属錯体等の有機金属錯体やキレート化合物等を
用いることができ、一般に上記のバインダー樹脂１００
重量部に対して１〜１０重量部の割合で用いることが好
ましい。

【００３４】また、上記のトナーに使用する離型剤とし
ても、従来より一般に使用されている公知のものを用い
ることができ、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子
量ポリプロピレン、酸化型低分子量ポリエチレン、酸化
型低分子量ポリプロピレン、マイクロクリスタリンワッ
クス、パラフィンワックス、カルナバワックス、サゾー
ルワックス等を単独或は２種類以上組み合わせて使用す
ることができ、一般に上記のバインダー樹脂１００重量
部に対して１〜８重量部の割合で用いることが好まし
い。

【００３５】また、上記のトナーに使用する流動化剤と
しても、従来より一般に使用されている公知のものを用
いることができ、例えば、シリカ，酸化チタン，酸化ア
ルミニウム等の無機微粒子や、アクリル樹脂，スチレン
樹脂，シリコン樹脂，フッ素樹脂等の樹脂微粒子を使用
することができ、特に、シランカップリング剤やチタン
カップリング剤やシリコンオイル等で疎水化したものを
用いるのが好ましい。そして、このような流動化剤を上
記のトナー１００重量部に対して０．１〜３重量部の割
合で添加させて用いるようにする。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態に係る
現像装置を添付図面に基づいて具体的に説明する。

【００３７】この実施形態における現像装置において
は、図１に示すように、金属ローラ１１ａの外周面に適
当な仕事関数になった弾性層１１ｂが形成された現像剤
担持体１１を用いると共に、現像剤１２として、酸価が
１〜３０ＫＯＨｍｇ／ｇの範囲にあるポリエステル樹脂
を使用した負帯電性のトナー１２を用い、上記の弾性層
１１ｂにおける仕事関数Ｗｆ（ｅＶ）と、上記のトナー
１２におけるポリエステル樹脂の酸価Ａｎ（ＫＯＨｍｇ
／ｇ）とが、４．２５＜Ｗｆ−０．００８５Ａｎ＜４．
９５の条件を満たすようにした。

【００３８】そして、図２に示すように、上記の現像剤
担持体１１を像担持体１と所要間隔ｄを介して対向する
ように装置本体１０に設け、この現像剤担持体１１と像
担持体１とを回転させると共に、装置本体１０内に収容
された上記のトナー１２を送り部材１３によって上記の
現像剤担持体１１と接触して回転する供給ローラ１４に
送り、この供給ローラ１４から現像剤担持体１１にトナ
ー１２を供給するようにした。

【００３９】ここで、このように現像剤担持体１１と接
触して回転する供給ローラ１４からトナー１２を現像剤
担持体１１に供給させると、現像剤担持体１１にトナー
１２が十分に供給されるようになり、黒べた部分の多い
画像を形成する場合においても、十分な画像濃度を有す
る画像が得られるようになる。

【００４０】そして、上記のようにして供給されたトナ
ー１２を現像剤担持体１１の表面に保持させて搬送させ
ると共に、この現像剤担持体１１の表面に規制部材１５
を圧接させ、この規制部材１５により現像剤担持体１１
の表面に保持されて搬送されるトナー１２の量を規制す
ると共に、このトナー１２を摩擦帯電させるようにし
た。

【００４１】ここで、この実施形態においては、上記の
ように現像剤担持体１１の表面に弾性層１１ｂを設けて
いるため、上記のように規制部材１５を圧接させて、こ
の現像剤担持体１１の表面に保持されたトナー１２の量
を規制する場合に、トナー１２に加わる負荷が低減され
て、トナー１２が割れるのが抑制された。

【００４２】また、この実施形態においては、上記のよ
うに現像剤担持体１１の弾性層１１ｂにおける仕事関数
Ｗｆ（ｅＶ）と、トナー１２におけるポリエステル樹脂
の酸価Ａｎ（ＫＯＨｍｇ／ｇ）とが、４．２５＜Ｗｆ−
０．００８５Ａｎ＜４．９５の条件を満たすようにした
ため、トナー１２が適切な帯電量になるように摩擦帯電
された。

