JP2006317717A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤担持体への現像剤の供給能力が向上した現像装置、及びこれを備える画像形成装置を提供する。
【解決手段】非磁性１成分現像剤を担持する、表面が移動可能な現像剤担持体４Ａと、現像剤担持体４Ａに非接触で対向配置された現像剤搬送部材５と、を有し、現像剤搬送部材５により現像剤担持体４Ａと現像剤搬送部材５との間に搬送された現像剤が現像剤担持体４Ａ上に供給される現像装置１において、現像剤は、球形度合を表す形状係数ＳＦ−１の値が１００〜１３５であり、凹凸度合を表す形状係数ＳＦ−２の値が１００〜１２０である構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式、静電記録方式を利用したレーザプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置にて用いられる現像装置、及び該画像形成装置に関するものである。

従来、例えば、複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置では、全面帯電した電子写真感光体（感光体）に、レーザ等の光書き込みユニットで露光することにより静電像（潜像）を形成する。その後、現像装置内の現像剤担持体が、静電像に現像剤を付着させることにより、静電像を顕像化する。そして、感光体に付着した現像剤を紙などの記録媒体に転写して出力画像が形成される。

静電像をトナー像とするための現像方法には、大別して１成分現像方式と、２成分現像方式とがある。１成分現像方式では、現像剤として実質的に樹脂トナー粒子（トナー）のみから成る１成分現像剤が使用される。一方、２成分現像方式では、主に樹脂トナー粒子（トナー）と磁性キャリア粒子（キャリア）とを備える２成分現像剤が使用される。１成分現像剤、２成分現像剤のいずれにおいても、トナーの帯電性の安定化や流動性の調整などのために、トナー粒子には外添剤（補助粒子）が加えられることがある。

１成分現像方法としては、例えば、次のような乾式１成分接触現像法が提案され、実用化されている。この方法は、現像剤として非磁性１成分現像剤を用いる。そして、現像剤を担持して感光体へと搬送する現像剤担持体を、回転する感光体に対して押圧又は接触させることで、静電像を現像する。或いは、現像剤担持体を感光体に対して非接触とした状態で現像を行う非接触現像方式もある。

非磁性１成分現像剤を用いる現像方法は、現像剤に磁性材料が不要であり、装置の簡略化及び小型化が容易である。又、非磁性１成分現像剤を使用する現像方法は、色味が良好であることからフルカラー画像形成装置への応用が容易である等の多くの利点を有している。

非磁性１成分現像剤を利用した現像装置においては、磁気力により現像剤担持体にトナーを供給することができないので、現像剤担持体にトナーを供給するその他の手段が必要とされる。

一般的に、非磁性１成分現像剤を用いる現像装置においては、現像剤担持体としての現像ローラに接触して配置された、現像剤供給回収部材としての供給回収ローラにより、現像装置内のトナーが現像ローラへ供給される。現像ローラに供給されたトナーは、現像ローラに当接して配置された現像剤量規制手段としての規制ブレードにより、現像ローラ上に薄層状にされる。現像ローラから感光体上の静電像にトナーを付着させる現像動作が終了した後に、現像に使用されなかったトナーは、供給回収ローラにより現像ローラから剥ぎ取られる。こうして剥ぎ取られたトナーは、現像装置内に収容されて再び現像剤として利用される。

上述のような一般的な構成の場合、現像ローラと供給回収ローラとが接触しており、かつ接触面での摩擦が大きい。そのため、現像ローラ及び供給回収ローラの回転に必要なトルクが大きく、消費電力が増大する。又、現像ローラと供給回収ローラの接触面で現像剤が強く擦れるために、トナーが劣化し易い。更に、現像工程終了後（即ち、感光体との接触部又は対向部を通過した後）の現像ローラ上に残留するトナーが、供給回収ローラに接触することによりトナー層が乱れる。このことが、非画像領域にトナーが供給される、所謂、地かぶり、或いは濃淡むらの原因となる。

そこで、現像剤担持体にトナーを供給するための手段として、現像剤担持体と非接触である、現像剤搬送部材としての供給ローラを用いる方法が提案されている（特許文献１参照）。このような現像装置では、現像ローラ等の現像剤担持体と供給ローラとが非接触であるため、これらの駆動トルクが小さく、トナーも劣化し難い。又、トナー層が乱れないため地かぶりや濃淡むら対策にある程度の効果がある。

しかしながら、従来の球形度合が低く、凹凸度合の高い現像剤を用いた場合、上述のように現像剤担持体と供給ローラとが非接触である構成では、供給ローラによって十分にトナーが搬送されないため、現像剤担持体に供給されるトナー量が充分なものではなかった。従って、現像に供されるトナー量が充分でないため、画像面積の多い画像を現像すると、画像濃度の低下、白抜け、濃度むらにより画質が低下することがあった。
特開昭６３−４８５７６号公報

本発明の目的は、現像剤担持体への現像剤の供給能力が向上した現像装置、及びこれを備える画像形成装置を提供することである。

本発明のより詳細な目的の一つは、現像剤担持体と、現像剤担持体上に現像剤を供給するための現像剤搬送部材とが非接触であって、現像剤担持体及び現像剤搬送部材の駆動トルクを小さくし、現像剤の劣化を低減すると共に、現像剤の乱れを抑制して地かぶり、濃淡むら等の画像不具合を抑制するのに有利な構成を用いながら、しかも画像面積の多い画像を現像する場合にも画像濃度の低下、白抜け、濃度むら等の画像不具合の発生を抑制することのできる現像装置、及びこれを備えた画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る現像装置及び画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、非磁性１成分現像剤を担持する、表面が移動可能な現像剤担持体と、前記現像剤担持体に非接触で対向配置された現像剤搬送部材と、を有し、前記現像剤搬送部材により前記現像剤担持体と前記現像剤搬送部材との間に搬送された現像剤が前記現像剤担持体上に供給される現像装置において、前記現像剤は、球形度合を表す形状係数ＳＦ−１の値が１００〜１３５であり、凹凸度合を表す形状係数ＳＦ−２の値が１００〜１２０であることを特徴とする現像装置である。

