JP2003241504A

JP2003241504A - 現像装置

Info

Publication number: JP2003241504A
Application number: JP2002041876A
Authority: JP
Inventors: Junji Machida; 純二町田; Hidetoshi Miyamoto; 英稔宮本; Tetsumaru Fujita; 哲丸藤田; Masahiko Matsuura; 昌彦松浦
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2002-02-19
Filing date: 2002-02-19
Publication date: 2003-08-29
Anticipated expiration: 2022-02-19
Also published as: JP4058961B2

Abstract

(57)【要約】【課題】濃度むら等のない良好な画像が得られる現像
装置を提供する。【解決手段】トナーｔを表面に保持して像担持体10と
所要間隔を介して対向する現像領域に搬送するトナー担
持体21と、トナー担持体の表面に圧接させて現像領域に
搬送されるトナーの量を規制する規制部材23と、現像領
域においてトナー担持体と像担持体との間に交番電界を
作用させて現像を行う現像バイアス電源24とを備えた現
像装置において、導電性基体21a の表面に弾性層21b と
中間層21cと表面層21d とが設けられ、弾性層の体積抵
抗値ρ１と中間層の体積抵抗値ρ２と表面層の体積抵抗
値ρ３とがρ２≦ρ１≦ρ３の条件を満たし、表面の算
術平均粗さRaが0.8 〜2.5 μｍの範囲になったトナー担
持体と、体積平均粒径が３〜８μｍの範囲になったトナ
ーとを用いた。

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、ト
ナーを表面に保持して像担持体と所要間隔を介して対向
する現像領域に搬送するトナー担持体と、このトナー担
持体の表面に圧接させて現像領域に搬送されるトナーの
量を規制する規制部材と、現像領域においてトナー担持
体と像担持体との間に交番電界を作用させて現像を行う
現像バイアス電源とを備えた現像装置を用いて現像を行
った場合に、濃度むら等の発生が少ない良好な画像が得
られるようにした点に特徴を有するものである。

【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、キ
ャリアとトナーとを含む現像剤を用いた２成分現像方式
の現像装置の他に、キャリアを用いずにトナーだけを使
用した１成分現像方式の現像装置が知られている。

【０００４】ここで、このような１成分現像方式の現像
装置としては、例えば、図１に示すような現像装置が用
いられており、この現像装置においては、装置本体１内
におけるトナーｔを送り部材２によりトナー担持体３に
送り、トナーｔをこのトナー担持体３の表面に保持させ
て、このトナー担持体３を回転させ、トナー担持体３の
表面に保持されたトナーｔを像担持体１０と所要間隔ｄ
を介して対向する現像領域に導く途中において、このト
ナー担持体３の表面に規制部材４を圧接させ、この規制
部材４によりトナー担持体３の表面に保持されたトナー
ｔの量を規制すると共にこのトナーｔを摩擦帯電させる
ようにしている。

【０００５】そして、このように規制されて摩擦帯電さ
れたトナーｔを像担持体１０と所要間隔ｄを介して対向
する現像領域に導き、現像バイアス電源５から交番電圧
を印加させて、トナー担持体３と像担持体１０との間に
交番電界を作用させ、トナーｔをトナー担持体３から像
担持体１０に形成された静電潜像からなる画像部に供給
して現像を行うようにしている。

【０００６】しかし、上記のようにトナー担持体３の表
面に規制部材４を圧接させて現像領域に搬送されるトナ
ーｔの量を規制するようにした場合、この規制部材４に
よる圧接力によってトナーｔに多大な負荷が加わり、こ
れによってトナー担持体３の表面におけるトナーｔが割
れて微粉が発生し、この微粉が次第に増加してトナー担
持体３の表面等に融着し、形成される画像に濃度むら等
が発生するという問題があった。

【０００７】このため、従来においては、図１に示すよ
うに、上記のトナー担持体３として、金属ローラからな
る導電性基体３ａの表面にゴム等の弾性材料中にカーボ
ンブラック等の導電剤を添加させた弾性層３ｂを形成し
たものを用い、規制部材４の圧接によってトナーｔに加
わる負荷を低減させて、トナーｔが割れたりするのを防
止することが行われている。

【０００８】しかし、このようにトナー担持体３の表面
に上記のような弾性層３ｂを設けた場合、弾性材料中に
カーボンブラック等の導電剤がうまく分散されず、この
弾性層３ｂの抵抗にばらつきが生じ、トナー担持体３と
像担持体１０との間における交番電界にむらが発生し
て、形成される画像に濃度むら等が発生するという問題
があった。

【０００９】このため、近年においては、特許第２９６
４８２１号公報に示されるように、上記のような弾性層
の上にさらに高抵抗の抵抗調整層を設けたものが提案さ
れている。

【００１０】しかし、このように弾性層の上に高抵抗の
抵抗調整層を設けたトナー担持体を用いた場合において
も、トナー担持体と像担持体との間に作用する交番電界
にむらが発生するのを充分に抑制することができす、特
に、精細で高品位な画像が得られるようにするために、
粒径が小さなトナーを用いた場合には、依然として形成
される画像に濃度むら等が発生す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、トナーを
表面に保持して像担持体と所要間隔を介して対向する現
像領域に搬送するトナー担持体と、このトナー担持体の
表面に圧接させて現像領域に搬送されるトナーの量を規
制する規制部材と、現像領域においてトナー担持体と像
担持体との間に交番電界を作用させて現像を行う現像バ
イアス電源とを備えた現像装置における上記のような様
々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、トナー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トナーの量を規制す
る際に、トナーが割れて微粉が発生するのを抑制すると
共に、トナー担持体と像担持体との間における交番電界
を作用させて現像を行う際に、トナー担持体と像担持体
との間に作用する交番電界にむらが発生するのを抑制
し、濃度むら等のない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、トナ
ーを表面に保持して像担持体と所要間隔を介して対向す
る現像領域に搬送するトナー担持体と、このトナー担持
体の表面に圧接させて現像領域に搬送されるトナーの量
を規制する規制部材と、現像領域においてトナー担持体
と像担持体との間に交番電界を作用させて現像を行う現
像バイアス電源とを備えた現像装置において、上記のト
ナー担持体として、導電性基体の表面に弾性層と中間層
と表面層とが設けられてなり、上記の弾性層の体積抵抗
値ρ１と中間層の体積抵抗値ρ２と表面層の体積抵抗値
ρ３とがρ２≦ρ１≦ρ３の条件を満たし、表面の算術
平均粗さＲａが０．８〜２．５μｍの範囲になったもの
を用いると共に、上記のトナーとして、その体積平均粒
径が３〜８μｍの範囲のものを用いるようにしたのであ
る。