【００４３】そして、上記のように規制部材１５によっ
て規制されて摩擦帯電されたトナー１２を現像剤担持体
１１によって像担持体１と所要間隔ｄを介して対向する
現像領域に導くと共に、この現像剤担持体１１に電源１
６から交流電圧と直流電圧とが重畳された現像バイアス
電圧を印加させて、現像剤担持体１１の表面に保持され
たトナー１２を像担持体１との間で飛翔させ、このトナ
ー１２を像担持体１に形成された静電潜像の部分に供給
して現像を行うようにした。

【００４４】ここで、この実施形態の現像装置において
は、上記のように現像剤担持体１１の表面におけるトナ
ー１２が適切な帯電量に帯電されているため、上記のよ
うに像担持体１に形成された静電潜像の部分にトナー１
２を供給して現像を行う場合に、トナー１２が現像剤担
持体１１の表面から適切に離れて、地肌かぶりのない良
好な画像が得られるようになると共に、トナー１２が現
像剤担持体１１の表面にフィルミングされるということ
もなかった。

【００４５】そして、上記のようにして現像を行った後
は、現像剤担持体１１の表面に残留しているトナー１２
を、この現像剤担持体１１により装置本体１０に導くと
共に、このトナー１２を装置本体１０に設けられた除電
部材１７に接触させて除電させ、このように除電された
トナー１２を現像剤担持体１１の表面から離脱させて、
装置本体１０内に戻すようにしている。このようにする
と、トナー１２に現像剤担持体１１の表面に残留し続け
てフィルミングするのが防止されると共に、小粒径のト
ナー１２だけが先に現像に使用されて、次第に画質が低
下するのも抑制されるようになる。

【００４６】なお、この実施形態の現像装置において
は、現像剤担持体１１の表面に規制部材１５を圧接させ
て、現像剤担持体１１の表面に保持されて搬送されるト
ナー１２の量を規制すると共にこのトナー１２を摩擦帯
電させるようにしただけであるが、図３に示すように、
上記の規制部材１５に規制部材用電源１５ａを接続し、
この規制部材用電源１５ａによって規制部材１５に現像
剤担持体１１よりもトナー１２の帯電極性と同極性の負
の電圧を印加させることも可能である。

【００４７】そして、このように規制部材１５に現像剤
担持体１１よりもトナー１２の帯電極性と同極性の負の
電圧を印加させると、トナー１２をより適切に帯電させ
ることができるようになると共に、トナー１２がこの規
制部材１５に付着するのも抑制され、地肌かぶりや筋状
のむら等が発生するのがより一層抑制されるようにな
る。

【００４８】また、この実施形態の現像装置において
は、上記の現像剤担持体１１を像担持体１と所要間隔ｄ
を介して対向するように設けたが、図４に示すように、
上記の現像剤担持体１１を像担持体１と接触するように
設け、この現像剤担持体１１の表面に保持されたトナー
１２を像担持体１に接触させて、このトナー１２を像担
持体１に形成された静電潜像の部分に供給して現像を行
うようにすることも可能である。但し、図２に示す現像
装置のように、現像剤担持体１１の表面に保持されたト
ナー１２を像担持体１との間で飛翔させて現像を行う
と、形成される画像にかぶりが発生するのがより抑制さ
れるようになる。

【００４９】次に、上記の図２に示す現像装置におい
て、現像剤担持体１１の表面に設ける弾性層１１ｂの種
類を変更させると共に、現像剤１２として使用する負帯
電性のトナー１２の種類を変更させ、このような各現像
装置を市販のプリンター（ミノルタ社製：ＰａｇｅＰｒ
ｏ^TM１５ｅ）を改造したものに搭載して、画像を形成す
る実験を行い、この発明の条件を満たす現像装置を用い
た場合においては、弾性層１１ｂが形成された現像剤担
持体１１の表面にトナー１２がフィルミングされたり、
形成される画像に地肌かぶりが発生したりするのが抑制
されることを明らかにする。

