JP7337581B2 - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を用いて記録材上に画像を形成する電子写真画像形成装置に関し、特に、電子写真画像形成装置に適用される現像装置及びプロセスカートリッジに関するものである。

従来、電子写真方式の画像形成装置では、絶縁性トナー（絶縁性現像剤）を摩擦帯電して電荷を与え、現像に供する方法が広く一般的に用いられている。このようなトナーの帯電方法において、摩擦によって帯電したトナーの帯電量には、ある程度の帯電分布が存在している。そのため、トナーには、帯電量が少ない低帯電トナーや、トナー全体の帯電極性とは逆の帯電極性を有する逆極性トナーが含まれていることが多い。このとき、低帯電トナーは、現像装置内の現像剤担持体である現像ローラから離れて画像形成装置内を漂う所謂トナークラウドとなりやすく、このトナークラウドは画像形成装置の不良原因となる。また、逆極性トナーは、像担持体である感光ドラム上の静電潜像のうち、本来トナーが付着しない背景部に引きつけられ、背景部の一様な汚れ（以下かぶりと称する）を発生させる。更に、この種の摩擦帯電方法にあっては、環境変化や経時変化の影響を受けやすく、トナーや攪拌部材等の摩擦帯電機構の表面状態が変化し、結果的に、トナーの帯電状態が不安定になり易い。

そこで、このような不具合を解消するために、導電性トナー（導電性現像剤）を使用する方法、具体的には、導電性トナーへ電荷を注入して帯電し、現像に供する方法が知られている。この方法は、摩擦帯電を利用しないため、種々の利点がある。特に、導電性トナーは電荷が移動し易く、均一な電荷をトナーに与えることができるため、かぶりやトナークラウドを防止でき、環境変化や経時劣化の影響を受けにくいことは最大の特長である。また、摩擦帯電機構が不要なため、構造が簡単で、小型化、低価格化が可能であることも、大きな魅力である。

一方、導電性トナーを用いた場合の技術課題として静電転写が困難であることが挙げられる。例えば、吸湿して電気抵抗が低下した紙に導電性トナーを静電転写する場合、トナーと紙が接触するとトナー電荷が紙に流出するためクーロン力に基づく静電転写が困難になる。またカラー画像を形成する場合も、被転写体（紙などの記録材や中間転写体）上に形成された下地となるトナーの上に、別色のトナーを転写する際、トナー電荷が下地トナーに流出するため、カラー画像の形成も困難になる。このような不具合を解消するために種々の技術が知られている。例えば、特許文献１では、転写電界作用域で導電性トナーを高抵抗に保ちトナーの移動を低電界で行うことで良好な転写性を実現する技術が提案されている。そして、この技術に適した導電性トナーとして導電性基体（導電性コア）の周囲に絶縁性（もしくは半導電性）被膜層を被覆し、表層に導電部と絶縁部が混在したものが用いられている。

特開２００６－５８７４５号公報

しかしながら、表層に導電部と絶縁部が混在したトナーに注入帯電で電荷付与を行う場合、絶縁性被覆層が無い導電性トナーに比べ電荷注入性が低下してしまう場合があった。
以下、理由を説明する。
一般的に注入帯電方式においては、所定電圧を印加した導電性の電荷注入部材と導電性トナーの接触部を介して、電荷注入部材から導電性トナーへと電荷が注入される。したがって、導電性トナー表面に導電部と絶縁部が混在する場合、電荷注入性を向上させるためには電荷注入部材をトナー表面の導電部に確実に接触させるのが望ましい。
ところが導電性トナー表面の導電部と絶縁部の面積比率や位置関係、或いは絶縁部の形態（厚みや表面形状）などによっては、電荷注入部材とトナーの導電部の接触が不十分で電荷注入性が低下してしまう場合がある。電荷注入性の低下はトナーの帯電量不足につながり、その結果、かぶりの悪化や転写性能低下による濃度不足などの画質低下を引き起こす場合があった。