本発明の他の態様によると、転写材に現像剤による像を形成して出力する画像形成装置において、静電像が形成される像担持体と、前記静電像を現像するための上記本発明の現像装置と、を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。

本発明によれば、現像剤担持体への現像剤の供給能力が向上する。本発明により得られる作用効果の一つとして、現像剤担持体と、現像剤担持体上に現像剤を供給するための現像剤搬送部材とが非接触であって、現像剤担持体及び現像剤搬送部材の駆動トルクを小さくし、現像剤の劣化を低減すると共に、現像剤の乱れを抑制して地かぶり、濃淡むら等の画像不具合を抑制するのに有利な構成を用いながら、しかも画像面積の多い画像を現像する場合にも画像濃度の低下、白抜け、濃度むら等の画像不具合の発生を抑制し得ることが挙げられる。

以下、本発明に係る現像装置及び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
［画像形成装置］
先ず、図２を参照して、本発明に従って構成される現像装置を備える画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。本実施例では、画像形成装置１００は、画像形成装置本体（装置本体）に対して通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ、原稿読み取り装置等からの画像情報信号に従って、電子写真方式を利用して転写材（記録用紙、ＯＨＰシート、布等）に画像を形成して出力するレーザビームプリンタである。又、本実施例の画像形成装置１００は、非磁性１成分現像剤（トナー）を使用する現像装置１を備えている。

画像形成装置１００は、像担持体としてドラム型の感光体、即ち、感光ドラム２１を有する。感光ドラム２１は、矢印ａ方向に回転駆動される。回転する感光ドラム２１の表面は、帯電手段としての帯電ローラ２２によって所定の極性（本実施例では負極性）・電位に帯電される。帯電した感光ドラム２１の表面は、露光手段（光書き込みユニット）としてのレーザスキャナ２３によって画像情報信号に応じて走査露光される。これにより、感光ドラム２１上に静電像が形成される。感光ドラム２１に形成された静電像は、次いで、現像装置１によって現像剤のトナーが供給されて、可視像、即ち、トナー像として可視化される。

一方、感光ドラム２１上へのトナー像の形成とタイミングを合わせて、感光ドラム２１と転写手段としての転写ローラ２４とが対向する転写部Ｎに、図示しない転写材供給部から被転写体としての転写材Ｐが搬送されてくる。そして、感光ドラム２１上のトナー像は、転写ローラ２４の作用により転写材Ｐ上に転写される。この時、転写ローラ２４には、図示しない転写バイアス出力手段から、トナーの正規の帯電極性（本実施例では負極性）とは逆極性のバイアスが印加される。

トナー像が転写された転写材Ｐは、その後定着手段としての図示しない定着器に搬送される。転写材Ｐ上のトナーは、定着器によって加熱、加圧されることによって転写材Ｐに定着される。その後、転写材Ｐは、装置本体外に排出される。

又、トナー像の転写後に感光ドラム２１上に残留したトナーは、クリーニング手段としてのクリーニングブレード２５により除去されて、図示しない廃トナー容器に回収される。

［現像装置］
図１に本実施例における現像装置１の概略断面を示す。本実施例では、現像装置１は、現像剤として非磁性１成分現像剤、即ち、トナーＡを用いる。現像装置１は、容器（現像容器枠体）２を有する。容器２において、後述する現像剤担持体４Ａよりも後部の空間は、容器２の底板を上方に伸張した仕切り２ｄを介して２つの空間に分かれている。即ち、容器２内は、現像剤担持体４Ａの後部に位置するバッファ空間（現像室）２ｂと、更にその後部の補給室２ａと、に分けられている。バッファ空間２ｂには、現像剤担持体４Ａなどの現像手段が配置される。補給室２ａ内には、バッファ空間２ｂに供給するトナーＡが収納される。補給室２ａ内には、現像剤攪拌搬送部材としての攪拌羽根３が配置されている。又、補給室２ａとバッファ空間２ｂとの間は、トナー搬送開口部２ｃによって連通している。撹拌羽根３は、矢印ｄ方向に回転駆動され、補給室２ａ内のトナーＡをバッファ空間２ｂへと供給する。

容器２のバッファ空間２ｂは、感光ドラム１と対向する部分が一部開口しており、その開口部２ｅから一部露出するように、現像剤担持体としてのベルトスリーブ４Ａが配置されている。ベルトスリーブ４Ａは、外周部に微小な凹凸が設けられた薄膜円筒体で、回転体１０の周長よりも僅かに長い周長を有し、回転体１０に外装されている。ベルトスリーブ４Ａとしては、アルミニウム等の導電性の金属製ベルト（スリーブ）を好適に用いることができる。回転体１０としては、ゴムローラを好適に用いることができる。又、ベルトスリーブ４Ａは、両端側に位置する図示しない押圧部材で感光ドラム２１の反対側が回転体１０の外周面に密着されている。これにより、感光ドラム２１との対向部に形成されたベルトスリーブ４Ａの膨らみが感光ドラム２１の外周面に面接触する。ベルトスリーブ４Ａは、回転体１０と共に矢印ｂ方向に回転する。即ち、ベルトスリーブ４Ａと感光ドラム２１とは、接触部にてそれぞれの表面移動方向が順方向となるように回転する。

