JP5555105B2 - 現像装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像装置、及び画像形成装置に関する。

一般的な電子写真法は、光導電性絶縁層を一様に帯電させる帯電工程と、その層を露光させ、その露光された部分上の電荷を消滅させることにより静電潜像を形成する露光工程と、形成された静電潜像に少なくとも着色剤を含む現像剤を付着させることによって可視化させる現像工程と、得られた可視像を転写紙等の転写材に転写させる転写工程と、加熱、圧力による定着や、その他適当な定着法により定着させる定着工程とを備える。なお、現像工程には、現像剤担持体、及び現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給工程が含まれる。
なお、特許文献１には、現像剤に添加する外添剤の遊離率、現像剤担持体の表面粗さ、及び現像剤担持体の回転周速度を規定することにより現像装置の長寿命化を図る技術が記載されている。

特開２００９−２０２２４号公報

ところで、特許文献１に記載の現像装置の技術は、現像剤担持体のみに着目して、現像装置の長寿命化を図るようにしている。このため、特許文献１に記載の現像装置は、発泡体からなる現像剤供部材（現像剤供給手段）の発泡体のセル目に現像剤が詰まり、十分な掻き取り能力が得られなくなるという問題があった。したがって、特許文献１に記載の現像装置は、長年の使用と共に、現像剤担持体上の現像剤量が増加して、経時劣化するという問題が生じた。これにより、印刷媒体上に汚れが発生するという問題が生じた。

そこで、本発明は、現像剤供給手段の発泡体のセル目への現像剤の詰まりを低減することができる現像装置、及び画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は、静電潜像に現像剤を現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給手段と、を具備し、前記現像剤供給手段は、表面が発泡体からなる現像装置であって、
前記発泡体のセル径平均値をＳ［μｍ］とし、前記現像剤の体積平均粒径をＤｖ［μｍ］とし、前記現像剤の内、粒径５［μｍ］以下の粒子の体積比率をｖ［％］としたとき、
８．７＜ｖ＜３２．３ 、ｖ＜Ｓ／１０ 、及びＳ／Ｄｖ≦１２５
の関係を満たし、前記現像剤は、粉砕法で作製したトナーであることを特徴とする。

本発明によれば、現像剤供給手段の発泡体のセル目への現像剤の詰まりを低減することができる。

本発明の一実施形態である画像形成装置の構成図である。 本発明の一実施形態である画像形成装置のブロック構成図である。 本発明の一実施形態である現像装置の構成図である。 現像装置で使用される供給ローラを軸方向に垂直な平面で切り取った断面図である。 現像装置で使用される現像ローラを軸方向に垂直な平面で切り取った断面図である。 実施例１で使用されるトナーと供給ローラとの組み合わせによる評価結果である。 実施例２で使用されるトナーと供給ローラとの組み合わせによる評価結果である。

（第１実施形態）
(構成の説明)
図１は、本発明の一実施形態である画像形成装置の構成図である。
図１において、画像形成装置１００は、記録紙１４の両面に電子写真印刷可能なタンデムカラー印刷装置であり、４つの現像装置１０（１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ）と、４つのＬＥＤヘッド１１（１１Ｋ，１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ）と、定着器１２と、４つの転写ローラ１７（１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ）と、転写ベルト１６と、記録紙搬送ローラ１５（１５ａ，１５ｂ，・・・，１５ｖ）と、ドライブローラ１８ａ，１８ｂと、記録紙走行ガイド１９ａ，１９ｂと、転写ベルトクリーニングブレード２０と、廃棄現像剤タンク２１と、記録紙カセット２２とを備える。なお、定着器１２は、加熱ローラ１２ａと、圧着ローラ１２ｂとを備える。なお、色を表現する文字Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃは、ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンに対応する。

現像装置１０は、現像剤としてのトナーが充填された、４色の現像装置１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃが搬送方向（ｆ）に沿って配列されており、各々の現像装置は、露光によって形成された静電潜像を現像して現像剤画像を形成する。現像装置１０は、図３を用いて後記する。
ＬＥＤヘッド１１は、複数の単結晶薄膜発光素子をライン状に配列したものであり、印刷データに従って、感光体ドラム７（図３）を露光し、静電潜像を形成する。

転写ローラ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄは、現像装置１０の内部で形成された現像剤画像を印刷媒体としての記録紙１４に転写する。定着器１２は、記録紙１４に転写された現像剤画像を、所定の定着温度まで加熱し、加圧することにより定着させる。なお、定着器１２は、内部で発熱した熱が外部に放出しないように定着ケースで覆われている。