本発明の目的は、現像剤の帯電量不足に起因する画質低下を防ぎ、良好な画像を得られる現像装置および画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の現像装置は、
導電性を有する現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に担持された前記現像剤と接触して該現像剤に電荷を注入する電荷注入部材と、
を有する現像装置において、
前記現像剤は、
体積抵抗率が１．０×１０^５Ω・ｃｍ以上１．０×１０^１１Ω・ｃｍ以下であり、且つ、
前記現像剤が含有するトナー母粒子の表面には、絶縁性を有する複数の突起部が形成されており、
前記現像剤の表面において前記突起部により形成される最大山高さＳｐ１が、前記電荷注入部材の、前記現像剤との接触面における最大山高さＳｐ２よりも小さいことを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
静電潜像が形成される像担持体と、
本発明の現像装置と、
を備え、
前記現像装置が前記静電潜像を現像して形成された現像剤像を前記像担持体から記録材へ転写することで記録材に画像を形成することを特徴とする。

本発明によれば、現像剤の帯電量不足に起因する画質低下を防ぎ、良好な画像を得られる現像装置および画像形成装置を提供することができる。

本発明の実施例１における電荷注入部材とトナーの接触状態の説明図 本発明の実施例に係る画像形成装置の構成説明図 本発明の実施例に係るカートリッジの構成説明図 本発明の実施例に係る導電性トナーの説明図 本発明の実施例１に係る電荷注入ユニットの説明図 本発明の実施例に係るナノインプリント法の説明図 本発明の実施例２に係る電荷注入ユニットの説明図 本発明の実施例２における電荷注入部材とトナーの接触状態の説明図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

［実施例１］
＜画像形成装置＞
図２は、本発明の実施例１に係る電子写真画像形成装置（以下、画像形成装置）の画像形成装置本体Ａ（以下、装置本体Ａ）及びプロセスカートリッジ（以下、カートリッジＢ）の模式的断面図である。
図２において、画像形成装置は、カートリッジＢを装置本体Ａに着脱自在とした電子写真技術を利用したレーザビームプリンタである。露光装置３（レーザスキャナユニット）は、装置本体Ａに装着されたカートリッジＢに対して上側となるように配置される。また、カートリッジＢの下側に画像形成対象となる記録材Ｐ（以下、シート材Ｐ）を収容したシートトレイ４が配置されている。更に、装置本体Ａには、シート材Ｐの搬送方向Ｄに沿って、ピックアップローラ５ａ、給送ローラ対５ｂ、搬送ローラ対５ｃ、転写ガイド６、転写ローラ７、搬送ガイド８、定着装置９、排出ローラ対１０、排出トレイ１１等が順次配置されている。なお、定着装置９は、加熱ローラ９ａ及び加圧ローラ９ｂにより構成されている。

＜カートリッジ＞
図３を用いて、カートリッジＢの全体構成について説明する。図３は、カートリッジＢの構成を説明する断面図である。カートリッジＢは、クリーニングユニット６０と現像装置ユニット２０を合体して構成される。クリーニングユニット６０は、クリーニング枠体７１、電子写真感光体ドラム６２（以下、ドラム６２）、帯電ローラ６６およびクリーニングブレード７７等からなる。
一方、現像装置ユニット２０は、底部材２２、現像容器２３、電荷注入部材４２、現像ローラ３２、供給ローラ３４、搬送部材４３、導電性トナーＴ、等からなる。これらクリーニングユニット６０と現像装置ユニット２０を、互いに回動可能に結合することによってカートリッジＢを構成する。