【００１４】そして、この発明における現像装置のよう
に、トナー担持体として、導電性基体の表面に弾性層と
中間層と表面層とが設けられてなり、弾性層の体積抵抗
値ρ１と中間層の体積抵抗値ρ２と表面層の体積抵抗値
ρ３とがρ２≦ρ１≦ρ３の条件を満たすものを用いる
と、上記の弾性層の体積抵抗値ρ１にばらつきが存在し
ていても、体積抵抗値の低い中間層によってこのばらつ
きが緩和され、さらに体積抵抗値が大きな表面層によっ
て、トナー担持体全体として適当な体積抵抗値を持つよ
うになり、トナー担持体と像担持体との間に作用する交
番電界にむらが発生するのが抑制され、体積平均粒径が
３〜８μｍの範囲になった小粒径のトナーを用いた場合
においても、濃度むら等の発生が少ない良好な画像が得
られるようになる。

【００１５】また、この発明における現像装置のよう
に、トナー担持体の表面の算術平均粗さＲａが０．８〜
２．５μｍの範囲になるようにすると、体積平均粒径が
３〜８μｍの範囲になった小粒径のトナーを用いた場合
において、トナー担持体により現像領域にトナーが過剰
に搬送されて形成される画像にかぶりが生じたり、現像
領域に搬送されるトナーの量が少なくなって形成される
画像に濃度むら等が発生するのが抑制され、良好な画像
が得られるようになる。

【００１６】また、この発明における現像装置に用いる
トナー担持体において、導電性基体の表面に上記のよう
な弾性層を設けるにあたり、ゴム等の弾性材料中に添加
させるカーボンブラック等の導電剤の量を多くして、弾
性層の体積抵抗値ρ１を小さくすると、この弾性層の成
形性が悪くなる一方、添加させる導電剤の量を少なくす
ると、この弾性層における体積抵抗値ρ１のむらが大き
くなるため、この弾性層の体積抵抗値ρ１を１×１０⁴
〜１×１０⁶Ω・ｍの範囲にすることが好ましい。

【００１７】また、このように弾性層の体積抵抗値ρ１
を１×１０⁴〜１×１０⁶Ω・ｍの範囲にするため、上
記の中間層の体積抵抗値ρ２が１×１０⁴Ω・ｍ以下に
なるようにする。

【００１８】また、上記の表面層の体積抵抗値ρ３が小
さいと、上記のようにトナー担持体と像担持体との間に
交番電界を作用させて現像を行う際にリークが発生しや
すくなる一方、この表面層の体積抵抗値ρ３が大きくな
り過ぎると、トナー担持体と像担持体との間に作用する
交番電界の強度が弱くなって、トナーが像担持体の画像
部分に充分に供給されなくなるため、この表面層の体積
抵抗値ρ３を１×１０ ⁶〜１×１０¹²Ω・ｍの範囲にす
ることが好ましい。

【００１９】また、この発明における現像装置におい
て、上記のようにトナー担持体と像担持体との間に交番
電界を作用させて現像を行うにあたり、上記の像担持体
における画像部においてトナーを像担持体からトナー担
持体に回収する方向の回収電界を作用させるにあたり、
その電界強さが強くなり過ぎると、像担持体の画像部と
トナー担持体との間でリークが発生する一方、この電界
強さが弱くなり過ぎたり、この回収電界の作用時間が短
くなり過ぎると、トナー担持体と像担持体との間におけ
るトナーの飛翔が適切に行われなくなり、特に、小粒径
のトナーの場合にはトナーの飛翔がばらつき、筋状の濃
度むらが発生しやすくなる。このため、トナー担持体と
像担持体との間に交番電界を作用させて現像を行うにあ
たって、像担持体における画像部においてトナーを像担
持体からトナー担持体に回収する方向に作用する回収電
界として、その電界強さが２．５×１０^-6〜１４×１０
^-6Ｖ／ｍの範囲で、１周期中における作用時間が３．０
×１０^-4秒以上になった回収電界を作用させることが好
ましい。

【００２０】

【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。

【００２１】この実施形態における現像装置において
は、図２に示すように、トナー担持体２１を像担持体１
０と所要間隔ｄを介して対向するように装置本体２０に
設け、このトナー担持体２１を回転させると共に、装置
本体１０内に収容されたトナーｔを送り部材２２によっ
て上記のトナー担持体２１に送って、トナーｔをトナー
担持体２１に供給し、このトナーｔをトナー担持体２１
の表面に保持させて搬送させるようにしている。

【００２２】そして、このようにトナーｔを保持して搬
送するトナー担持体２１の表面に規制部材２３を圧接さ
せ、この規制部材２３によりトナー担持体２１の表面に
保持されて搬送されるトナーｔの量を規制すると共にこ
のトナーｔを摩擦帯電させるようにしている。

【００２３】次いで、このように規制されて摩擦帯電さ
れたトナーｔをトナー担持体２１により像担持体１０と
所要間隔ｄを介して対向する現像領域に導き、現像バイ
アス電源２４から交番電圧を印加させて、トナー担持体
３と像担持体１０との間に交番電界を作用させ、トナー
担持体２１の表面に保持されたトナーｔを像担持体１と
の間で飛翔させて、トナーｔを像担持体１０に形成され
た静電潜像からなる画像部に供給して現像を行うように
している。