記録紙カセット２２は、１乃至複数の記録紙１４を収容する。
記録紙搬送ローラ１５は、記録紙１４を記録紙カセット２２から排紙スタッカまで搬送する。転写ベルト１６は、無端状に形成されたベルト部材であり、記録紙１４を定着器１２まで搬送する。ドライブローラ１８ａ，１８ｂは、転写ベルト１６を回転させる搬送手段であると共に、定着器１２により暖められた転写ベルト１６を冷却する冷却手段としても機能する。なお、ドライブローラ１８ｂが駆動ローラであり、ドライブローラ１８ａが従動ローラである。記録紙走行ガイド１９ａ，１９ｂは、記録紙１４の走行方向を変えるように、回転移動するようになっている。転写ベルトクリーニングブレード２０は、ドライブローラ１８ａの下方（又は側方）に設けられ、廃棄現像剤タンク２１は、ドライブローラ１８ａ、及び転写ベルト１６の下方に設けられている。

なお、図１中の破線太／細矢印と共にあるカッコ付きアルファベット小文字は、両面印刷時を含めた記録紙１４の搬送経路を示している。
即ち、記録紙１４は、記録紙カセット２２、及び記録紙搬送ローラ１５ａ，１５ｂから経路ｌを通って、記録紙搬送ローラ１５ｃ，１５ｄに到達し、さらに、搬送経路ｅを通って、記録紙搬送ローラ１５ｅ，１５ｆに到達する。そして、記録紙１４は、転写ベルト１６の上面に沿って搬送されつつ、現像装置１０、及び転写ローラ１７が、記録紙１４の表面に現像剤画像を転写し、定着器１２を通過する。

そして、両面印刷の場合、記録紙１４は、記録紙走行ガイド１９ａにより、記録紙搬送ローラ１５ｋ，１５ｌの方向に向けられ、記録紙走行ガイド１９ｂの作用により、記録紙搬送ローラ１５ｗ，１５ｘを通過する（搬送経路ｍ）。そして、記録紙１４の後端が狭持された記録紙搬送ローラ１５ｗ，１５ｘが反転すると共に、記録紙走行ガイド１９ｂによる方向転換により、記録紙１４は、搬送経路ｎを通って、記録紙搬送ローラ１５ｍ，１５ｎに到達する。そして、記録紙１４は、搬送経路、ｏ，ｐ，ｑを通って、再度、記録紙搬送ローラ１５ｃ，１５ｄに到達する。このとき、記録紙１４は、表裏反転しており、搬送経路ｅ、及び記録紙搬送ローラ１５ｅ，１５ｆを通って、転写ベルト１６に到達する。そして、現像装置１０、及び転写ローラ１７は、記録紙１４の裏面に現像剤画像を転写し、定着器１４は、記録紙１４に転写された現像剤画像を定着する。

そして、記録紙走行ガイド１９ａが回転移動することにより、記録紙１４は、記録紙搬送ローラ１５ｇ，１５ｈの方向に向けられる。そして、記録紙１４は、搬送経路ｉを通って、記録紙搬送ローラ１５ｉ，１５ｊに到達し、搬送経路ｋを通って、排紙される。

図２は、画像形成装置１００の構成について、プリンタ制御部を含めて示したブロック図である。
画像形成装置１００は、画像形成制御部３１と、記録紙搬送ローラ１５やドライブローラ１８ａ，１８ｂ等を回転させるモータ３８と、モータ３８を駆動する搬送駆動制御部３２と、帯電ローラ８、現像ローラ４、及び転写ローラ１７に所定のバイアス電圧（例えば、感光体ドラム７の表面電位を−６００Ｖにするために帯電ローラを−１０００Ｖ、現像ローラ４：−２００Ｖ、供給ローラ３；−３００Ｖ、転写ローラ１７：＋２５００Ｖ）を印加するバイアス電圧制御部３３と、ＬＥＤヘッド１１の発光を制御する露光制御部３４と、加熱ローラ１２ａの内部のハロゲンランプ等に電力を供給し、温度制御を行う定着制御部３５と、加熱ローラ１２ａの温度を計測して、定着制御部３５に帰還制御するサーミスタ３９と、Ｉ／Ｆ部１３と、操作部３６と、表示部３７とを備える。なお、画像形成制御部３１、搬送駆動制御部３２、バイアス電圧制御部３３、露光制御部３４、及び定着制御部３５は、プリンタ制御部を構成する。