更に、バッファ空間２ｂ内において、ベルトスリーブ４Ａの周囲には、供給ローラ５と、現像ブレード６と、掻取部材７と、弾性部材８とが配置されている。

ベルトスリーブ４Ａにトナーを供給するための現像剤搬送部材としての供給ローラ５は、ベルトスリーブ４Ａと非接触に対向配置されている。供給ローラ５は、矢印ｃ方向に回転駆動される。即ち、ベルトスリーブ４Ａと供給ローラ５とは、対向部でそれぞれの表面移動方向が逆方向になるように回転する。供給ローラ５としては、外周部に微小な凹凸が設けられたアルミニウム棒等の金属製ローラを好適に用いることができる。供給ローラ５は、ベルトスリーブ４Ａの表面移動方向と交差する方向における現像領域以上の範囲にわたりトナーを供給できるようになっている。

供給ローラ５の外周部には、容器２の底板に設けられた保持部材９に取り付けられた掻取部材７の先端が圧接されている。掻取部材７としては、ポリエチレンテレフタレートのフィルム等の板状の弾性体を好適に用いることができる。本実施例では、掻取部材７は、供給ローラ５の表面移動方向上流側に自由端を向けて、その端部で供給ローラ５に当接する。又、本実施例では、掻取部材７は、現像装置１に設置した状態で、供給ローラ５の軸方向と略平行に、供給ローラ５上のトナー担持領域の略全域にわたり延在する長さを有する。

弾性部材８は、ベルトスリーブ４Ａの表面移動方向において、ベルトスリーブ４Ａから感光ドラム２１にトナーを供給する現像領域よりも下流で、ベルトスリーブ４Ａと供給ローラ５との最近接位置よりも上流においてベルトスリーブ４Ａに接触して配置される。弾性部材８は、容器２の底板に設けられた保持部材９に取り付けられている。弾性部材８は、本実施例では、容器２からトナーが漏れ出ないようにシール部材としての機能を有する。弾性部材８としては、発泡弾性部材を好適に用いることができる。本実施例では、弾性部材８として、断面矩形の連続発泡性のポリウレタンフォームを使用した。弾性部材８の材料としては、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）等の一般的なゴムを発泡させたものなどを使用してもよい。又、発泡弾性部材は、連続発泡性のものに限定されるものではなく、独立発泡性のものを使用することもできる。弾性部材８は、現像装置１に設置した状態で、ベルトスリーブ４Ａの表面移動方向と交差する方向において、ベルトスリーブ４Ａ上のトナー担持領域の略全域にわたり延在する長さを有する。

又、ベルトスリーブ４Ａ上のトナー量を規制する、現像剤量規制手段としての現像ブレード６は、容器２の天井部に設けられた保持部材１１に取り付けられ、一側面がベルトスリーブ４Ａの外周部に面で当接する。現像ブレード６は、ベルトスリーブ４Ａの表面移動方向において、ベルトスリーブ４Ａと供給ローラ５との最近接位置より下流（即ち、弾性部材８よりも下流）において、ベルトスリーブ４Ａに接触する。現像ブレード６としては、板状の弾性体である、ステンレス鋼、リン青銅等の金属薄板を好適に用いることができる。

詳しくは後述するが、本実施例では、現像剤として、球形度合を表す形状係数ＳＦ−１の値が１００〜１３５であり、凹凸度合を表す形状係数ＳＦ−２の値が１００〜１２０であるトナーＡが、容器２に収容されている。

補給室２ａ内のトナーＡは、攪拌羽根３の矢印ｄ方向の回転によりバッファ空間２ｂに供給される。バッファ空間２ｂでは、供給ローラ５の矢印ｃ方向の回転により、その外周面と接触するトナーＡが摩擦により荷電され、供給ローラ５の外周面に静電的に保持される。供給ローラ５上のトナーＡは、掻取部材７によって掻き取られる。これにより、トナーＡは、供給ローラ５とベルトスリーブ４Ａとの間の空間、より詳細には、供給ローラ５とベルトスリーブ４Ａと弾性部材８と、更には掻取部材７とによって囲まれた空間である現像剤供給部Ｘに導入されて集まり、トナーＡの粉圧が高まる。現像剤供給部ＸにおいてトナーＡはベルトスリーブ４Ａと供給ローラ５との間に保持される。この粉圧とベルトスリーブ４Ａの矢印ｂ方向の回転によって、ベルトスリーブ４ＡにトナーＡが供給される。ベルトスリーブ４Ａに保持されたトナーＡは、現像ブレード６によって規制され、ベルトスリーブ４Ａ上に薄層を形成する。又、トナーＡは、現像ブレード６との接触により荷電される。

現像ブレード６を通過したトナーＡは、ベルトスリーブ４Ａと共に矢印ｂ方向に移動し、感光ドラム２１とベルトスリーブ４Ａとの接触領域（現像領域）で、矢印ａ方向に移動している感光ドラム２１の外周面に接触する。この際、図示しない現像バイアス出力手段により出力された現像バイアス電圧が、ベルトスリーブ４Ａに印加される。この電圧の作用により、感光ドラム２１に形成されている静電像に従って、トナーＡはベルトスリーブ４Ａから感光ドラム２１に移動する。これにより、感光ドラム２１上の静電像が顕像化される。本実施例では、感光ドラム２１上の帯電電荷が露光により減衰した部分（明部）に感光ドラム２１の帯電極性と同極性（本実施例では負極性）に帯電したトナーを付着させる。