＜画像形成プロセス＞
図２、図３を用いて、画像形成プロセスの概略を説明する。プリントスタート信号に基づいて、ドラム６２は矢印Ｒ方向に所定の周速で回転駆動される。電圧が印加された帯電ローラ６６は、ドラム６２の外周面に接触し、ドラム６２の外周面を均一に帯電する。露光装置３は、画像情報に応じたレーザ光Ｌを出力する。レーザ光ＬはカートリッジＢの上面の露光窓部７３を通り、ドラム６２の外周面を走査露光する。これにより、ドラム６２の外周面には画像情報に対応した静電潜像が形成される。一方、図３に示すように、現像装置としての現像装置ユニット２０において、トナー室２９内のトナーＴは、搬送部材４３の回転によって撹拌、搬送され、トナー供給室２８に送り出される。トナー供給室２８内で発砲性樹脂からなる供給ローラ３４に担持されたトナーＴは、現像ローラ３２との当接部において、マグネットローラ３５（固定磁石）の磁力により、現像ローラ３２の表面に供給される。現像ローラ３２は図３中矢印Ｒｃの方向に回転駆動し、トナーＴは、所定のバイアスを印加された電荷注入ユニット４２を介した注入帯電によって電荷付与されつつ、現像ローラ３２周面の層厚が規制される。トナーＴへの電荷注入については別途詳細に後述する。

現像ローラ３２上に均一コートされたトナーＴは、ドラム６２上に形成された静電潜像に応じてドラム６２へ現像され、トナー像（現像剤像）として可視像化される。また、図
２に示すように、レーザ光Ｌの出力タイミングとあわせて、ピックアップローラ５ａ、給送ローラ対５ｂ、搬送ローラ対５ｃによって、装置本体Ａの下部に収納されたシート材Ｐがシートトレイ４から給送される。そして、そのシート材Ｐが転写ガイド６を経由して、ドラム６２と転写ローラ７との間の転写位置へ供給される。この転写位置において、トナー像はドラム６２からシート材Ｐに順次転写されていく。トナー像が転写されたシート材Ｐは、ドラム６２から分離されて搬送ガイド８に沿って定着装置９に搬送される。そしてシート材Ｐは、定着装置９を構成する加熱ローラ９ａと加圧ローラ９ｂとのニップ部を通過する。このニップ部で加圧・加熱定着処理が行われてトナー像はシート材Ｐに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材Ｐは、排出ローラ対１０まで搬送され、排出トレイ１１に排出される。一方、図３に示すように、転写後のドラム６２は、クリーニングブレード７７により外周面上の残留トナーが除去されて、再び、画像形成プロセスに使用される。ドラム６２から除去されたトナーはクリーニングユニット６０の廃トナー室７１ｂに収容される。

＜導電性トナー＞
図４を用いて、本実施例における導電性トナーＴについて説明する。導電性トナーＴの形状は略球体であり、図４（ａ）はその北半球を拡大した模式図である。導電性を有する導電性トナー母粒子８１ａ（導電性コア８１）を有し、その表面には複数の絶縁性突起８２を有している。図中で網掛け部が導電部を、非網掛け部が絶縁部を示しており、トナー表面は導電部と絶縁部が混在した構成となっている。

図４（ｂ）は、図４（ａ）の断面を示す模式図である。導電性コア８１は、トナー母粒子８１ａの表面を導電性微粒子８１ｂで覆い導電層を形成して構成されており、絶縁性突起８２は、球形の絶縁粒子をトナー母粒子に埋没させることで形成されている。埋没の深さは、ＩＳＯ２５１７８で平均面からの高さの最大値で定義される最大山高さＳｐを用いてトナー表面のＳｐ（絶縁性突起８２により形成されるＳｐ）が３０ｎｍとなるよう調整した。最大山高さＳｐは３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲とするのが良好な注入帯電性を得るのにより好ましい。最大山高さＳｐの測定方法については別途後述する。