画像形成制御部３１は、Ｉ／Ｆ部１３から入力された印刷データをビットマップデータに変換して、露光制御部３４がＬＥＤヘッド１１の発光を制御する。また、画像形成制御部３１は、搬送駆動制御部３２と、バイアス電圧制御部３３と、定着制御部３５とを制御する。また、画像形成制御部３１は、操作部３６からの操作により、各種の設定を行ったり、表示部３７に操作状況を表示させたり、画像形成状況を表示させたりする。
モータ３８は、記録紙搬送モータ１５、ドライブローラ１８ａ，１８ｂ、感光体ドラム７、や定着器１２でそれぞれ使用され、三相ブラシレスモータや、ステッピングモータが使われる。

図３は、現像装置１０の構成図であるが、図には、露光手段としてのＬＥＤヘッド１１も記載されている。
現像装置１０は、トナーカートリッジ１と、現像剤供給手段としての供給ローラ３と、現像剤担持体としての現像ローラ４と、薄層形成手段としての現像ブレード５と、像担持体としての感光体ドラム７と、帯電手段としての帯電ローラ８と、クリーニングブレード９とを備える。なお、供給ローラ３は、スポンジローラともいう。

トナーカートリッジ１は、現像剤としてのトナー２が充填されており、本体部と着脱可能になっている。トナー２は、後記するように、結着樹脂、帯電制御材、着色剤、及び離形剤からなる組成混合物を加熱溶融混練してから粉砕する粉砕法により作製される。また、トナー２は、樹脂やワックスからなる母材（ベーストナー）と、このベーストナーの周りに添加されたシリカや金属酸化物等の外添剤からなる。この外添剤は、他のトナーや現像ローラ表面とトナー２とが接触した場合に、コロのように他部材と直接トナーが接することを防止するために添加されている。なお、外添剤は、ファンデアワールス力等により母材と結合される。

供給ローラ３は、トナーカートリッジ１から落下したトナー２を現像ローラ４に供給するためのローラであり、スポンジローラともいう。現像ブレード５は、先端が折り曲げられた板金により構成され、現像ローラ４の表面に供給されたトナー２を薄層化する。現像ローラ４は、電界の作用により感光体ドラム７に形成された静電潜像にトナー２を移動させる。なお、トナー２は、トナーカートリッジ１からの落下により、供給ローラ３の周囲にも存在している。

一方、帯電ローラ８は、感光体ドラム７の表面を一様に負極に帯電させる。感光体ドラム７は、アルミニウムの素管に有機化合物による感光層（光導電性絶縁層）が形成されており、その外径はφ２９．９５ｍｍである。感光体ドラム７の感光層は、光が当たらないときには、絶縁体としての性質を持ち、光が当たると導電性になり帯電電荷を逃す性質を有する。感光体ドラム７は、ＬＥＤヘッド１１の光照射により、負極に帯電した表面層が放電させられ、静電潜像が形成される。このとき、例えば、−６００Ｖの表面電位に帯電させられた感光体ドラム７は、−４０Ｖの潜像電位に放電させられる。また、感光体ドラム７は、現像ローラ４により、静電潜像が現像させられ、現像剤像としてのトナー像が形成される。例えば、現像ローラ４は、−２００Ｖが印加させられており、負に帯電したトナー２は、−４０Ｖの静電潜像に移動、付着し、静電潜像を顯像化する。

図４は、供給ローラ３の軸方向に垂直な平面で切り取った断面図であり、供給ローラ３は、芯金３ａと、弾性層３ｂとを備えて形成されている。
供給ローラ３は、芯金の周囲にシリコーン発泡ゴムを備えたスポンジローラであり、その外径は中央がφ１５．５ｍｍであり、端部がφ１４．８ｍｍのクラウン状を呈している。スポンジローラのセル目Ｓは、ＣＣＤカメラで測定した。具体的には、ほぼ同じ大きさのセルを目視にて１０点選択し、選択した１０点のセルの開口径の平均値から求めている。また、セルの開口径は、セルの外周が形成する楕円の長径と短径とを測定し、その測定結果からその楕円の面積を求め、その面積と同じ真円の直径をセルの開口径として換算している。また、発泡セル径を大きくするには、発泡剤の量を増やす、加硫時間を長くする、加硫温度を高くするなどの方法がある。なお、供給ローラ３は、発泡セルのセル目が小さくなればなるほど、トナー２が詰まりやすくなり、供給ローラ３が硬くなる。また、セル目が大きくなればなるほど、現像ローラ４上の残トナー掻き取り能力が落ちる。また、弾性層３ｂは、導電剤としてカーボンブラックを添加することにより、対向面の間の抵抗値が調整される。