【００５０】この実験においては、ＳＵＳ３０３製の金
属ローラの外周面に導電性のシリコンゴム層を形成し
て、ゴム硬度が４５度、抵抗値が１×１０⁶Ωになった
現像剤担持体用の基体を用い、この基体の表面に下記の
ようにして弾性層を設けたＡ１〜Ａ６の現像剤担持体を
用いるようにした。

【００５１】ここで、Ａ１の現像剤担持体においては、
弾性材料にポリウレタン（日本エヌエスシー社製：ヨド
ゾール）を用い、このポリウレタン１００重量部に対し
てカーボンブラックとしてケッチェンブラックを２重量
部の割合で分散させた溶液中に上記の基体を浸漬させ
て、この基体の表面に上記の溶液の塗膜を形成し、これ
をオーブンにより１３０〜１５０℃の温度で１時間加熱
して、厚みが３０μｍになった弾性層を形成した。そし
て、この弾性層における仕事関数Ｗｆ（ｅＶ）を前記の
ようにして測定した結果、この弾性層における仕事関数
Ｗｆは４．２３ｅＶになっていた。

【００５２】また、Ａ２の現像剤担持体においては、弾
性材料に上記のＡ１の現像剤担持体と同じポリウレタン
を用い、このポリウレタン１００重量部に対してカーボ
ンブラックとしてアセチレンブラックを２．５重量部の
割合で分散させた溶液中に上記の基体を浸漬させて、こ
の基体の表面に上記の溶液の塗膜を形成し、その後は、
上記のＡ１の現像剤担持体の場合と同様にして、膜厚が
３０μｍになった弾性層を形成した。なお、この弾性層
における仕事関数Ｗｆは４．３８ｅＶになっていた。

【００５３】また、Ａ３の現像剤担持体においては、弾
性材料にカルボキシル基を有するアクリロニトリル・ブ
タジエン共重合ゴム（カルボキシル基含有ＮＢＲ）（日
本ゼオン社製：ニポール１０７２Ｊ）を用い、このカル
ボキシル基含有ＮＢＲを１００重量部、カーボンブラッ
クとしてケッチェンブラックを２０重量部、亜鉛華を５
重量部の割合にして混練し、この混練物をトルエン８０
０重量部に溶解し、この溶液中に上記の基体を浸漬させ
て、この基体の表面に上記の溶液の塗膜を形成し、その
後は、上記のＡ１の現像剤担持体の場合と同様にして、
膜厚が３０μｍになった弾性層を形成した。なお、この
弾性層における仕事関数Ｗｆは４．６５ｅＶになってい
た。

【００５４】また、Ａ４の現像剤担持体においては、弾
性材料に上記のＡ３の現像剤担持体と同じカルボキシル
基含有ＮＢＲを用い、このカルボキシル基含有ＮＢＲを
１００重量部、カーボンブラックとしてアセチレンブラ
ックを２５重量部、亜鉛華を５重量部の割合にして混練
し、その後は、上記のＡ３の現像剤担持体の場合と同様
にして、膜厚が３０μｍになった弾性層を形成した。な
お、この弾性層における仕事関数Ｗｆは４．８０ｅＶに
なっていた。

【００５５】また、Ａ５の現像剤担持体においては、弾
性材料にアクリロニトリル・ブタジエン共重合ゴム（Ｎ
ＢＲ）（日本ゼオン社製：ニポールＤＮ２０７）を用
い、このＮＢＲを１００重量部、アセチレンブラックを
２５重量部、亜鉛華を５重量部の割合にして混練し、そ
の後は、上記のＡ３の現像剤担持体の場合と同様にし
て、膜厚が３０μｍになった弾性層を形成した。なお、
この弾性層における仕事関数Ｗｆは５．０１ｅＶになっ
ていた。