【００２４】また、このようにして現像を行った後は、
トナー担持体２１の表面に残留しているトナーｔを、こ
のトナー担持体２１により装置本体２０に導くと共に、
このトナーｔを装置本体２０に設けられた除電部材２５
に接触させて除電させ、このように除電されたトナーｔ
をトナー担持体２１の表面から離脱させて、装置本体２
０内に戻すようにしている。

【００２５】そして、この実施形態における現像装置に
おいては、上記のトナー担持体２１として、金属ローラ
からなる導電性基体２１ａの表面に弾性層２１ｂと中間
層２１ｃと表面層２１ｄとが積層されたものを用い、上
記の弾性層２１ｂの体積抵抗値ρ１と中間層２１ｃの体
積抵抗値ρ２と表面層２１ｄの体積抵抗値ρ３とがρ２
≦ρ１≦ρ３の条件を満たすようにすると共に、その表
面の算術平均粗さＲａが０．８〜２．５μｍの範囲にな
るようにしている。

【００２６】ここで、上記の弾性層２１ｂとしては、例
えば、シリコーンゴム、イソプレンゴム、ブタジェンゴ
ム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ス
チレン−ブタジェンゴム、アクリルゴム、エチレン−プ
ロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジェンゴム、ウ
レタンゴム、フッ素ゴム、熱可塑性エラストマー等から
なる弾性材料に、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、チタンブラック、金属酸化
物の微粒子等の導電剤を付与させたものを用いることが
でき、この弾性層の体積抵抗値ρ１が１×１０⁴〜１×
１０⁶Ω・ｍの範囲になるようにすることが好ましい。
また、この弾性層においては、その硬度がＪＩＳ−Ａ硬
度で５〜６０°、好ましくは１０〜５０°であり、また
厚みが０．３〜１．５ｍｍ、好ましくは０．５〜１．０
ｍｍになるようにする。

【００２７】また、上記の中間層としては、例えば、シ
リコーンゴム、イソプレンゴム、ブタジェンゴム、ブチ
ルゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレン−
ブタジェンゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレン
ゴム、ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム、シリコ
ーン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ＡＢＳ樹
脂、スチレン樹脂、ウレタン樹脂等に、上記の弾性層の
場合と同様の導電剤を付与させたものを用いることがで
き、この中間層の体積抵抗値ρ２が１×１０⁴Ω・ｍ以
下になるようにすることが好ましい。また、この中間層
においては、その厚みが５〜３０μｍ、好ましくは１０
〜２５μｍになるようにする。

【００２８】また、上記の表面層としては、例えば、シ
リコーンゴム、ブタジェンゴム、クロロプレンゴム、ニ
トリルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーン
樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂、ナイ
ロン樹脂等に、上記の弾性層の場合と同様の導電剤を付
与させたものを用いることができ、この表面層の体積抵
抗値ρ３が１×１０⁶〜１×１０¹²Ω・ｍの範囲になる
ようにすることが好ましい。また、この表面層において
は、その厚みが５〜４０μｍ、好ましくは１０〜３０μ
ｍになるようにする。

【００２９】一方、この実施形態における現像装置にお
いては、上記のトナーｔとして、その体積平均粒径が３
〜８μｍの範囲のものを用いるようにする。

【００３０】ここで、このトナーｔとしては、上記のよ
うに体積平均粒径が３〜８μｍの範囲になったものであ
れば特に限定されず、従来より一般に使用されている公
知のトナーを使用することができ、一般に、バインダー
樹脂中に着色剤の他に、荷電制御剤やオフセット防止剤
や流動化剤等を含有させたものが用いられる。

【００３１】また、上記のトナーｔを製造するにあたっ
ても、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。

【００３２】ここで、このトナーｔに使用する上記のバ
インダー樹脂としても、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、ポリエステル
樹脂、スチレン樹脂、スチレン−アクリル共重合樹脂、
エポキシ樹脂、合成テルペン樹脂、合成ロジンエステル
樹脂等を単独あるいは二種類以上を混合して使用するこ
とができる。

【００３３】なお、上記のバインダー樹脂としては、そ
のガラス転移点Ｔｇが５０℃より低いと、トナーｔの保
存安定性が悪くなる一方、ガラス転移点Ｔｇが７０℃よ
り高くなると、転写紙等への定着性が低下するため、ガ
ラス転移点Ｔｇが５０〜７０℃、好ましくは５５〜６８
℃の樹脂を用いるようにする。また、その軟化点が８０
℃より低いと、トナーｔの保存安定性が悪くなる一方、
軟化点が１６０℃より高くなると、転写紙等への定着性
が低下するため、軟化点が８０〜１６０℃、好ましくは
８５〜１５０℃の樹脂を用いるようにする。

【００３４】また、上記の着色剤としても、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る。
ここで、黒色着色剤としては、例えば、カーボンブラッ
ク、鉄黒、酸化鉄、アニリンブラック等を用いることが
でき、また黄色着色剤としては、例えば、ベンジシンイ
エローＧ、ナフトールイエローＳ、パーマネントイエロ
ーＮＣＧ、バンザーイエローＧ、ナフトールイエローＳ
等を使用することができ、また赤色着色剤としては、例
えば、パーマネントオレンジＧＴＲ、ヒドラゾンオレン
ジ、バルカンオレンジ、ベンジシンオレンジ、パーマネ
ントレッド４Ｒ、レーキレッドＤ等を使用することがで
き、また青色着色剤としては、例えば、フタロシアニン
ブルー、ビクトリアブルーレーキ、紺青等を使用するこ
とができる。