図５は、現像ローラ４を軸方向に垂直な平面で切り取った概略断面図である。
現像ローラ４は、表面にニッケルめっきを施した鋼からなる芯金４ａと、ウレタンゴムで形成される弾性層４ｂと、弾性層４ｂの表面にイソシアネートによる表面層４ｃとを同芯的に備えて形成される。その外径はφ１９．６ｍｍである。なお、現像ローラ４の弾性層４ｂは、供給ローラ３の弾性層３ｂよりも硬く構成されている。

現像ブレード５は、０．０８ｍｍの厚みのステンレス（ＳＵＳ３０４Ｂ−ＴＡ）板を曲げＲ０．２７５ｍｍで折り曲げたものを２枚重ねて、図３に示すように、現像ローラの回転方向から見て折り曲げた短辺が上流側になり、長辺が下流側になるように、かつ、ある程度の線圧（４０〜７０ｇｆ／ｃｍ程度）をもって撓むように現像ローラ４に接触させた。

クリーニングブレード９は、弾性体としてのゴム部材から形成され、用紙に転写されずに残存したトナー像を感光体ドラム７から掻き取る。具体的には、クリーニングブレード９は、板金にブレードとしてのウレタンゴムを接着することで形成されている。記録紙１４に転写されずに感光体ドラム７の表面に残った一部のトナー２はクリーニングブレード９で掻き取られる。そして、掻き取られたトナー２は、印刷終了後、プリンタ制御部３０により決められたシーケンスに従い、廃棄現像剤タンク２１に回収される。

図３には図示していないが、各ローラ及び感光体ドラム７には、それぞれ駆動を伝える為のギヤが圧入その他の方法で固定されており、感光体ドラム７に固定されたギヤをドラムギヤ、現像ローラ４に固定されたギヤを現像ギヤ、供給ローラ３に固定されたギヤをスポンジギヤ、帯電ローラ８に固定されたギヤをチャージギヤ、現像ギヤ−供給ギヤ間に設置されたギヤをアイドルギヤと呼ぶこととする。

現像工程のそれぞれのローラ及び感光体ドラム７の回転方向は図３に示す通りである。特に、供給ローラ３、現像ローラ４、感光体ドラム７、及び帯電ローラ８は、片矢印の方向に回転しており、特に、供給ローラ３と現像ローラ４とは、その当接部において互いに逆方向に回転している。このため、現像ローラ４に残存したトナー２は、現像ローラ４から感光体ドラム７まで移動せずに、供給ローラ３のスポンジにより掻き落とされる。

（動作の説明）
図１に示す画像形成装置は、プリンタ制御部３０（図２）から印刷指示がかかると、まず、モータ３８が回転し始め、図示しない数個のギヤを通してドラムギヤに駆動力が伝わり、感光体ドラム７が回転する。ドラムギヤから現像ギヤに駆動力が伝わることにより、現像ローラが、現像ギヤからアイドルギヤを経て、供給ギヤへ駆動が伝わることにより、供給ローラ３が、ドラムギヤからチャージギヤへ駆動が伝わることにより帯電ローラ８が回転する。また、モータ３８が回転を始めるのとほぼ同時に、現像装置１０、及び転写ローラ１７にはバイアス電圧制御部３３により、それぞれ、所定のバイアス電圧が印加され、定着器１２のハロゲンランプが所定の定着温度まで加熱される。

帯電ローラ８に印加された電圧とその回転により、感光体ドラム７は、その表層が一様に帯電される。感光体ドラム７は、その帯電部がＬＥＤヘッド１１の下方に到達すると、ＬＥＤヘッド１１は、プリンタ制御部３０の露光制御部３４（図２）に送られた印刷すべき画像に従って発光を行う。これにより、感光体ドラム７は、表面に静電潜像を形成し、静電潜像担持体として機能する。感光体ドラム７は、この静電潜像が形成された部分が現像ローラ４との接触点まで到達すると、感光体ドラム７上の静電潜像と現像ローラ４との電位差により、薄層化されたトナー２が静電潜像に移動する。これにより、感光体ドラム７は、静電潜像が顕像化されトナー像が形成され、現像剤像担持体として機能する。