以下、トナーＴの作製方法を説明する。トナーＴは大きく以下３段階の手順で作成した。
［手順１：トナー母粒子の作成］
トナー製造方法として公知技術である懸濁重合法でトナー母粒子を作成した。
懸濁重合法でトナー母粒子を得る方法を以下に述べる。
まず、結着樹脂を生成しうる重合性単量体、着色剤、ワックス、荷電制御剤、重合開始剤を混合し、分散機として、ホモジナイザーを用いて各材料の分散を行った。次いで、重合性単量体組成物を、難水溶性の無機微粒子を含有する水系媒体中に投入し、高速分散機を用いて、重合性単量体組成物の液滴を調製する（造粒工程）。前記液滴中の重合性単量体を重合してトナー母粒子の水分散液を得る（重合工程）。その後、トナー母粒子の水分散液を濾過して固液分離し、固形分を乾燥することでトナー母粒子を得た。

［手順２：導電性コアの作成（トナー母粒子に導電性を付与）］
手順１で作成したトナー母粒子の表面を導電性微粒子（平均粒径１０ｎｍ程度の酸化チタン粒子）で覆うことでトナー母粒子に導電性を付与し導電性コアを作成した。
具体的には、トナー母粒子１００重量部と酸化チタン粒子０．２重量部を撹拌混合器（日本コークス工業株式会社 ＦＭミキサ）に混入し、１２０００ｒｐｍ×３０秒撹拌混合することでトナー母粒子の表面を覆うように酸化チタン粒子を付着させ導電層を形成した。

［手順３：絶縁性突起部の形成］
手順１～２で作成した導電性コアの表面に絶縁性の球形二酸化ケイ素（平均粒径１００ｎｍ程度）を埋没させることで絶縁性突起部８２を形成した。
具体的には手順２同様、導電性コア１００重量部と球形二酸化ケイ素３．０重量部を撹拌混合器（日本コークス工業株式会社 ＦＭミキサ）に混入し、１２０００ｒｐｍ×１０分間撹拌混合することでトナー母粒子に球形二酸化ケイ素を埋没させた。

なお、導電トナーＴは、製造方法によらず導電性コアと絶縁性突起を有した上でトナーとしての体積抵抗率（測定方法は後述）が１．０×１０^５Ω・ｃｍ以上１．０×１０^１１Ω・ｃｍ以下であれば本発明の効果を得ることが可能である。その製造方法は、上記方法以外でも問題ない。

例えばトナー母粒子の作製方法としては懸濁重合法以外にも混練粉砕法や乳化凝集法、溶解懸濁法などが挙げられるがいずれの方法で作製してもよい。また、トナー母粒子への導電性付与方法として本実施例ではトナー母粒子を作製した後に、別途撹拌混合器で表面に導電性微粒子を付着させたが、トナー母粒子を作製する一連の過程で導電性を付与する方法でもよい。この方法について乳化凝集法の例を説明する。乳化凝集法は、乳化重合により調整した樹脂微粒子分散液、着色剤分散液、離型剤分散液、等を混合してトナー粒径に相当する凝集粒子を形成し、加熱して凝集粒子を融合・合一してトナーを製造する方法である。乳化凝集法の製造プロセスは分散液を一度に混合して凝集してもよいし、凝集工程を複数段階的に行わせ、第１段階の母体凝集を形成した後、凝集形成の第２段階で加えた粒子を第１段階の母体凝集粒子の表面に付着させるようにしてもよい。したがって、第１段階で形成した母体凝集に対し第２段階で導電性微粒子を形成することも可能である。また或いは、第１段階の際に導電性微粒子分散液を加えて母体凝集の際に導電性を付与することも可能である。

また、絶縁性突起の作製方法についても同様に、本実施例で説明した方法に限定するものではなく、トナー母粒子を作製する一連の過程で絶縁性突起を設けても良い。具体的には例えば乳化凝集法の凝集形成の第３段階として絶縁性の樹脂を導電性コアの表面に形成する方法などが挙げられる。