静電像の顕像化に使われずに、ベルトスリーブ４Ａに付着したまま現像領域を通過したトナーＡは、ベルトスリーブ４Ａと共に弾性部材８とベルトスリーブ４Ａとの接触部を通過後、バッファ空間２ｂに戻され、再利用される。

ここで、トナーの球形度合について説明する。トナーの球形度合は、トナー粒子の形状係数ＳＦ−１及びＳＦ−２を用いて示すことが可能である。トナー粒子の形状係数ＳＦ−１及びＳＦ−２は、本発明においては、日立製作所社製の走査型電子顕微鏡ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用いてトナー像を無作為に１００個サンプリングし、その画像情報をインターフェースを介してニレコ社製の画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）に導入して解析を行い、下式より算出して得られた値として定義する。

ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）^２／ＡＲＥＡ｝×（π／４）×１００
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）^２／ＡＲＥＡ｝×（１／４π）×１００
（ＭＸＬＮＧ：絶対最大長、ＡＲＥＡ：トナー投影面積、ＰＥＲＩ：周長）

このトナー粒子の形状係数ＳＦ−１は、球形度合を示しており、１３５より大きいと球形から徐々に不定形となる。又、トナー粒子の形状係数ＳＦ−２は、凹凸度合を示しており、１２０より大きいとトナー粒子の表面に凹凸が顕著になる。完全な球形ではＳＦ−１＝ＳＦ−２＝１００である。

トナー形状の作用効果としては、次のことが挙げられる。トナーの形状を球形とすることで、トナーの流動性が向上し、供給ローラ５からスムーズにトナーが供給され、ベルトスリーブ４Ａと供給ローラ５との間の空間（現像剤供給部）Ｘにおける粉圧を高めることができる。これにより、ベルトスリーブ４Ａに供給されるトナー量を充分に多くすることができ、現像に供されるトナーの量が増加する。そのため、画像面積の多い画像を現像する場合にも、画像濃度の低下、白抜け、濃度むら等の画像不具合の発生を防ぐことができる。

以下、より具体的な例を参照して本実施例の効果を更に説明する。以下の具体例は本発明の例示の目的に提供されるものであって、本発明をこれらの例のみに限定することを意図するものではない。

（具体例１）
本具体例では、本実施例の現像装置１において、トナーＡとして重合トナーである次のトナーＡ１を用いた。トナーＡ１の製法は次の通りである。

重合トナーを作製するために、先ず、水系媒体を調製した。イオン交換水７１０ｇに０．１Ｍ−Ｎａ_３ＰＯ_４水溶液４５０ｇを投入して、６０℃に加温した後、ＴＫ式ホモミキサー（特殊機化工業製）を用いて１２０００ｒｐｍにて攪拌した。これに１．０Ｍ−ＣａＣｌ_２水溶液６８ｇを徐々に添加して、Ｃａ_３（ＰＯ_４）_２を含む水系媒体を得た。

次に、重合性単量体組成物を調製した。
モノマー： スチレン １６５ｇ
ｎ−ブチルアクリレート ３５ｇ
着色剤： Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３ １５ｇ
荷電制御剤： サリチル酸金属化合物 ３ｇ
極性レジン： 飽和ポリエステル １０ｇ
（酸価１４、ピーク分子量：８０００）
離型剤： エステルワックス（融点７０℃） ５０ｇ

上記処方による原料を６０℃に加温し、ＴＫ式ホモミキサー（特殊機化工業製）を用いて、１２０００ｒｐｍにて均一に溶解及び分散した。これに重合開始剤２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）１０ｇを溶解し、重合性単量体組成物を調製した。

得られた水系媒体中に、上記重合性単量体組成物を投入し、６０℃、Ｎ_２雰囲気下においてＴＫ式ホモミキサーにて１００００ｒｐｍで１０分間攪拌して、重合性単量体組成物を造粒した。その後、パドル攪拌翼で攪拌しつつ、８０℃に昇温して１０時間反応させた。重合反応終了後、減圧下で残存モノマーを除去し、冷却した後、塩酸を加えてリン酸カルシウムを溶解させた。その後、濾過、水洗、乾燥をして、着色懸濁粒子（重合トナー粒子）を得た。

得られた重合トナー粒子１００重量部と、ＢＥＴ法による比表面積が２００ ｍ^２／ｇである疎水性シリカ微粉末２．２重量部とを混合して、外添処理されたトナーＡ１を調製した。得られたトナーＡ１は、重量平均粒径が６．０μｍ、形状係数ＳＦ−１が１１５、形状係数ＳＦ−２が１１０であった。

尚、トナーの平均粒径及び粒度分布は、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型又はコールターマルチサイザー（コールター社製）を用いた方法など、種々の方法で測定可能である。ここでは、コールターマルチサイザー（コールター社製）を用いた方法により測定した。コールターマルチサイザー（コールター社製）には、個数分布、体積分布を出力するインターフェイス（日科機製）及びＰＣ９８０１パーソナルコンピューター（ＮＥＣ製）を接続した。電解液は１級塩化ナトリウムを用いて、１％ＮａＣｌ水溶液を調整した。例えば、ＩＳＯＴＯＮ Ｒ−ＩＩ（コールターサイエンティフィックジャパン社製）が使用できる。

測定法としては、上記電解水溶液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、更に測定試料を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分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーにより、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、２μｍ以上のトナー粒子の体積、個数を測定して体積分布と個数分布とを算出する。それから、体積分布から求めた体積基準の重量平均粒径、個数分布から求めた個数基準の長さ平均粒径を求めることができる。