以下、トナー２、及び供給ローラ３の製造方法と、画像形成装置１００を用いた評価結果とについて説明する。
供給ローラ３は、シリコーンゴムＫＥ１５１Ｕ（信越化学工業株式会社製、商品名）１００重量部に、低温分解型有機過酸化物加硫剤Ｃ−１（信越化学工業株式会社製、商品名）０．３重量部、高温分解型有機過酸化物加硫剤Ｃ−３（信越化学工業株式会社製、商品名）３重量部、有機発泡剤ＫＥＰ−１３（信越化学工業株式会社製、商品名）９重量部を混合し、シリコーンゴムコンパウンドを調整し、このシリコーンゴムコンパウンドを押出機でステンレス製の芯金上に１本分出すことにより、中間部品が製造される。この１本分の中間部品を２００℃でＩＲ炉において３０分間加熱することにより加硫発泡させ、これを２００℃で４時間二次加硫し、その後、円筒研削盤にて研磨してスキン層を除去すると共に外径値を揃え、表面の発泡体のセル目３００μｍの供給ローラ３（以下、スポンジローラαともいう。）を製造した。

また、この時、有機発泡剤ＫＥＰ−１３の量を変更することにより、セル目６００μｍのスポンジローラβ、セル目９００μｍのスポンジローラγを得た。なお、スポンジローラα，β，γのセル目Ｓは、ＣＣＤカメラでセル開口径を測定し、１０個のセルの平均値から求められる。
なお、本実施例では、セル目Ｓ＝３００μｍ〜９００μにおいて、実験を行った。これは、セル目Ｓが小さくなればなるほど、トナー２が詰まり易くなり、セル目Ｓが大きくなればなるほど、供給ローラ３によるトナー２の掻き取り能力が落ちることによる汚れの発生を考慮したからである。

次に、以下に述べる方法（所謂、粉砕法）でトナー２を作製した。
結着樹脂としてポリエステル樹脂（数平均分子量：３７００、Ｔｇ：６２℃）１００重量部と、帯電制御剤としてサリチル酸錯体１重量部と、着色剤としてフタロシアニンブルー（C.I.Pigment Blue １５：３）３重量部と、離形剤（Ｔｇ：１００℃）１０重量部とからなる組成混合物を混合機（三井三池化工機（株）製ヘンシェルミキサー）中で十分攪拌混合した後、得られた混合物をオープンロール型連続混練機（三井鉱山（株）製ニーデックス）により１００℃の温度で約３時間加熱溶融混練し室温まで冷却後、得られた混練物についてジェット気流を用いた衝突版粉砕機（日本ニューマチック工業（株）製ディスパージョンセパレーター）を用いて粉砕した。その後、遠心力を利用した風力ロータ回転型乾式気流分級機（ホソカワミクロン社製ミクロンセパレータ）にて分級を行い、ベーストナーを得た。

べ一ストナー１００重量部に、疎水性シリカ微粉末「Ｒ−９７２」（日本アエロジル社製）１．０重量部と、疎水性シリカ微粉末「ＲＹ−５０」（日本アエロジル社製）１．５重量部と、導電性微粒末である酸化チタンとを外添剤として加えてヘンシェルミキサー（三井鉱山株式会社製）で混合した後、箭をかけてトナーＡを作製した。
ここで、粉砕工程（時間、力等）の条件を変えることにより、体積平均粒径の異なるトナーＣ、Ｅを作製した。また、トナーＡ、Ｃ、Ｅをさらに篩いにかけ、５μｍ以下の粒子の体積比率の低いトナーＢ、Ｄ、Ｆを作製した。

トナーの体積平均粒径、及び５μｍ以下の粒子の体積比率は、コールター原理を用いて測定される。コールター原理は、細孔電気抵抗法（電気的検知帯法）と呼ばれ、電解質溶液（電解質の溶けた水溶液、又は有機溶剤）中の小さな径の細孔（アパチャー）に一定の電流を流し、粒子が細孔を通過したときの系の電気抵抗変化を測定するものである。すなわち、コールター原理は、細孔を通過した粒子により、粒子体積分の電解質溶液が置き換えられたことになり、この置き換えられた電解質の体積によって、細孔の電気抵抗が増加することを利用している。