【００５６】また、Ａ６の現像剤担持体においては、弾
性材料にシリコンゴムコーティング剤（東レ・ダウコー
ニング・シリコーン社製：ＤＹ３８）を用い、上記の基
体のの表面にこのシリコンゴムコーティング剤の塗膜を
形成し、その後は、上記のＡ１の現像剤担持体の場合と
同様にして、膜厚が３０μｍになった弾性層を形成し
た。なお、この弾性層における仕事関数Ｗｆは５．１７
ｅＶになっていた。

【００５７】一方、現像剤に使用する負帯電性のトナー
としては、下記のようにして製造したトナーＴ１〜Ｔ５
を用いるようにした。

【００５８】トナーＴ１を製造するにあたっては、酸価
が１．３ＫＯＨｍｇ／ｇのポリエステル樹脂とイエロー
顔料（ピグメントイエロー１８０）とを７：３の重量比
になるように混練して、顔料マスターバッチを得た。そ
して、顔料マスターバッチを１０重量部、上記のポリエ
ステル樹脂を９３重量部、負荷電制御剤（オリエント化
学社製：Ｅ−８１）を２重量部、離型剤（三洋化成工業
社製：１００ＴＳ）を１重量部の割合にし、これらをヘ
ンシェルミキサーにより十分混合した後、２軸混練押出
機を用いて混練し、これを冷却した後、粗粉砕し、ジェ
ット粉砕機（日本ニューマチック社製：ＩＤＳ）によっ
て微粉砕した後、ＤＳ分級機（日本ニューマチック社
製）で分級して体積平均粒径が６．２μｍになったトナ
ー粒子を得た。次いで、このトナー粒子１００重量部に
対して、疎水性シリカ（キャボット社製：キャボジルＴ
Ｓ−５００）を０．５重量部、疎水性二酸化チタン（チ
タン工業社製：ＳＴＴ３０Ａ）を１．０重量部の割合で
添加し、これらをヘンシェルミキサーにより混合してト
ナーＴ１を得た。そして、このようにして得たトナーＴ
１の円形度を前記のようにして測定した結果、このトナ
ーＴ１の円形度は０．９３８になっていた。

【００５９】トナーＴ２を製造するにあたっては、上記
のトナーＴ１の製造において、酸価が１．３ＫＯＨｍｇ
／ｇのポリエステル樹脂に代えて、酸価が４．９ＫＯＨ
ｍｇ／ｇのポリエステル樹脂を用い、それ以外は、上記
のトナーＴ１の場合と同様にしてトナーＴ２を得た。な
お、このトナーＴ２の円形度は０．９３８になってい
た。

【００６０】トナーＴ３を製造するにあたっては、上記
のトナーＴ１の製造において、酸価が１．３ＫＯＨｍｇ
／ｇのポリエステル樹脂に代えて、酸価が２４．９ＫＯ
Ｈｍｇ／ｇのポリエステル樹脂を用い、それ以外は、上
記のトナーＴ１の場合と同様にしてトナーＴ３を得た。
なお、このトナーＴ３の円形度は０．９３８になってい
た。

【００６１】トナーＴ４を製造するにあたっては、ポリ
エステル樹脂として、上記のトナーＴ２と同じ酸価が
４．９ＫＯＨｍｇ／ｇのポリエステル樹脂を用い、上記
トナーＴ１と同様にして製造するにあたり、上記のジェ
ット粉砕機に代えてイノマイザー（ホソカワミクロン社
製：ＩＮＭ−３０型）を用いて微粉砕すると共に、上記
のＤＳ分級機に代えてロータ型分級機（ホソカワミクロ
ン社製：１００ＡＴＰ）を用いて分級してトナー粒子を
得るようにし、それ以外は、上記トナーＴ１の場合と同
様にして、トナーＴ４を得た。なお、このトナーＴ４の
円形度は０．９５３になっていた。

【００６２】トナーＴ５を製造するにあたっては、上記
のトナーＴ４の場合と同様にして得たトナー粒子をハイ
ブリダイゼーションシステム（奈良機械製作所製：ＨＳ
−３型）を用いて６０００ｒｐｍで５分間処理し、それ
以外は、上記トナーＴ４の場合と同様にして、トナーＴ
５を得た。なお、このトナーＴ５の円形度は０．９６８
になっていた。