（具体例２）
本具体例では、本実施例の現像装置１において、トナーＡとして重合トナーである次のトナーＡ２を用いた。トナーＡ２の製法は次の通りである。

先ず、水系媒体を調製した。イオン交換水７１０ｇに、０．１Ｍ−Ｎａ_３ＰＯ_４水溶液４５０ｇを投入して６０℃に加温した後、ＴＫホモミキサー（特殊機化工業製）を用いて１２０００ｒｐｍにて攪拌した。これに、１．０Ｍ−ＣａＣｌ_２水溶液６８ｇを徐々に添加して、Ｃａ_３（ＰＯ_４）_２を含む水系媒体を得た。

次に、重合性単量体組成物を調製した。
モノマー： スチレン １６５ｇ
ｎ−ブチルアクリレート ３５ｇ
着色剤： Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３ １５ｇ
荷電制御剤： サリチル酸金属化合物 ３ｇ
極性レジン： 飽和ポリエステル １０ｇ
（酸価１４、ピーク分子量：８０００）

上記処方を６０℃に加温し、ＴＫホモミキサー（特殊機化工業製）を用いて１２０００ｒｐｍにて均一に溶解及び分散した。これに重合開始剤２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）１０ｇを溶解し、重合性単量体組成物を調整した。

得られた水系媒体中に、上記重合性単量体組成物を投入し、６０℃でＮ_２雰囲気下においてＴＫ式ホモミキサーを用いて１００００ｒｐｍで１０分間攪拌して、重合性単量体組成物を造粒した。その後、パドル攪拌翼で攪拌しつつ、８０℃に昇温して１０時間反応させた。重合反応終了後、トナーＡ１と同一条件の減圧下で残存モノマーを除去し、冷却した後、塩酸を加えてリン酸カルシウムを溶解させた。その後、濾過、水洗、及び乾燥を行って、着色懸濁粒子（重合トナー粒子）を得た。

得られた重合トナー粒子１００重量部と、ＢＥＴ法による比表面積が２００ｍ^２／ｇである疎水化処理されたシリカ微粉末１．５重量部とを混合して、外添処理されたトナーＡ２を調製した。得られたトナーＡ２は、重量平均粒径が５．５μｍ、形状係数ＳＦ−１が１２０、形状係数ＳＦ−２が１１５であった。

（比較例１）
比較例１として、使用するトナーを除いて本実施例の現像装置１と同一構成である現像装置を用意した。本比較例の現像装置では、トナーＡとして粉砕トナーである次のトナーＡ３を用いた。トナーＡ３の製法は次の通りである。
スチレン−アクリル系樹脂 １００重量部
カーボンブラック ５重量部
低分子量エチレン−プロピレン共重合体 ４重量部
負荷電制御剤（アゾ染料系金属錯体） １重量部

上記組成の混合物を、１４０℃に加熱された２軸エクストルーダーで溶融混練した後、ハンマーミルで粗粉砕し、粗粉砕物をジェットミルで微粉砕して微粉砕物（粉砕トナー粒子）を得た。

得られた粉砕トナー粒子１００重量部と、ＢＥＴ法による比表面積が２００ｍ^２／ｇである疎水化処理されたシリカ微粉末１．５重量部とを混合して、外添処理されたトナーＡ３を調製した。得られたトナーＡ３は、重量平均粒径が５．０μｍ、形状係数ＳＦ−１が１４５、形状係数ＳＦ−２が１３３であった。

本実施例の画像形成装置１００に上記具体例１、具体例２、比較例１の現像装置１を搭載し、画像出力を行い、画像濃度低下について評価した。評価基準を表１に示す。

評価結果を表２に示す。

画像濃度低下はＳＦ−１とＳＦ−２の値に大きく依存し、ＳＦ−１の値が１００〜１３５であり、ＳＦ−２の値が１００〜１２０であれば、画像濃度はほとんど低下しないことが確認された。

以上説明したように、本実施例によれば、ベルトスリーブ４Ａと供給ローラ５とは非接触である。このため、これらベルトスリーブ４Ａ及び供給ローラ５を回転させるために必要なトルクを小さくし、トナーの劣化を低減することができると共に、地かぶり、濃淡むら等の画像不具合を抑制することができる。そして、本実施例によれば、トナーの球形度合が高く、凹凸度合が低いために、供給ローラ５からスムーズにトナーが供給され、ベルトスリーブ４Ａと供給ローラ５との間の空間（現像剤供給部）Ｘにおける粉圧が高まる。そのことにより、現像に供されるトナーの量が増加するため、画像面積の多い画像を現像する場合にも、画像濃度の低下、白抜け、濃度むら等の画像不具合の発生を抑制することができる。

実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例では、現像装置が備える現像剤担持体等の現像手段の構成が実施例１とは異なる。現像装置及び画像形成装置のその他の構成は実施例１のものと実質的に同じであるので、実施例１のものと実質的に同一又は相当する機能、構成を有する要素には同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。