＜最大山高さＳｐの測定方法＞
ＩＳＯ２５１７８で定義される最大山高さＳｐは表面の平均面からの高さの最大値で定義され、走査型プローブ顕微鏡（以下ＳＰＭ）で測定することができる。本実施例では下記条件で測定を行った。
走査型プローブ顕微鏡：日立ハイテクサイエンス（株）製
測定ユニット ：Ｅ－ｓｗｅｅｐ
測定モード ：ＤＦＭ（共振モード）形状像
解像度 ：Ｘデータ数 ２５６、Ｙデータ数 １２８
測定エリア ：１μｍ四方（１μｍ×１μｍ）
Ｓｐ算出の際は、測定データを「３次元傾き補正」モードの「表面粗さ解析」画面より解析した。

＜トナーの体積抵抗率の測定方法＞
装置としては６４３０型サブフェムトアンペア・リモートソースメーター（ケースレーインスツルメンツ社製）を用いる。前記装置のＦＯＲＣＥ端子にＳＨ２－Ｚ ４端子測定可能サンプルホルダ（Ｂｉｏ－Ｌｏｇｉｃ社製）を接続し、電極部に金属化合物を０．２０ｇ乗せてトルクレンチを用いて１２３．７ｋｇｆの荷重をかけた状態で、電極間の距離を測定する。
サンプルに２０Ｖの電圧を１分間印加した時の抵抗値を測定し、下記式を用いて体積抵抗率を算出する。
体積抵抗率（Ω・ｃｍ）＝Ｒ×Ｓ／Ｌ
（Ｒ：抵抗値（Ω）、Ｌ：電極間距離（ｃｍ）、Ｓ：電極面積（ｃｍ^２））

＜電荷注入ユニット＞
図５を用いて、本実施例における電荷注入部材４２について説明する。図５（ａ）は、電荷注入ユニット４２の模式的全景斜視図、図５（ｂ）は、図５（ａ）を図中矢印方向から見た模式的断面図である。

電荷注入ユニット４２は、支持板金４２ａ、ブレード４２ｂ、電荷注入部材４２ｃ（図中網掛けで示す）、等から構成される。支持板金４２ａは、厚さ１ｍｍのＳＵＳ板をＬ字曲げ加工したものである。ブレード４２ｂは、厚さ１００μｍのＳＵＳ板からなる。電荷注入部材４２ｃは、ブレード４２ｂ表面に貼りつけられた導電性アクリル樹脂で形成され、厚さ１００μｍ程度で設けられている。電荷注入部材４２ｃのトナー当接面（凹凸構造面）４２ｄの表面には複数の凸を有する凹凸構造が形成されており、図５（ｃ）に凹凸構造の斜視図を、図５（ｄ）に面Ｆ２における断面図を示す。本実施例では基準面Ｆ１からの高さ１００ｎｍ、直径１００ｎｍの均一な凸形状を１００ｎｍ間隔で格子状に均等配置した。このとき最大山高さＳｐは５０ｎｍとなっている。凹凸構造は、ナノインプリント技術を用いて構成し、方法については別途後述する。

電荷注入部材４２ｃの体積抵抗率は、１．０×１０^６Ω・ｃｍ以下とすることでより良好な注入帯電性能を得ることができる。体積抵抗率は、前述のトナーの体積率と同様の方法で測定することができる。

ブレード４２ｂは、支持板金４２ａに対して、長手５か所に左右対称に配された固定点４２ｇにおいてレーザ溶接で接合されている。電荷注入ユニット４２は、支持板金４２ａの長手両端部近傍に設けられたビス孔を介して現像容器２３にビス４２ｅで組み付けられている。

＜電荷注入部材４２ｃの凹凸構造の形成方法＞
電荷注入部材４２ｃの凹凸構造は、既知の手法により形成することができる。例えば、熱可塑性樹脂を用いた熱ナノインプリント法や光硬化性樹脂を用いた光ナノインプリント法、レーザを走査しエッジングを行うレーザエッジング法やダイヤモンド刃により機械的に削るダイヤモンドエッジング法などが挙げられる。更に、それらの成型から電鋳技術などによる複製等により形成することができる。