【００３５】また、上記の荷電制御剤としては、例え
ば、クロム錯塩型アゾ染料、亜鉛錯塩、アルミニウム錯
塩、カレックスアレン系化合物等を使用することがで
き、上記のバインダー樹脂１００重量部に対して、荷電
制御剤を０．５〜８重量部、好ましくは、１〜５重量部
の範囲で添加させるようにする。

【００３６】また、上記のオフセット防止剤としては、
例えば、低分子量ポリオレフィンワックス、低分子量酸
化型ポリオレフィンワックス、カルナバワックス、サゾ
ールワックス、キャンデリラワックス、ホホバ油ワック
ス、エステルワックス等を使用することができ、上記の
バインダー樹脂１００重量部に対して、このオフセット
防止剤を０．１〜８重量部、好ましくは２〜６重量部の
範囲で加えるようにする。

【００３７】また、上記の流動化剤としては、例えば、
シリカ微粒子、二酸化チタン微粒子、アルミナ微粒子、
チタン酸ストロンチウム微粒子等の無機微粒子を使用す
ることができ、またこれらの無機微粒子をシランカップ
リング剤、チタンカップリング剤、シリコーンオイル等
で疎水化処理したものを用いることができる。

【００３８】また、この実施形態における現像装置にお
いて、上記のように現像バイアス電源２４から交番電圧
を印加させて、トナー担持体３と像担持体１０との間に
交番電界を作用させ、トナー担持体２１の表面に保持さ
れたトナーｔを像担持体１０における画像部に供給して
現像を行う場合、トナー担持体２１と像担持体１０の画
像部との間でトナーｔが適切に飛翔されるようにするた
め、像担持体１０における画像部においてトナーｔを像
担持体１０からトナー担持体２１に回収する方向に作用
する回収電界の電界強さが２．５×１０^-6〜１４×１０
^-6Ｖ／ｍの範囲で、１周期中における作用時間が３．０
×１０^-4秒以上になった回収電界を作用させることが好
ましい。

【００３９】（実験例）この実験例においては、上記の
図２に示す現像装置において、上記のトナー担持体２１
に設ける弾性層２１ｂ、中間層２１ｃ、表面層２１ｄの
種類や、その表面の算術平均粗さＲａを変更させた９種
類のトナー担持体Ａ１〜Ａ９を用いると共に、３種類の
トナーＴ１〜Ｔ３を使用し、さらにトナー担持体３と像
担持体１０との間に作用させる交番電界を変更させて、
それぞれ現像を行い、得られた画像の評価を行った。

【００４０】（トナー担持体Ａ１）トナー担持体Ａ１に
おいては、導電性基体として、外径が１４ｍｍのアルミ
ニウム製ローラを用いた。

【００４１】ここで、この導電性基体の外周に弾性層を
形成するにあたっては、液状シリコーンゴム（信越化学
工業社製：ＫＥ−１９３５）のＡ液とＢ液とをそれぞれ
５０重量部、導電性カーボンブラック（三菱化学社製：
＃３０３０）を８重量部の割合にして、これらを撹拌・
脱泡装置（キーエンス社製：ハイブリットミキサーＨ
Ｍ）により３分間混合して脱泡し、弾性層用塗液を調製
した。

【００４２】そして、上記の導電性基体を金型にセット
し、この導電性基体の外周に上記の弾性層用塗液を供給
し、１２０℃で５分間加熱して弾性層用塗液を硬化さ
せ、さらに金型を外して１５０℃で１時間加熱し、導電
性基体の外周に弾性層を設けた後、この弾性層をドラバ
ース型円筒研磨機を用いて研磨し、導電性基体の外周に
厚みが１ｍｍになった弾性層を形成した。

【００４３】次いで、溶剤のトルエン１００重量部に、
スチレン−ブタジェンエラストマー（アロン化成社製：
ＡＲ−Ｓ−３９４８Ａ）を５重量部溶解させた溶液に、
導電性カーボンブラック（ライオンアクゾ社製：ケッチ
ェンブラック）を０．２重量部、導電性カーボン・ブラ
ック（デグサ社製：ＰｒｉｎｔｅＸＥ２）を０．３重
量部の割合で加え、これらを撹拌・脱泡装置（キーエン
ス社製：ハイブリットミキサーＨＭ）で均一に分散させ
て中間層用塗液を調製した。

【００４４】そして、導電性基体の外周に形成された上
記の弾性層をシランカップリング剤で表面処理した後、
この弾性層の上に上記の中間層用塗液をスプレーで塗布
し、これを乾燥させて、上記の弾性層の上に厚みが１０
μｍになった中間層を形成した。

【００４５】次いで、固形分が３５重量％のポリウレタ
ン樹脂エマルジョン（日本エヌ・エス・シー社製：ＹＯ
ＤＯＳＯＬＲＸ−７）を１００重量部、導電性カーボ
ンブラック（キャボット社製：ＶａｌｃａｎＸＣ−
７）を０．３５重量部、粗さ付与粒子（富士シリシア化
学社製：シリカサイロフェア４７０）を３．５重量部の
割合にして、これらを撹拌・脱泡装置（キーエンス社
製：ハイブリットミキサーＨＭ）により３分間混合して
脱泡し、表面層用塗液を調製した。

【００４６】そして、この表面層用塗液を上記の中間層
の上にスプレーで塗布し、これを乾燥させて、上記の中
間層の上に厚みが１８μｍになった表面層を形成して、
トナー担持体Ａ１を得た。

【００４７】（トナー担持体Ａ２）トナー担持体Ａ２に
おいては、上記のトナー担持体Ａ１における表面層の形
成において加える粗さ付与粒子だけを変更し、粗さ付与
粒子（富士シリシア化学社製：シリカサイロフェア３８
０）を３．５重量部の割合で加え、それ以外は、上記の
トナー担持体Ａ１の場合と同様にして、トナー担持体Ａ
２を得た。