図３に本実施例における現像装置１の概略断面を示す。本実施例の現像装置１には、実施例１の現像装置１におけるベルトスリーブ４Ａと回転体１０とが設けられておらず、替わりに現像剤担持体としての現像ローラ４Ｂが設けられている。現像ローラ４Ｂは、バッファ空間２ｂの開口部２ｅから一部露出するように、感光ドラム２１に対して接触して配置され、図示矢印ｂ方向に回転する。即ち、現像ローラ４Ｂと感光ドラム２１とは、接触部にてそれぞれの表面移動方向が順方向となるように回転する。現像ローラ４Ｂとしては、芯金の外周に、外周部に微小な凹凸が設けられ電気抵抗値が調整された弾性層が形成された弾性ローラを好適に用いることができる。弾性層としては、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ブチルゴム、エピクロロヒドリンゴム、ニトリルブタジエンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）等の一般的なゴムが使用可能である。又、現像ローラ４Ｂとしては、弾性層自身を最表層としてもよいが、トナーに与える帯電性を考慮して、弾性層と異なる材料にて表層を形成してもよい。負帯電性トナーを用いる場合には、表層としてウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、シリコーン樹脂等が使用可能である。又、正帯電性のトナーを用いる場合には、表層としてフッ素樹脂等が使用可能である。

又、本実施例の現像装置１には、実施例１の現像装置１における掻取部材７が設けられておらず、替わりに現像ローラ４Ｂと供給ローラ５とに接触する弾性部材１２が設けられている。即ち、本実施例では、弾性部材１２は、現像ローラ４Ｂに接触する第１の部分１２ａと、供給ローラ５に接触する第２の部分１２ｂを有する。本実施例では、弾性部材１２は、シール及び掻き取り部材としての機能を有する。これにより、現像装置１の構成を簡略化することができる。本実施例における弾性部材１２としては、実施例１にて用いた弾性部材８と同様の発泡弾性部材を好適に用いることができる。

斯かる構成において、供給ローラ５に保持されたトナーＡは、弾性部材１２によって掻き取られる。これにより、トナーＡは、供給ローラ５と現像ローラ４Ｂとの間の空間、より詳細には、供給ローラ５と現像ローラ４Ｂと弾性部材１２とによって囲まれた空間である現像剤供給部Ｘに集まり、トナーＡの粉圧が高まる。現像剤供給部ＸにおいてトナーＡは現像ローラ４Ｂと供給ローラ５との間に保持される。この粉圧及び現像ローラ４Ｂの回転によって、現像ローラ４ＢにトナーＡが供給される。尚、本実施例では、図示しない現像バイアス出力手段により出力された現像バイアス電圧は、現像ローラ４Ｂに印加される。

以下、より具体的な例を参照して本実施例の効果を更に説明する。以下の具体例は本発明の例示の目的に提供されるものであって、本発明をこれらの例のみに限定することを意図するものではない。

（具体例３）
本具体例では、本実施例の現像装置１において、トナーＡとして重合トナーである上述のトナーＡ１を用いた。

（比較例２）
比較例２として、使用するトナーを除いて本実施例の現像装置１と同一構成である現像装置を用意した。本比較例の現像装置では、トナーＡとして粉砕トナーである上述のトナーＡ３を用いた。

本実施例の画像形成装置１００に上記具体例３、比較例２の現像装置１を搭載し、画像出力を行い、画像濃度低下について評価した。評価基準は、実施例１にて示した通りである。評価結果を表３に示す。

本実施例の構成においても、実施例１と同様に、画像濃度低下はＳＦ−１とＳＦ−２の値に大きく依存し、ＳＦ−１の値が１００〜１３５であり、ＳＦ−２の値が１００〜１２０であれば、画像濃度はほとんど低下しないことが確認された。

以上説明したように、本実施例によれば、実施例１と同様の効果を奏し得る。即ち、現像ローラ４Ｂと供給ローラ５とは非接触である。このため、これら現像ローラ４Ｂ及び供給ローラ５を回転させるために必要なトルクを小さくし、トナーの劣化を低減することができると共に、地かぶり、濃淡むら等の画像不具合を抑制することができる。そして、本実施例によれば、トナーの球形度合が高く、凹凸度合が低いために、供給ローラ５からスムーズにトナーが供給され、現像ローラ４Ｂと供給ローラ５との間の空間（現像剤供給部）Ｘにおける粉圧が高まる。そのことにより、現像に供されるトナーの量が増加するため、画像面積の多い画像を現像する場合にも、画像濃度の低下、白抜け、濃度むら等の画像不具合の発生を抑制することができる。更に、本実施例では、現像ローラ４Ｂと供給ローラ５との両方に接触する弾性部材１２を使用することで、現像装置１の構成の簡略化を図ることができる。これにより、装置の小型化、組み立ての手間やコストの削減において有利である。

実施例３
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例では、現像装置が備える現像剤担持体等の現像手段の構成が実施例１、２とは異なる。現像装置及び画像形成装置のその他の構成は実施例１、２のものと同じであるので、実施例１、２のものと実質的に同一又は相当する機能、構成を有する要素には同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。

図４に本実施例における現像装置１の概略断面を示す。本実施例の現像装置１には、実施例２の現像装置１における弾性部材１２が設けられておらず、替わりに現像ローラ４Ｂと供給ローラ５との間に挟みこんで配置された掻取壁部材１３が設けられている。掻取壁部材１３は、容器２に支持部材１４によって支持されている。支持部材１４は、掻取壁部材１３によって掻き取られたトナーＡを回収するための回収通路１５として、支持部材１４を貫通する、トナーＡが通過可能な穴が開けられている。