図６（ａ）は、熱ナノインプリント法による形成方法の概略図である。ハロゲンヒータ９１を内包した形状転写用ローラ９０上に、所望の凹凸構造とは逆形状の凹凸構造のフィルムモールド９２を固定し、電荷注入部材４２ｃの材料となる導電性アクリル樹脂シート４２ｃ´（以下、アクリルシート）に接触、加圧させる。形状転写用ローラ９０とアクリルシート４２ｃ´を等速で移動させながら、ハロゲンヒータ９１により、ガラス転移温度から融点の範囲内で加熱し、アクリルシート４２ｃ´上に所望の凹凸構造を形成する。

光ナノインプリント法は、光硬化性樹脂をアクリルシート４２ｃ´の表面に塗工し、ハロゲンヒータの代わりに設置したＵＶ光源により、ＵＶ照射し、所望の凹凸構造を形成する。このとき、光硬化性樹脂とアクリルシート４２ｃ´の接着性を上げるために、アクリルシート４２ｃ´上を表面処理したり、間にプライマー層を設けても構わない。

図６（ｂ）は、ダイヤモンドエッジング法による形成方法の概略図である。アクリルシート４２ｃ´に対して、先端が所望の形状をしたダイヤモンド刃を有する針９３を矢印ｆ方向に走査し、アクリルシート４２ｃ´の表面を機械的に削り、所望の形状を形成する。

表面に凹凸構造を形成後、アクリルシート４２ｃ´をブレード４２ｂの形状に合わせて裁断し、導電性プライマー等でブレード４２ｂに貼りつけることで電荷注入ユニット４２を作成することができる。

＜トナーへの電荷注入＞
図１を用いて、電荷注入ユニット４２を用いた導電性トナーＴへの電荷付与について説明する。図１（ａ）は、現像装置ユニット２０内の電荷注入ユニット４２と現像ローラ３２の当接部を拡大した模式図である。トナーＴは、両者の当接部を通過する際、電荷注入ニット４２からの電荷注入により画像形成に必要な電荷を獲得するとともに画像形成に適した層厚に規制される。以下詳細に説明する。

電荷注入ユニット４２は、凹凸構造面４２ｄでブレード４２ｂのバネ弾性により約２０ｇ／ｃｍの圧力で現像ローラ３２と圧接し、支持板金４２ａには電荷注入用の高圧電源５０が接続されている。

画像形成動作中、現像ローラ３２は、図中矢印Ｒｃの方向に４００ｒｐｍで回転する。トナー供給室２８内のトナーＴは、供給ローラ３４により現像ローラ３２表面に供給され、現像ローラ３２の回転に伴い電荷注入ユニット４２と現像ローラ３２の当接部に突入する。図１（ｂ）は、電荷注入ユニット４２の凹凸構造面４２ｄとトナーＴの当接部の一部を拡大した模式図であり、導電部を網掛けで示している。前述のように、電荷注入ユニット４２の凹凸構造面４２ｄに設けられた凸部の高さは、一様に１００ｎｍで、最大山高さＳｐが５０ｎｍになるよう、また、トナーＴの絶縁性突起８２は、最大山高さＳｐが３０ｎｍとなるよう調整してある。即ち、両者の最大山高さＳｐは下記関係式を満たすよう構成されている。
電荷注入ユニットの凹凸構造面のＳｐ（Ｓｐ２）＞トナー表面のＳｐ（Ｓｐ１）

この関係を満たすよう凹凸構造面４２ｄとトナーＴの表面形状を構成することにより、凹凸構造面４２ｄとトナーＴの導電性微粒子（導電部）８１ｂは、トナーＴの表面の絶縁性突起８２に妨げられることなく直接接触することが可能になる。その結果、高圧電源５０から支持板金４２ａに供給した電荷を、ブレード４２ｂ、電荷注入部材４２ｃを経由し電荷注入部材４２ｃの凸先端からトナーＴの導電性微粒子８１ｂへとスムーズに注入することが可能となる（図中矢印Ｑで示す）。