【００４８】（トナー担持体Ａ３）トナー担持体Ａ３に
おいても、上記のトナー担持体Ａ１における表面層の形
成において加える粗さ付与粒子だけを変更し、粗さ付与
粒子（日興ファインプロダクツ社製：メチルシリコーン
ＭＳＰ−１５０）を５．０重量部の割合で加え、それ以
外は、上記のトナー担持体Ａ１の場合と同様にして、ト
ナー担持体Ａ３を得た。

【００４９】（トナー担持体Ａ４）トナー担持体Ａ４に
おいても、上記のトナー担持体Ａ１における表面層の形
成において使用する粗さ付与粒子だけを変更し、粗さ付
与粒子（富士シリシア化学社製：シリカサイロスフェア
＃４４０）を４．０重量部の割合で加え、それ以外は、
上記のトナー担持体Ａ１の場合と同様にして、トナー担
持体Ａ４を得た。

【００５０】（トナー担持体Ａ５）トナー担持体Ａ５に
おいても、上記のトナー担持体Ａ１における表面層の形
成において使用する粗さ付与粒子だけを変更し、粗さ付
与粒子（積水化成品工業社製：アクリル微粒子ＥＡＸ−
２０）を６重量部の割合で加え、それ以外は、上記のト
ナー担持体Ａ１の場合と同様にして、トナー担持体Ａ５
を得た。

【００５１】（トナー担持体Ａ６）トナー担持体Ａ６に
おいては、上記のトナー担持体Ａ１における弾性層の形
成において使用する導電性カーボンブラックだけを変更
し、導電性カーボンブラック（キャボット社製：Ｂｌａ
ｃｋＰｅａｒｌｓ３５００）を５重量部の割合で加え、
それ以外は、上記のトナー担持体Ａ１の場合と同様にし
て、トナー担持体Ａ６を得た。

【００５２】（トナー担持体Ａ７）トナー担持体Ａ７に
おいては、上記のトナー担持体Ａ１における中間層の形
成において使用する導電性カーボンブラックだけを変更
し、上記の２種類の導電性カーボンブラックに代えて、
導電性カーボンブラック（キャボット社製：Ｖａｌｃａ
ｎＸＣ−７）を０．３重量部の割合で加え、それ以外
は、上記のトナー担持体Ａ１の場合と同様にして、トナ
ー担持体Ａ７を得た。

【００５３】（トナー担持体Ａ８）トナー担持体Ａ８に
おいては、上記のトナー担持体Ａ１における弾性層の形
成において使用する導電性カーボンブラックを変更し、
導電性カーボンブラック（ライオンアクゾ社製：ケッチ
ェン・ブラック）を５重量部と、導電性カーボンブラッ
ク（三菱化学社製：＃３０３０）を７重量部の割合で加
えて弾性層を形成すると共に、上記のトナー担持体Ａ１
における中間層の形成において使用する導電性カーボン
ブラックを変更し、トナー担持体Ａ７の場合と同様に、
導電性カーボンブラック（キャボット社製：Ｖａｌｃａ
ｎＸＣ−７）を０．３重量部の割合で加えて中間層を形
成し、それ以外は、上記のトナー担持体Ａ１の場合と同
様にして、トナー担持体Ａ８を得た。

【００５４】（トナー担持体Ａ９）トナー担持体Ａ９に
おいては、上記のトナー担持体Ａ１における弾性層の形
成において使用する導電性カーボンブラックを変更し、
トナー担持体Ａ６の場合と同様に、導電性カーボンブラ
ック（キャボット社製：ＢｌａｃｋＰｅａｒｌｓ３５０
０）を５重量部の割合で加えて弾性層を形成すると共
に、上記のトナー担持体Ａ１における表面層の形成にお
いて使用する導電性カーボンブラックを変更し、導電性
カーボンブラック（ライオンアクゾ社製：ケッチェンブ
ラック）を０．４重量部の割合で加えて表面層を形成
し、それ以外は、上記のトナー担持体Ａ１の場合と同様
にして、トナー担持体Ａ９を得た。

【００５５】次に、上記のようにして得たトナー担持体
Ａ１〜Ａ９において、それぞれ１００Ｖの電圧を印加さ
せた場合における各弾性層の体積抵抗値ρ１（Ω・ｍ）
と、各中間層の体積抵抗値ρ２（Ω・ｍ）と、各表面層
の体積抵抗値ρ３（Ω・ｍ）とを求めると共に、各トナ
ー担持体Ａ１〜Ａ９の表面における算術平均粗さＲａ
（μｍ）を求め、これらの結果を下記の表１に示した。

【００５６】ここで、上記の各トナー担持体Ａ１〜Ａ９
における弾性層の体積抵抗値ρ１（Ω・ｍ）及び表面層
の体積抵抗値ρ３（Ω・ｍ）については、アルミニウム
製のローラの表面にそれぞれ上記の弾性層や表面層を形
成し、これらをそれぞれローラ状になった金属電極に押
し付け、１００Ｖの電圧を印加させて測定し、また上記
の各トナー担持体Ａ１〜Ａ９における中間層の体積抵抗
値ρ２（Ω・ｍ）については、１００Ｖの電圧を印加さ
せるとリークするおそれがあるため、１０Ｖの電圧を印
加させて測定した。

【００５７】また、上記の各トナー担持体Ａ１〜Ａ９に
おける表面の算術平均粗さＲａ（μｍ）については、表
面粗さ測定計（東京精密社製：サーフコム１４００Ａ）
を用い、スキャン速度０．３ｍｍ／ｓ、カットオフ０．
８ｍｍ、測定長４ｍｍ、測定圧０．７ｍｍ／Ｎの条件で
測定した。