具体的測定方法は、細胞計数分析装置「コールターマルチサイザー（Multisizer）３」（ベックマンコールター社製）を用いて、アパチャーチューブ径１００μｍにて３０，０００カウント測定することで求められる。まず、
１．エマルゲン（花王社製）５ｇとアイソトン（コールター社製）９５ｇとをビーカーに入れ、スターラ（stirrer)）を用いて攪拌しつつ加温溶解する。
２．トナーサンプルをマイクロスパチュラ１さじ取り、エマルゲン５％溶液５ｍｌに混ぜ、超音波分散器で１０秒分散する。
３．この溶液にアイソトン２５ｍｌを追加し、超音波分散器で６０秒分散して測定試料とする。
４．マルチサイザーの測定セルに、電解液（アイソトン）を満たし、測定３０秒で粒子数１００個以下であることを確認する。
５．前記した測定試料を加え、濃度表示が１０％位になるようにする。
６．測定終了後、粒子の体積分布ヒストグラムを得て、球相当径に変換された粒径表示により体積平均粒径、粒子径分布を読み取る。

測定の結果、それぞれのトナーの体積平均粒径Ｄｖは、トナーＡ、Ｂ：７．２μｍ、Ｃ、Ｄ：６．３μｍ、Ｅ、Ｆ：５．７μｍであった。また、５μｍ以下の粒子の体積比率ｖは、トナーＡ：３０．５、Ｂ：８．７、Ｃ：３１．０、Ｄ：１０．８、Ｅ：３２．３、Ｆ：２５．４であった。
なお、べーストナーと混合する微粉末としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、ケイ砂、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。

また、シリカの微粉末は、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を有する微粉末であり、乾式法及び湿式法で製造された物のいずれであってもよい。また、無水二酸化ケイ素のほか、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸亜鉛などいずれであってもよい。また、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、シリコンオイル、側鎖にアミンを有するシリコンオイルなどにより表面処理されたシリカの微粉末などを用いることができる。

このようにして作製したスポンジローラα〜γ、トナーＡ〜Ｆを図６（実施例１）に示すように組み合わせた。
比較例１−１では、トナーＡをスポンジローラαが実装された現像装置に入れた。
実施例１−１では、トナーＢをスポンジローラαが実装された現像装置に入れた。
実施例１−２〜５では、トナーＡ・Ｂをスポンジローラβ・γが実装された現像装置にそれぞれ入れた。
比較例１−２では、トナーＣをスポンジローラαが実装された現像装置に入れた。
実施例１−６では、トナーＤをスポンジローラαが実装された現像装置に入れた。
実施例１−７、８では、トナーＣ・Ｄをスポンジローラβが実装された現像装置に入れた。
比較例１−３、４では、トナーＣ・Ｄをスポンジローラγが実装された現像装置に入れた。
比較例１−５では、トナーＥをスポンジローラαが実装された現像装置に入れた。
実施例１−９では、トナーＦをスポンジローラαが実装された現像装置に入れた。
実施例１−１０、１１では、トナーＥ・Ｆをスポンジローラβが実装された現像装置に入れた。
比較例１−６、７では、トナーＥ・Ｆをスポンジローラγが実装された現像装置に入れた。

そして、体積平均粒径Ｄｖ、５μｍ以下の粒子の体積比率ｖを変化させたトナー２、及びセル目Ｓを変化させた供給ローラ３を備えた現像装置を装着して画像形成装置でＡ４用紙を用いて以下のような連続印字評価を行った。
１．トナーカートリッジ１の内部にトナー３００ｇを入れる。
２．トナーカートリッジ１を装着した現像装置１０を画像形成装置に装着し、常温常湿で０．３％濃度画像を３Ｐ／Ｊ（「３枚連続で印字後、プリンタ停止」を繰り返す）で４０，０００枚分印字を行う。

このようにして連続した画像上の汚れの有無を、目視にて確認した結果（汚れが発生しているものが「×」、汚れが発生していないものが「○」）を図６（実施例１）に示す。ここでいう「汚れ」とは、スポンジローラの掻き取り能力が経時で低下していくことにより、現像ローラ上のトナー量が増えていき、その帯電量の総和が過剰になることでトナーが、電子写真法における現像剤担持体−静電潜像担持体間の電位差に関係なく、現像剤担持体から静電潜像担持体に現像されてしまい、画像に現れる現象のことである。
比較例１−１では、汚れが発生した。
実施例１−１〜５では、汚れのない良好な画像が得られた。
比較例１−２では、汚れが発生した。
実施例１−６〜８では、汚れのない良好な画像が得られた。
比較例１−３〜５では、汚れが発生した。
実施例１−９〜１１では、汚れのない良好な画像が得られた。
比較例１−６〜７では、汚れが発生した。