更に説明すると、本実施例の現像装置１には、現像ローラ４Ｂから感光ドラム２１にトナーを供給する現像領域よりも現像ローラ４Ｂの表面移動方向下流で、現像ローラ４Ｂと供給ローラ５との最近接位置よりも現像ローラ４Ｂの表面移動方向上流において、現像ローラ４Ｂと供給ローラ５との間に設置され、少なくとも一部が現像ローラ４Ｂに当接する掻取壁部材１３が設けられている。掻取壁部材１３としては、これに限定されるものではないが、発泡弾性部材を好適に用いることができる。本実施例では、掻取壁部材１３として、断面矩形の連続発泡性のポリウレタンフォームを使用した。掻取壁部材１３は、圧縮して現像ローラ４Ｂと供給ローラ５との間に配置することができる。又、掻取壁部材１３は、例えば少なくとも１つの角部（現像ローラ４Ｂの表面移動方向上流側の角部など）で現像ローラ４Ｂに当接するように配置することができる。掻取壁部材１３の材料としては、ウレタンフォームに限定されるものでなく、発泡弾性部材として、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）等を発泡させた発泡ゴム等を使用してもよい。又、発泡弾性部材は、連続発泡性のものに限定されるものではなく、独立発泡性のものを使用することもできる。掻取壁部材１３は、現像装置１に設置した状態で、現像ローラ４Ｂの軸方向と略平行に、現像ローラ４Ｂ上のトナー担持領域の略全域にわたり延在する長さを有する。

掻取壁部材１３は、支持部材１４に支持されている。支持部材１４は、容器２と別部材であっても、一体的に形成されていてもよい。支持部材１４としては、これに限定されるものではないが、板状の弾性体である、ポリエチレンテレフタレートのフィルム等の樹脂製フィルムを好適に用いることができる。この支持部材１４は、その長手方向が現像ローラ４Ｂの軸方向に沿うように配置される。そして、現像ローラ４Ｂの表面移動方向に沿う方向（現像ローラ４の軸方向と交差する方向）において、支持部材１４の一方の端部に掻取壁部材１３が取り付けらる。この掻取壁部材１３が設置されている側の支持部材１４の端部は、供給ローラ５に接触させることができる。又、現像ローラ４Ｂの表面移動方向に沿う方向において、支持部材１３のもう一方の端部は、容器２に取り付けられている。回収通路１５は、現像ローラ４Ｂから剥ぎ取られたトナーが支持部材１４上に堆積しないように形状、大きさ、数が設定される。

補給室２ａ内のトナーＡは、攪拌羽根３の矢印ｄ方向の回転によりバッファ空間２ｂに供給される。バッファ空間２ｂでは、供給ローラ５の矢印ｃ方向の回転により、その外周面と接触するトナーＡが摩擦により荷電され、供給ローラ５の外周面に静電的に保持される。供給ローラ５上のトナーＡは、掻取壁部材１９によって掻き取られる（塞き止められる）。これにより、トナーＡは、供給ローラ５と現像ローラ４Ｂとの間の空間、より詳細には、供給ローラ５と現像ローラ４Ｂと掻取壁部材５とによって囲まれた空間である現像剤供給部Ｘに集まり、トナーＡの粉圧が高まる。現像剤供給部ＸにおいてトナーＡは現像ローラ４Ｂと供給ローラ５との間に保持される。この粉圧と現像ローラ４Ｂの回転によって、現像ローラ４ＢにトナーＡが供給される。現像ローラ４Ｂに保持されたトナーＡは、現像ブレード６によって規制され、現像ローラ４Ｂ上に薄層を形成する。又、トナーＡは、現像ブレード６との接触により荷電される。

現像ブレード６を通過したトナーＡは、現像ローラ４Ｂと共に矢印ｂ方向に移動し、感光ドラム２１と現像ローラ４Ｂとの接触領域（現像領域）で、矢印ａ方向に移動している感光ドラム２１の外周面に接触する。この際、図示しない現像バイアス出力手段により出力された現像バイアス電圧が現像ローラ４Ｂに印加される。この電圧の作用により、感光ドラム２１に形成されている静電像に従って、トナーＡは現像ローラ４Ｂから感光ドラム２１に移動する。これにより、感光ドラム２１上の静電像が顕像化される。

静電像の顕像化に使われずに、現像ローラ４Ｂに付着したまま現像領域を通過したトナーＡは、現像ローラ４Ｂと共に移動して、掻取壁部材１３によって掻き取られる。現像ローラ４Ｂから掻き取られたトナーＡは、支持部材１４に空けられている回収通路１５を通って、バッファ空間２ｂに戻され再利用される。斯かる構成によれば、現像に供されなかったトナーを現像ローラ４Ｂから剥ぎ取り、回収通路１５を通過させて、供給ローラ５により現像ローラ４Ｂから離れる方向に搬送する。そして、新たに供給ローラ５によって搬送されて現像剤供給部Ｘに押し込まれているトナーが現像ローラ４Ｂに供給される。これにより、連続して繰り返し使用されることによるトナーの劣化を軽減することができる。

以下、より具体的な例を参照して本実施例の効果を更に説明する。以下の具体例は本発明の例示の目的に提供されるものであって、本発明をこれらの例のみに限定することを意図するものではない。

（具体例４）
本具体例では、本実施例の現像装置１において、トナーＡとして重合トナーである上述のトナーＡ１を用いた。

（比較例３）
比較例３として、使用するトナーを除いて本実施例の現像装置１と同一構成である現像装置を用意した。本比較例の現像装置では、トナーＡとして粉砕トナーである上述のトナーＡ３を用いた。

本実施例の画像形成装置１００に上記具体例４、比較例３の現像装置１を搭載し、画像出力を行い、画像濃度低下について評価した。評価基準は、実施例１にて示した通りである。評価結果を表４に示す。

本実施例の構成においても、実施例１、２と同様に、画像濃度低下はＳＦ−１とＳＦ−２の値に大きく依存し、ＳＦ−１の値が１００〜１３５であり、ＳＦ−２の値が１００〜１２０であれば、画像濃度はほとんど低下しないことが確認された。