なお、電荷注入ユニット４２の構成に関して、本実施例では電荷注入部材４２ｃをブレード４２ｂで支持する構成としたが、本発明の効果を得るにはトナー当接面（凹凸構造面）の表面形状が重要となる。したがって、電荷注入ユニット４２の全体の形状は、ブレード形状に限定されず、例えばロール形状等、本実施例以外の構成でも適用可能である。

また、トナーＴへの電荷注入効率をさらに向上するためには電荷注入部材４２ｃとトナーＴの導電性微粒子（導電部）８１ｂの接触確率を増やすことが有効である。そのための手段として、電荷注入部材４２ｃのトナー当接面４２ｄの凸部が、トナーＴの絶縁性突起部８２に阻害されずに導電性微粒子（導電部）８１ｂに直接接触する確率を向上することが有効となる。具体的には、電荷注入部材４２ｃのトナー当接面４２ｄの凸形状同士の間隔を、トナーＴの表面の絶縁性突起８２同士の間隔よりも狭く構成することで、電荷注入部材４２ｃの凸部がトナーＴの導電部と接触する確率を向上することが可能となる。凸形状同士の間隔の指標としてはＪＩＳＢ０６０１で下の通り定義される要素の平均長さＺｓｍが指標となる（Ｘｓｉ：１つの輪郭線要素に対応する長さ、ｍ：要素の個数）。

電荷注入ユニット４２の凹凸構造面のＺｓｍとトナー表面のＺｓｍが下記関係式を満たすことで電荷注入部材４２ｃとトナーＴの導電部が直接接触する確率を向上し、さらに電荷注入効率を向上させることができる。
電荷注入ユニット４２の凹凸構造面のＺｓｍ＜トナー表面のＺｓｍ

本実施例では、電荷注入ユニット４２の凹凸構造面のＺｓｍを１００ｎｍ、トナー表面のＺｓｍ＝１５０ｎｍとし上式を満たすよう構成し、トナー表面における突起部同士の平均間隔を、電荷注入ユニット４２の凹凸構造面における凹凸平均間隔よりも大きくした。Ｚｓｍは、前述のＳＰＭを用いて下記条件で測定可能である。
走査型プローブ顕微鏡：日立ハイテクサイエンス（株）製
測定ユニット ：Ｅ－ｓｗｅｅｐ
測定モード ：ＤＦＭ（共振モード）形状像
解像度 ：Ｘデータ数 ２５６、Ｙデータ数 １２８
測定エリア ：１μｍ長
Ｚｓｍ算出の際は、測定データを「３次元傾き補正」モードの「表面粗さ解析」画面より解析した。

以上説明したように、本実施例によれば、表面に絶縁部と導電部が混在する導電性トナーを注入帯電で電荷付与する際、電荷注入部材とトナーの導電部が直接接触するよう両者の表面形状を構成する。その結果、良好な電荷注入性を確保しトナーの帯電量不足に起因する画質低下を防ぎ、良好な画像を得られる現像装置および画像形成装置を提供することができる。

［実施例２］注入帯電部材の凹凸構造形状違い
本発明の実施例２が実施例１と異なるのは電荷注入ユニット４２のトナー当接面（凹凸構造面）４２ｄの構造のみであり、その他構成は実施例１と同様である。そのためトナー当接面４２ｄの構造について詳細に説明し実施例１と構成が同様の箇所については説明を割愛する。

図７を用いて、本実施例における電荷注入部材４２について説明する。図７（ａ）は、電荷注入ユニット４２の模式的全景斜視図、図７（ｂ）は、図７（ａ）を図中矢印方向から見た模式的断面図であり実施例１と同様の構成となっている。図７（ｃ）は、電荷注入部材４２ｃのトナー接触面４２ｄの模式的拡大図である。