【００５８】

【表１】

【００５９】この結果、トナー担持体Ａ１〜Ａ３は請求
項１，２に示す何れの条件も満たしており、トナー担持
体Ａ６は請求項１に示す条件だけを満たしていた。これ
に対して、トナー担持体Ａ４は表面における算術平均粗
さＲａが０．７μｍと小さくなっており、トナー担持体
Ａ５は表面における算術平均粗さＲａが２．６μｍと大
きくなっており、算術平均粗さＲａが０．８〜２．５μ
ｍの範囲の条件を満たしておらず、またトナー担持体Ａ
７〜Ａ９はρ２≦ρ１≦ρ３の条件を満たしていなかっ
た。

【００６０】（トナーＴ１）トナーＴ１においては、還
流冷却器と窒素ガス導入装置と温度装置と温度計と撹拌
装置とをセットした５リットルの４つ口フラスコをマン
トルヒーターに設置し、この４つ口フラスコ内にビスフ
ェノールプロピレンオキサイド付加物を１２００ｇ、ビ
スフェノールエチレンオキサイド付加物を１４５ｇ、イ
ソフタル酸３６０ｇ、テレフタル酸９５ｇを加え、この
４つ口フラスコ内に窒素ガスを導入しながら２４０℃の
温度で脱水重縮合を行い、ガラス転移点Ｔｇが６３．４
℃になった低分子量のポリエステル樹脂を得た。

【００６１】また、上記の場合と同様にセットした５リ
ットルの４つ口フラスコをマントルヒーターに設置し、
この４つ口フラスコ内にビスフェノールプロピレンオキ
サイド付加物を１８００ｇ、イソフタル酸を７９０ｇ、
コハク酸を１１０ｇ、ジエチレングリコールを１２８
ｇ、グリセリンを８３ｇ加え、この４つ口フラスコ内に
窒素ガスを導入しながら２４０℃の温度で脱水重縮合を
行い、ガラス転移点Ｔｇが４０℃になった高分子量のポ
リエステル樹脂を得た。

【００６２】そして、上記の低分子量のポリエステル樹
脂を３８００ｇ、高分子量のポリエステル樹脂を１２０
０ｇの割合でヘンシェルミキサーに投入し、これを均一
になるまで撹拌した後、加熱ニーダーに入れてジフェニ
ルメタン−４，４−ジイソシアネートを１００ｇ加え、
この加熱ニーダーにより１２０℃で１時間反応させて、
残留している遊離のイソシアネート基が殆どなくなった
ことを確認した後、これを冷却して、ウレタン結合を有
するポリエステル樹脂を得た。なお、このようにして得
たポリエステル樹脂は、ガラス転移点Ｔｇが６４．３
℃、軟化点が１２８℃、酸価が２０ＫＯＨｍｇ／ｇであ
った。

【００６３】次いで、上記のようにして得たポリエステ
ル樹脂を１００重量部、着色剤のカーボンブラック（コ
ロンビアカーボン社製：Ｒａｖｅｎ１２５５）を８重量
部、荷電制御剤（オリエント化学社製：ボントロンＳ−
３４）を２．５重量部、オフセット防止剤として、酸化
型低分子量ポリプロピレン（三洋化成社製：ユーメック
スＳＴ−５００）を２重量部とカルナバワックス（株式
会社加藤洋行社製）を１．０重量部の割合にして、これ
らをヘンシェルミキサーにより充分に混合した後、これ
を２軸押出混練機で混練し、混練物を冷却した後、これ
を粗粉砕し、次いでクリプトン（川崎重工社製）により
中粉砕し、さらに超音波ジェット粉砕機（日本ニューマ
チック社製）により微粉砕した後、これを分級機（松坂
貿易社製：エルボージェット）により分級して、体積平
均粒径が６．５μｍになったトナー粒子を得た。

【００６４】そして、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・スペシャリテイ・ケ
ミカル社製：キャボジルＴＳ−５００）を０．６重量部
の割合で加え、ホモジナイザー（特殊機化工業社製）に
より１５００ｒｐｍで３分間撹拌して、体積平均粒径が
６．５μｍになったトナーＴ１を得た。

【００６５】（トナーＴ２）トナーＴ２においては、上
記のトナーＴ１において、上記の分級機（松坂貿易社
製：エルボージェット）による分級条件を変更させて、
体積平均粒径が９．２μｍになったトナー粒子を得た。

【００６６】そして、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・スペシャリテイ・ケ
ミカル社製：キャボジルＴＳ−５００）を０．４重量部
の割合で加え、ホモジナイザー（特殊機化工業社製）に
より１５００ｒｐｍで３分間撹拌して、体積平均粒径が
９．２μｍになったトナーＴ２を得た。

【００６７】（トナーＴ３）トナーＴ３においては、青
色顔料（山陽色素社製：ＳＡＮＹＯＣＹＡＮＩＮＥ
ＢＵＵＥＫＲＯ）を２５０重量部と、コロイダルシリカ
（日本アエロジル社製：＃２００）を５重量部の割合に
して１リットルのブレンダー（西山製作所社製：オスタ
ーブレンダー）に加え、このブレンダーにより１５００
０ｒｐｍで５分間撹拌した後、シランカップリング剤
（東レ・シリコーン社製：ビニールトリメキシシシラン
ＳＺ−６３００）１５重量部をエタノール４０重量部に
溶解させ、１００００ｒｐｍで撹拌しながら３回に分け
けて添加し、更に１１５０００ｒｐｍで５分間撹拌した
後、８０℃で５時間熱処理し、表面処理された青色顔料
を得た。

【００６８】次に、スチレンモノマーとｎ−ブチルメタ
クリレートモノマーとをそれぞれ２重量％水酸化ナトリ
ウム水溶液で分液ロートを用いて洗浄し、更にイオン交
換水で３回水洗した後、無水塩化カルシウムで脱水した
スチレンモノマーとｎ−ブチルメタクリレートモノマー
とを用た。