以上説明したように、本実施例によれば、実施例１、２と同様の効果を奏し得ると共に、更に、掻き取り壁部材１３と回収通路１４を使用することで、トナーの劣化の軽減を図ることができる。

以上、本発明を具体的な実施例に則して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではないことを理解されたい。例えば、上記実施例では、球形トナーを重合法により製造する例を示した。懸濁重合法などの重合法によりトナーを製造すると特別な球形化処理を行うことなく、比較的容易に所望の形状の球形トナーを得ることができる。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、粉砕法により製造したトナーを、機械的な衝撃を与える方法や熱気流中で加熱する方法などにより球形化処理を施し、所望の形状の球形トナーを得ることができる。

又、例えば、上記各実施例では、現像装置１が像担持体と現像剤担持体とが接触する接触現像方式を用いるものとして説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、像担持体と現像剤担持体とが非接触である非接触現像方式を用いた現像装置においても等しく適用することができる。

又、現像剤担持体としての実施例１におけるベルトスリーブと、実施例２、３における現像ローラとを入れ替えて用いてもよい。

又、本発明は、複数の像担持体に対してそれぞれ現像装置が対応して設けられるか、或いは単一の像担持体に対して複数の現像装置が設けられて、例えばフルカラー画像の形成が可能なカラー画像形成装置においても等しく適用することができる。複数種類（色）のトナー像を像担持体上で直接重ね合わせたり、転写材上に順次に転写することで転写材上で直接重ね合わせたり、又は中間転写体上で重ね合わせた後に転写材に転写したりすることにより、フルカラー画像等を出力することのできる画像形成装置が斯界にて周知である。

更に、本発明に係る現像装置は、画像形成装置本体（装置本体）に対して着脱可能なカートリッジとされていてもよい。カートリッジには、現像装置が単独で装置本体に対して着脱可能とされた現像カートリッジがある。又、カートリッジには、現像装置の他に、少なくとも感光体が枠体によって一体的にカートリッジ化されたプロセスカートリッジがある。プロセスカートリッジは更に、帯電手段、クリーニング手段のうち少なくとも１つを有していてよい。このような装置本体に対して着脱可能なカートリッジは、装置本体が備える装着ガイド、位置決め部材等の装着手段を介して装置本体に取り外し可能に装着される。

本発明に係る現像装置の一実施例の概略断面図である。 本発明に係る画像形成装置の一実施例の要部概略構成図である。 本発明に係る現像装置の他の実施例の概略断面図である。 本発明に係る現像装置の更に他の実施例の概略断面図である。

符号の説明

１ 現像装置
２ 容器（現像容器枠体）
３ 攪拌羽根（現像剤攪拌搬送部材）
４Ａ ベルトスリーブ（現像剤担持体）
４Ｂ 現像ローラ（現像剤担持体）
５ 供給ローラ（現像剤搬送部材）
６ 現像ブレード（現像剤量規制手段）
７ 掻取部材
８ 弾性部材（シール部材）
１２ 弾性部材（シール及び掻取部材）
１３ 掻取壁部材
１４ 支持部材
１５ 回収通路
２１ 感光ドラム（像担持体）
１００ 画像形成装置

Claims (7)

1. 非磁性１成分現像剤を担持する、表面が移動可能な現像剤担持体と、前記現像剤担持体に非接触で対向配置された現像剤搬送部材と、を有し、前記現像剤搬送部材により前記現像剤担持体と前記現像剤搬送部材との間に搬送された現像剤が前記現像剤担持体上に供給される現像装置において、
   前記現像剤は、球形度合を表す形状係数ＳＦ−１の値が１００〜１３５であり、凹凸度合を表す形状係数ＳＦ−２の値が１００〜１２０であることを特徴とする現像装置。
2. 更に、前記現像剤担持体と前記現像剤搬送部材との最近接位置よりも前記現像剤担持体の表面移動方向上流において前記現像剤担持体に接触する弾性部材を有し、前記現像剤搬送部材は、少なくとも前記現像剤担持体、前記弾性部材及び前記現像剤搬送部材によって囲まれ、前記現像剤担持体と前記現像剤搬送部材との間に現像剤を保持する現像剤供給部に現像剤を搬送することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記弾性部材は、更に前記現像剤搬送部材に接触し、前記現像剤搬送部材から現像剤を掻き取り、該弾性部材により掻き取られた現像剤が前記現像剤供給部に導入されることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 更に、前記現像剤搬送部材から該現像剤を掻き取る掻取部材を有し、該掻取部材により掻き取られた現像剤が前記現像剤供給部に導入されることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
5. 更に、前記現像剤担持体と前記現像剤搬送部材との最近接位置よりも前記現像剤担持体の表面移動方向上流において、前記現像剤担持体と前記現像剤搬送部材との間に設置され、前記現像剤担持体に当接して前記現像剤担持体から現像剤を掻き取る掻取壁部材と、前記掻取壁部材によって掻き取られた現像剤が通過する回収通路と、を有し、前記現像剤搬送部材は、少なくとも前記現像剤担持体、前記現像剤搬送部材及び前記掻取壁部材によって囲まれ、前記現像剤担持体と前記現像剤搬送部材との間に現像剤を保持する現像剤供給部に現像剤を搬送することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
6. 前記現像剤搬送部材は、更に前記掻取壁部材により掻き取られ前記回収通路を通過した現像剤を搬送することを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
7. 転写材に現像剤による像を形成して出力する画像形成装置において、静電像が形成される像担持体と、前記静電像を現像するための請求項１〜６のいずれかの項に記載の現像装置と、を有することを特徴とする画像形成装置。

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