【００６３】そして、上記の図２に示す現像装置におい
て、上記のＡ１〜Ａ６の現像剤担持体とトナーＴ１〜Ｔ
３とを組み合わせて使用し、これらの現像装置を前記の
ように市販のプリンター（ミノルタ社製：ＰａｇｅＰｒ
ｏ^TM１５ｅ）を改造したものに搭載し、システム速度１
００ｍｍ／ｓで連続して３０００枚の画像を形成し、形
成された画像について地肌かぶりの評価を行うと共に、
各現像剤担持体に対するトナーのフィルミングの評価を
行い、その結果を、表１に示した。

【００６４】ここで、地肌かぶりの評価については、地
肌かぶりがなく良好な画像が得られた場合を○、若干地
肌かぶりがあるが実用上問題とならない場合を△、地肌
かぶりが激しく実用上問題となる場合を×で示した。

【００６５】また、現像剤担持体に対するトナーのフィ
ルミングの評価については、フィルミングが発生してお
らず良好な画像が得られた場合を○、フィルミングが若
干発生しているが実用上問題のない場合を△、フィルミ
ングの発生が激しくて実用上問題となる場合を×で示し
た。

【００６６】

【表１】

【００６７】この結果から明かなように、酸価が１〜３
０ＫＯＨｍｇ／ｇの範囲になったポリエステル樹脂を使
用した負帯電性のトナーを用いた場合において、現像剤
担持体の表面に設けた弾性層における仕事関数Ｗｆ（ｅ
Ｖ）と、トナーに用いた上記のポリエステル樹脂の酸価
Ａｎ（ＫＯＨｍｇ／ｇ）とが、４．２５＜Ｗｆ−０．０
０８５Ａｎ＜４．９５の条件を満たすようにした場合、
現像剤担持体にトナーがフィルミングされるのが防止さ
れると共に、形成される画像に地肌かぶりが発生するの
も抑制されて、良好な画像が得られた。

【００６８】これに対して、Ｗｆ−０．００８５Ａｎの
値が４．２５以下になると、現像剤担持体にトナーがフ
ィルミングされるようになり、またＷｆ−０．００８５
Ａｎの値が４．９５以上になると、形成される画像に地
肌かぶりが発生した。

【００６９】次に、上記の図２に示す現像装置におい
て、上記のＡ３の現像剤担持体を用いると共に、上記の
トナーＴ２，Ｔ４，Ｔ５を用い、これらの各現像装置を
前記のように市販のプリンター（ミノルタ社製：Ｐａｇ
ｅＰｒｏ^TM１５ｅ）を改造したものに搭載し、システム
速度１００ｍｍ／ｓで連続して３０００枚の画像を形成
し、形成された画像における画像むらの評価を行い、そ
の結果を下記の表２に示した。

【００７０】ここで、画像むらの評価については、画像
むらが全く発生しなかった場合を○、画像むらが発生し
た場合を×で示した。

【００７１】

【表２】

【００７２】この結果から明らかなように、円形度が高
いトナーＴ４，Ｔ５を用いた場合には、円形度がこれら
より低いトナーＴ２を用いた場合に比べて、画像むらの
発生が抑制されるようになっていた。

【００７３】また、上記のＡ３の現像剤担持体を用いた
現像装置において、この現像剤担持体により上記のトナ
ーＴ２，Ｔ４，Ｔ５をそれぞれ０．８ｍｇ／ｃｍ²の搬
送量で搬送させた後、上記の現像剤担持体の表面に保持
されたトナーに対して、ノズルから０．２ｋｇｆ／ｃｍ
²のガス圧で窒素ガスを吹き付け、それぞれ飛散したト
ナーの数を測定器（ホソカワミクロン社製：Ｅ−ｓｐａ
ｓｒｔアナライザー）により測定し、その結果を図５
に示した。