【００６９】そして、５００ｃｃのビーカーに、上記ス
チレンモノマーを８７．５ｇ、上記ｎ−ブチルアクリレ
ートを１２．５ｇ、カルナバワックス（加藤洋行社製：
１号）を３．５ｇ、重合触媒のラウリルパーオキサイド
を０．０２ｇを加え、ウォターバスにおいて１００℃で
１０分間撹拌した後、２０℃まで急冷却して、プレポリ
マーを得た。

【００７０】次に、上記のプレプリマー１００ｇと上記
の青色顔料４ｇとをハイブリットミキサー（キーエンス
社製：ＨＭ−５００）で均一に分散させたものと、イオ
ン交換水３００ｃｃにポリアクリル酸ナトリウム（重合
度：２，７００〜７，５００）を２．５ｇ溶解させたも
のとを１リットルのビーカーに入れ、さらに重合触媒
（和光純薬：Ｖ−６５）を０．３ｇ、連鎖移動剤のドデ
シルメルカプタンを２．０ｇを加え、ＴＫホモミクサー
（日本特殊機化社製：M型）により６５００ｒｐｍで５
分間分散させて懸濁液を得た。

【００７１】そして、還流冷却器と窒素ガス導入装置と
温度計と撹拌装置とをセットした４つ口フラスコをこの
懸濁液を加え、温度７０℃にし３００ｒｐｍで撹拌しな
がら７時間重合させ、さらに温度９０℃にして１時間重
合を行い、その後、沈殿物をろ過し、純水で３回洗浄し
た後、４０℃で乾燥させ、さらに３０℃の減圧乾燥器で
乾燥させ、その後、分級機（松坂貿易社製：エルボージ
ェット）で分級して、体積平均粒径が５．２μｍ、ガラ
ス転移点が５８℃、軟化点が１２３℃のトナー粒子を得
た。

【００７２】次いで、上記トナー粒子１００重量部に対
して、疎水性シリカ（キャボット・スペシャリティー・
ケミカル社製：キャボジルＳＴ−５００）を０．５重量
部、疎水性酸化チタン（チタン工業社製：ＳＴＴ−３０
Ｓ）を１．５重量部の割合で加え、これらをホモジナイ
ザー（特殊機化工業社製）により１５００ｒｐｍで３分
間撹拌して、体積平均粒径が５．２μｍになったトナー
Ｔ３を得た。

【００７３】そして、実施例１〜６及び比較例１〜６の
現像装置においては、上記の各トナー担持体Ａ１〜Ａ９
と上記の各トナーＴ１〜Ｔ３とを、下記の表２に示すよ
うに組み合わせて、上記の図２に示す現像装置に使用
し、それぞれ現像を行い、各トナー担持体Ａ１〜Ａ９に
よって現像領域に搬送されたトナー量（ｇ／ｍ²）及び
トナー帯電量（μＣ／ｇ）を測定すると共に、形成され
た画像について、濃度むら、ハーフトーン濃度むら、か
ぶり、ドット再現性、筋むらの評価を行い、その結果を
下記の表３に示した。なお、濃度むら、ハーフトーン濃
度むら、かぶり、ドット再現性、筋むらの評価について
は、良好な場合を○、実用上問題がないレベルを△、実
用上問題となる場合を×で示した。

【００７４】ここで、上記のように現像を行うにあたっ
ては、上記の像担持体の周速度を１００ｍｍ／ｓ、各ト
ナー担持体Ａ１〜Ａ９の周速度を１５０ｍｍ／ｓ、像担
持体における非画像部分の電位を−５５０Ｖ、画像部分
の電位を−１００Ｖに設定した。

【００７５】そして、実施例１〜４及び比較例１〜６の
現像装置においては、上記の像担持体とトナー担持体と
の間隔ｄを１２０μｍにし、上記の現像バイアス電源か
ら、−３５０Ｖの直流電圧と、ピーク・ピーク値Ｖｐｐ
が１６００Ｖ，周波数が２０００Ｈｚ，ｄｕｔｙ比が３
０％の交流電圧とを重畳させた交番電圧を印加させて現
像を行うようにした。なお、この場合、像担持体の画像
部においてトナーを像担持体からトナー担持体に回収す
る方向に作用する回収電界は、表２に示すように、その
電界強さが４．６×１０^-6Ｖ／ｍで、１周期中における
その作用時間が３．５０×１０^-4秒になっており、請求
項３に示す条件を満たしていた。

【００７６】また、実施例５の現像装置においては、上
記の像担持体とトナー担持体との間隔ｄを２５０μｍに
し、上記の現像バイアス電源から、−３５０Ｖの直流電
圧と、ピーク・ピーク値Ｖｐｐが１６００Ｖ，周波数が
２０００Ｈｚ，ｄｕｔｙ比が３０％の交流電圧とを重畳
させた交番電圧を印加させて現像を行うようにした。な
お、この場合、像担持体の画像部においてトナーを像担
持体からトナー担持体に回収する方向に作用する回収電
界は、表２に示すように、その電界強さが２．２×１０
^-6Ｖ／ｍで、１周期中におけるその作用時間が３．５０
×１０^-4秒になっており、回収電界の電界強さが、請求
項３に示す条件より低くなっていた。

【００７７】また、実施例６の現像装置においては、上
記の像担持体とトナー担持体との間隔ｄを１２０μｍに
し、上記の現像バイアス電源から、−３５０Ｖの直流電
圧と、ピーク・ピーク値Ｖｐｐが１６００Ｖ，周波数が
３０００Ｈｚ，ｄｕｔｙ比が２０％の交流電圧とを重畳
させた交番電圧を印加させて現像を行うようにした。な
お、この場合、像担持体の画像部においてトナーを像担
持体からトナー担持体に回収する方向に作用する回収電
界は、表２に示すように、その電界強さが４．６×１０
^-6Ｖ／ｍで、１周期中におけるその作用時間が２．６７
×１０^-4秒になっており、回収電界の作用時間が、請求
項３に示す条件より短くなっていた。