（効果の説明）
以上のように、汚れが発生したときと汚れが発生しなかったときとの体積平均粒径Ｄｖ、５μｍ以下の粒子の体積比率ｖ、スポンジローラのセル目Ｓの関係に着目したところ、汚れが発生しなかったときには、
ｖ＜Ｓ／１０ かつ Ｓ／Ｄｖ≦１２５
の関係が成り立つことがわかった。
これは、５μｍ以下の小粒径の粒子が多いとセル目に詰まり易く、また、セル目Ｓに対してトナーの粒径があまりに小さくてもセル目に詰まり易い、ということを示していると考えられる。

（第２の実施形態）
（構成の説明）
第２の実施形態で用いた画像形成装置、現像装置の構成は、第１の実施形態と同じであるが、使用するトナーが異なり、所謂、重合法で作製したトナーを用いる。ここで、重合法とは、共重合樹脂、着色剤、及びワックスを混合・凝集したベーストナーを用いる方法である。

トナーは、以下に述べる方法で作製する。
水溶媒中で、スチレン、アクリル酸、メチルメタクリル酸より、スチレンアクリル共重合樹脂を得て一次粒子とする。また、着色剤としてフタロシアニンブルー（C.I．Pigmen Blue１５：３）を用いる。さらに、ワックスとしては、高級脂肪酸エステル系ワックスとしてステアリン酸ステアリルを用いる。これらを混合・凝集し、べーストナーを得た。べーストナー１００重量部に、疎水性シリカ微粉末「Ｒ−９７２」（日本アエロジル社製）０．７重量部と、疎水性シリカ微粉末「ＲＹ−５０」（日本アエロジル社製）１．７重量部と、導電性微粒末である酸化チタンとを加えてヘンシェルミキサー（三井鉱山株式会社製）で混合した後、篩をかけてトナーＧを作製した。ここで、凝集工程の条件（時間、熱等）を変えることにより、体積平均粒径の異なるトナーＩ、Ｋを作製した。また、トナーＧ、Ｉ、Ｋをさらに篩にかけ、５μｍ以下の粒子の体積比率の低いトナーＨ、Ｊ、Ｌを作製した。
それぞれのトナーの体積平均粒径Ｄｖは、トナーＧ、Ｈ：７．３μｍ、Ｉ、Ｊ：６．０μｍ、Ｋ、Ｌ：５．５μｍであった。また、５μｍ以下の粒子の体積比率ｖは、トナーＧ：３０．２、Ｈ：８．５、Ｉ：３０．９、Ｊ；１１．３、Ｋ＝３１．５、Ｌ：２２．１であった。

このようにして作製したトナーＧ〜Ｌを、図７（実施例２）に示すように組み合わせた。
比較例２−１では、トナーＧをスポンジローラαが実装された現像装置に入れた。
実施例２−１では、トナーＨをスポンジローラαが実装された現像装置に入れた。
実施例２−２〜５では、トナーＧ・Ｈをスポンジローラβ・γが実装された現像装置にそれぞれ入れた。
比較例２−２では、トナーＩをスポンジローラαが実装された現像装置に入れた。
実施例２−６では、トナーＪをスポンジローラαが実装された現像装置に入れた。
実施例２−７、８では、トナーＩ・Ｊをスポンジローラβが実装された現像装置に入れた。
比較例２−３、４では、トナーＩ・Ｊをスポンジローラγが実装された現像装置に入れた。
比較例２−５では、トナーＫをスポンジローラαが実装された現像装置に入れた。
実施例２−９では、トナーＬをスポンジローラαが実装された現像装置に入れた。
実施例２−１０、１１では、トナーＫ・Ｌをスポンジローラβが実装された現像装置に入れた。
比較例２−６、７では、トナーＫ・Ｌをスポンジローラγが実装された現像装置に入れた。
（動作の説明）
以上のような構成で、実施例１と同様な連続印字評価を行った。その結果を図７に示す。
比較例２−１では、汚れが発生した。
実施例２−１〜５では、汚れのない良好な画像が得られた。
比較例２−２では、汚れが発生した。
実施例２−６〜８では、汚れのない良好な画像が得られた。
比較例２−３〜５では、汚れが発生した。
実施例２−９〜１１では、汚れのない良好な画像が得られた。
比較例２−６〜７では、汚れが発生した。