【００７４】この結果、トナーの円形度が高くなるほ
ど、トナー飛散個数が多くなって、現像剤担持体に対す
るトナーの付着力が弱くなっていた。

【００７５】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明における
現像装置においては、現像剤を表面に保持して像担持体
と対向する現像領域に搬送する現像剤担持体の表面に弾
性層を設けるようにしたため、この現像剤担持体の表面
に規制部材を圧接させて、現像領域に搬送される現像剤
の量を規制する場合に、現像剤に加わる負荷が低減さ
れ、現像剤が割れて微粉が発生するのが抑制されるよう
になった。

【００７６】また、この発明における現像装置において
は、現像剤に酸価が１〜３０ＫＯＨｍｇ／ｇの範囲にあ
るポリエステル樹脂を使用した負帯電性のトナーを用い
ると共に、上記の弾性層における仕事関数をＷｆ（ｅ
Ｖ）、上記のポリエステル樹脂の酸価をＡｎ（ＫＯＨｍ
ｇ／ｇ）とした場合に、４．２５＜Ｗｆ−０．００８５
Ａｎ＜４．９５の条件を満たすようにしたため、上記の
負帯電性のトナーが適切に帯電されて、現像剤担持体の
表面に適切に保持されるようになり、特に高速で画像形
成を行うようにした場合においても、弾性層が形成され
た現像剤担持体の表面にこのトナーがフィルミングされ
たり、形成される画像に地肌かぶりが発生したりするの
が抑制され、良好な画像が得られるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態における現像装置において
使用する現像剤担持体の概略側面図である。

【図２】この発明の一実施形態における現像装置におい
て、現像剤担持体の表面に保持された現像剤を像担持体
の表面に接触させずに現像を行う状態を示した概略説明
図である。

【図３】図２に示す実施形態の現像装置において、規制
部材用電源から規制部材に現像剤担持体よりもトナーの
帯電極性と同極性の負の電圧を印加させるようにした状
態を示した概略説明図である。

【図４】この発明の他の実施形態における現像装置にお
いて、現像剤担持体の表面に保持された現像剤を像担持
体の表面に接触させて現像を行う状態を示した概略説明
図である。

【図５】トナーの円形度と、現像剤担持体から飛散する
トナー個数との関係を示した図である。

【符号の説明】

１像担持体１１現像剤担持体１１ｂ弾性層１２現像剤（トナー）１５規制部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 9/08 Ｇ０３Ｇ 9/08 ３３１ 9/087 15/08 ５０７Ｌ (72)発明者矢追嘉子大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者出水一郎大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内Ｆターム(参考） 2H005 AA01 AA15 CA08 DA02 EA10 FA07 2H077 AC04 AD06 AD13 AD35 AE03 AE04 EA11 EA16 FA13 FA22 FA25 3J103 AA02 AA14 AA33 AA51 BA41 FA02 FA07 FA14 FA18 FA30 GA02 GA52 GA57 GA58 HA03 HA04 HA05 HA12 HA15 HA33 HA48 HA52 HA53 HA54

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現像剤を表面に保持して像担持体と対向
する現像領域に搬送する現像剤担持体と、この現像剤担
持体の表面に圧接させて現像領域に搬送される現像剤の
量を規制すると共に現像剤を摩擦帯電させる規制部材と
を有する現像装置において、上記の現像剤担持体の表面
に弾性層を設けると共に、上記の現像剤に酸価が１〜３
０ＫＯＨｍｇ／ｇの範囲にあるポリエステル樹脂を使用
した負帯電性のトナーを用い、上記の弾性層における仕
事関数をＷｆ（ｅＶ）、上記のポリエステル樹脂の酸価
をＡｎ（ＫＯＨｍｇ／ｇ）とした場合に、４．２５＜Ｗ
ｆ−０．００８５Ａｎ＜４．９５の条件を満たすことを
特徴とする現像装置。
【請求項２】請求項１に記載した現像装置において、
現像剤担持体の表面に設ける上記の弾性層を構成する材
料に、アクリロニトリル・ブタジエン共重合ゴムを用い
たことを特徴とする現像装置。
【請求項３】請求項１又は２に記載した現像装置にお
いて、上記の現像剤に円形度が０．９４以上になったト
ナーを用いたことを特徴とする現像装置。