【００７８】

【表２】

【００７９】

【表３】

【００８０】この結果から明らかなように、弾性層の体
積抵抗値ρ１と中間層の体積抵抗値ρ２と表面層の体積
抵抗値ρ３とがρ２≦ρ１≦ρ３の条件を満たすと共
に、表面の算術平均粗さＲａが０．８〜２．５μｍの範
囲になったトナー担持体Ａ１〜Ａ３，Ａ６を使用すると
共に、体積平均粒径が３〜８μｍの範囲になったトナー
Ｔ１，Ｔ３を用いた実施例１〜６の現像装置において
は、比較例１〜６の現像装置に比べて、濃度むら、ハー
フトーン濃度むら、かぶり、ドット再現性、筋むらの評
価が良くなっていた。

【００８１】なお、弾性層の体積抵抗値ρ１が６．７×
１０⁶Ω・ｍで、弾性層の体積抵抗値ρ１が１×１０⁴
〜１×１０⁶Ω・ｍという請求項２の条件を満たしてい
ないトナー担持体Ａ５を使用した実施例４の現像装置に
おいては、濃度むら及びハーフトーン濃度むらの評価が
少し悪くなっていた。

【００８２】また、上記のように像担持体とトナー担持
体との間に交番電界を作用させて現像を行うにあたり、
像担持体における画像部においてトナーを像担持体から
トナー担持体に回収する方向に作用する回収電界の電界
強さが２．５×１０^-6〜１４×１０^-6Ｖ／ｍの範囲、１
周期中における作用時間が３．０×１０^-4秒以上という
請求項３の条件を満たしていない実施例５，６の現像装
置においては、筋むらの評価が少し悪くなっていた。

【００８３】

【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、トナー担持体として、導電性基体
の表面に弾性層と中間層と表面層とが設けられ、弾性層
の体積抵抗値ρ１と中間層の体積抵抗値ρ２と表面層の
体積抵抗値ρ３とがρ２≦ρ１≦ρ３の条件を満たすも
のを用いるようにしたため、弾性層の体積抵抗値ρ１に
ばらつきが存在していても、体積抵抗値の低い中間層に
よってこのばらつきが緩和され、さらに体積抵抗値が大
きな表面層によって、トナー担持体全体として適当な体
積抵抗値を持つようになり、トナー担持体と像担持体と
の間に交番電界を作用させた場合にむらが発生するのが
抑制され、体積平均粒径が３〜８μｍの範囲になった小
粒径のトナーを用いた場合においても、濃度むら等の発
生が少ない良好な画像が得られるようになった。

【００８４】また、この発明における現像装置において
は、上記のトナー担持体の表面の算術平均粗さＲａが
０．８〜２．５μｍの範囲になるようにしたため、体積
平均粒径が３〜８μｍの範囲になった小粒径のトナーを
用いた場合において、トナー担持体によって現像領域に
搬送されるトナーの量が多くなり過ぎたり、少なくなり
過ぎるということがなく、現像領域に適当量のトナーが
搬送されるようになり、かぶりや濃度むらの発生の少な
い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】従来の現像装置を用いて像担持体に形成された
静電潜像を現像する状態を示した概略説明図である。

【図２】この発明の一実施形態における現像装置を用い
て像担持体に形成された静電潜像を現像する状態を示し
た概略説明図である。

【符号の説明】

１０像担持体２１トナー担持体２１ａ導電性基体２１ｂ弾性層２１ｃ中間層２１ｄ表面層２３規制部材２４現像バイアス電源ｔトナーｄ現像領域における像担持体とトナー担持体との間隔

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｆ１６Ｃ 13/00 Ｇ０３Ｇ 9/08 Ｇ０３Ｇ 9/08 15/06 １０１ 15/06 １０１ 15/08 ５０７Ｂ (72)発明者藤田哲丸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)発明者松浦昌彦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 AA15 EA05 2H073 AA02 AA09 BA03 BA13 BA21 BA45 CA02 2H077 AA37 AC11 AC16 AD02 AD06 AD13 AD17 AD36 BA07 DB08 EA16 FA01 FA12 FA21 FA25 3J103 AA02 AA15 BA41 FA18 GA02 GA52 GA57 GA58 HA03 HA04 HA53

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トナーを表面に保持して像担持体と所要
間隔を介して対向する現像領域に搬送するトナー担持体
と、このトナー担持体の表面に圧接させて現像領域に搬
送されるトナーの量を規制する規制部材と、現像領域に
おいてトナー担持体と像担持体との間に交番電界を作用
させて現像を行う現像バイアス電源とを備えた現像装置
において、上記のトナー担持体として、導電性基体の表
面に弾性層と中間層と表面層とが設けられてなり、上記
の弾性層の体積抵抗値ρ１と中間層の体積抵抗値ρ２と
表面層の体積抵抗値ρ３とがρ２≦ρ１≦ρ３の条件を
満たし、表面の算術平均粗さＲａが０．８〜２．５μｍ
の範囲になったものを用いると共に、上記のトナーとし
て、その体積平均粒径が３〜８μｍの範囲のものを用い
た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、
上記のトナー担持体における弾性層の体積抵抗値ρ１が
１×１０⁴〜１×１０⁶Ω・ｍの範囲、中間層の体積抵
抗値ρ２が１×１０⁴Ω・ｍ以下、表面層の体積抵抗値
ρ３が１×１０⁶〜１×１０¹²Ω・ｍの範囲であること
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、上記の現像バイアス電源によりトナー担持体と像
担持体との間に交番電界を作用させて現像を行うにあた
り、上記の像担持体における画像部においてトナーを像
担持体からトナー担持体に回収する方向に作用する回収
電界として、その電界強さが２．５×１０^-6〜１４×１
０^-6Ｖ／ｍの範囲で、１周期中における作用時間が３．
０×１０^-4秒以上になった回収電界が存在する交番電界
を作用させることを特徴とする現像装置。