（効果の説明）
以上のように、汚れのない良好な画像が得られた実施例２−１〜１１では、実施例１と同様
ｖ＜Ｓ／１０ かつ Ｓ／Ｄｖ≦１２５
の関係が成り立つことがわかった。つまり、上式はトナーの製法に依存しない、ということがいえる。

（利用形態の説明）
前記各実施形態は、プリンタに適用した例を説明したが、プリンタに限定されるものではなく、電子写真法を用いたファックス機や、コピー機等にも適用可能である。
また、実施例１，２であげたべーストナーの原材料（例えば、結着樹脂、帯電制御剤、着色剤）の種類及びその量、べーストナーと混合する微粉末（例えば、シリカ、酸化チタン）の種類及びその量、現像ローラやスポンジローラの材質等はあくまで一例であり、他の物質を用いたとしても、ｖ＜Ｓ／１０ かつ Ｓ／Ｄｖ≦１２５ の関係を満たすものであれば、その効果に影響を与えるものではない。

１ トナーカートリッジ
２ トナー（現像剤）
３ 供給ローラ（現像剤供給手段）
３ａ 芯金
３ｂ 弾性層
４ 現像ローラ（現像剤担持体）
４ａ 芯金
４ｂ 弾性層
４ｃ 表面層
５ 現像ブレード（薄層形成手段）
７ 感光体ドラム（像担持体、静電潜像担持体、現像剤像担持体）
８ 帯電ローラ（帯電手段）
９ クリーニングブレード
１０ 現像装置
１１ ＬＥＤヘッド（露光手段）
１２ 定着器
１２ａ 加熱ローラ（ハロゲンランプ等）
１２ｂ 圧着ローラ
１３ Ｉ／Ｆ部
１４ 記録紙
１５ 記録紙搬送ローラ
１６ 転写ベルト
１７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ 転写ローラ（転写手段）
１８ａ，１８ｂ ドライブローラ
１９，１９ａ，１０ｂ 記録紙走行ガイド
２０ 転写ベルトクリーニングブレード
２１ 廃棄現像剤タンク
２２ 記録紙カセット
３０ プリンタ制御部
３１ 画像形成制御部
３２ 搬送駆動制御部
３３ バイアス電圧制御部
３４ 露光制御部
３５ 定着制御部
３６ 操作部
３７ 表示部
３８ モータ
３９ サーミスタ
１００ 画像形成装置

Claims (9)

1. 静電潜像を現像させ、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を供給する現像剤供給手段と、
   を具備し、前記現像剤供給手段は、表面が発泡体からなる現像装置であって、
   前記発泡体のセル径平均値をＳ［μｍ]とし、前記現像剤の体積平均粒径をＤｖ［μｍ］とし、前記現像剤の内、粒径５［μｍ］以下の粒子の体積比率をｖ［％］としたとき、
   ８．７＜ｖ＜３２．３ 、ｖ＜Ｓ／１０ 、及び Ｓ／Ｄｖ≦１２５
   の関係を満たし、
   前記現像剤は、粉砕法で作製したトナーである
   ことを特徴とする現像装置。
2. 前記現像剤供給手段と前記現像剤担持体とは、その当接部において互いに逆方向に回転することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記現像剤供給手段は、供給ローラであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像装置。
4. 前記供給ローラは、スポンジローラであることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
5. 前記スポンジローラは、棒状の芯金部と、その外周面に形成されたシリコーン発泡ゴムとを備えていることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
6. 前記粉砕法は、結着樹脂、帯電制御材、着色剤、及び離形剤からなる組成混合物を加熱溶融混練してから粉砕する方法であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の現像装置。
7. 静電潜像を現像させ、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を供給する現像剤供給手段と、
   を具備し、前記現像剤供給手段は、表面が発泡体からなる現像装置であって、
   前記発泡体のセル径平均値をＳ［μｍ]とし、前記現像剤の体積平均粒径をＤｖ［μｍ］とし、前記現像剤の内、粒径５［μｍ］以下の粒子の体積比率をｖ［％］としたとき、
   ８．５＜ｖ＜３１．５ 、ｖ＜Ｓ／１０ 、及び Ｓ／Ｄｖ≦１２３．３
   の関係を満たし、
   前記現像剤は、重合法で作製したトナーである
   ことを特徴とする現像装置。
8. 前記重合法は、共重合樹脂、着色剤、及びワックスを混合・凝集したベーストナーを用いる方法であることを特徴とする請求項７に記載の現像装置。
9. 請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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