本実施例では基準面Ｆ１からの高さ１５０ｎｍ以下の範囲でランダムな高さの凸形状をランダムに配置し、最大山高さＳｐは７０ｎｍとなっている。

図８を用いて、電荷注入ユニット４２を用いた導電性トナーＴへの電荷付与について説明する。図８（ａ）は、現像装置ユニット２０内の電荷注入ユニット４２と現像ローラ３２の当接部を拡大した模式図であり実施例１と同様の構成である。図８（ｂ）は、電荷注入ユニット４２の凹凸構造面４２ｄとトナーＴの当接部の一部を拡大した模式図であり、導電部を網掛けで示している。上述の通り電荷注入ユニット４２の凹凸構造面４２ｄに設けられた凸部は、高さ１５０ｎｍ以下の範囲でランダム配置しているが、最大山高さＳｐは、７０ｎｍになるよう構成してある。またトナーＴの絶縁性突起８２は、実施例１と同様最大山高さＳｐが３０ｎｍとなるよう調整してあり、両者の最大山高さＳｐは、下記関
係式を満たすよう構成されている。
電荷注入ユニットの凹凸構造面のＳｐ＞トナー表面のＳｐ

このように凹凸構造面の構造がランダムな場合であっても、最大山高さＳｐが上記関係を満たしていれば、少なくとも凹凸構造面４２ｄのうち最大高さを持つ凸は、トナーＴの導電性微粒子（導電部）８１ｂと直接接触することが可能である。

上記各実施例は、可能な限りそれぞれの構成を互いに組み合わせることができる。

３２…現像ローラ、４２…電荷注入ユニット、４２ａ…支持板金、４２ｂ…ブレード、４２ｃ…電荷注入部材、４２ｄ…トナー当接面（凹凸構造面）、４２ｆ…凹凸構造面、５０…高圧電源、６２…ドラム、Ｔ…トナー（現像剤）、８１…導電性コア、８１ａ…トナー母粒子、８１ｂ…導電性微粒子、８２…絶縁性突起

Claims (11)

1. 導電性を有する現像剤を担持する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体に担持された前記現像剤と接触して該現像剤に電荷を注入する電荷注入部材と、
   を有する現像装置において、
   前記現像剤は、
   体積抵抗率が１．０×１０^５Ω・ｃｍ以上１．０×１０^１１Ω・ｃｍ以下であり、且つ、
   前記現像剤が含有するトナー母粒子の表面には、絶縁性を有する複数の突起部が形成されており、
   前記現像剤の表面における最大山高さＳｐ１が、前記電荷注入部材の、前記現像剤との接触面における最大山高さＳｐ２よりも小さいことを特徴とする現像装置。
2. 前記現像剤表面において前記突起部により形成される最大山高さＳｐ１が、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記電荷注入部材の体積抵抗率が、１．０×１０^６Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
4. 前記現像剤は、前記トナー母粒子の表面に、導電層と前記突起部とが混在して形成されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の現像装置。
5. 前記導電層は、前記トナー母粒子の表面を被覆する導電性微粒子により形成されることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
6. 前記突起部は、球形の二酸化ケイ素を用いて形成されることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の現像装置。
7. 前記現像剤の表面において前記突起部により形成される要素の平均長さＺｓｍが、前記電荷注入部材の前記接触面における要素の平均長さＺｓｍよりも長いことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の現像装置。
8. 前記現像剤の表面における前記突起部同士の平均間隔が、前記電荷注入部材の前記接触面における凹凸平均間隔よりも大きいことを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の現像装置。
9. 前記電荷注入部材は、前記接触面が凹凸構造を有することを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の現像装置。
10. 前記電荷注入部材は、前記現像剤担持体に担持される現像剤の量を規制することを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載の現像装置。
11. 静電潜像が形成される像担持体と、
    請求項１～１０のいずれか１項に記載の現像装置と、
    を備え、
    前記現像装置が前記静電潜像を現像して形成された現像剤像を前記像担持体から記録材へ転写することで記録材に画像を形成する画像形成装置。

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