JPH0869173A - 現像方法ならびにこの現像方法が利用される現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明の目的は、長期に亘って良好な画像を
提供可能な電子写真方式の画像形成装置に適した現像装
置を提供することにある。 【構成】この発明の現像装置は、現像ローラにトナーを
薄層状に形成するとともにトナーに所定の電位を与える
帯電ブレードは、表面の粗さが、十点平均粗さＲｚ／ト
ナーの粒径ｒで、０．０５ないし０．８である金属ブレ
ードを有する。また、この現像装置に適したトナーは、
軟化点 (軟化温度) が８０℃ないし１２０℃の低軟化点
トナーであって、０．２重量％ないし１．８重量％の粒
径０．５μｍ以下の無機微粒子が固定化処理されたトナ
ーである。これにより、帯電ブレードへのトナーの固
着、トナーの固着に伴う不良画像の発生および帯電不良
などに起因する現像ローラからのトナー落ちなどが防止
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子写真方式によっ
て感光体に形成された潜像を現像するための現像方法な
らびに現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法が利用されている画像形成装
置では、光導電性を有する感光体とトナーを含む現像剤
とを用い、所定の電位に帯電された感光体に画像に対応
する光を提供することで得られる静電潜像をトナーによ
り現像することで、画像が形成される。

【０００３】現像方式としては、乾式現像方式および液
体現像方式に大きくわけられ、さらに、乾式現像方式と
しては、キャリアとトナーとを使用する二成分現像方式
とトナーのみによる一成分現像方式が知られている。

【０００４】二成分現像方式は、一成分現像方式に対し
て、トナーとキャリアとの混合比をコントロールする手
段が必要であること、及び、現像剤の撹拌機構が必要で
あることなどに起因して現像装置が大型となるなどの多
くの問題点を有している。

【０００５】このような問題点から、非磁性トナーを用
いる一成分現像方式が極めて有効であるとされ、近年、
非磁性一成分現像方式が注目されている。この非磁性ト
ナーを用いる一成分現像方式としては、たとえば、現像
剤を担持した現像ローラと静電潜像を保持した感光体と
を接触させる接触型の非磁性一成分現像方式などが提案
されている。

【０００６】ところで、接触型の非磁性一成分現像方式
では、現像ローラの外周面にトナーの薄層を形成しなが
ら摩擦帯電することから、トナーを薄層にするための規
制部材からの摩擦および感光体の外周面の移動速度と現
像ローラの外周面の移動速度の差に起因する摩擦などの
トナーに対する機械的負担が大きくなることが知られて
いる。このことは、規制部材へのトナーの固着を発生し
やすく、現像性能を低下させるという問題がある。この
ため、トナーの軟化点あるいはガラス転移点を高くする
方法が提案されている。

【０００７】また、規制部材へのトナーの固着を防止す
るために、一般的なステンレスなどの金属製の規制部材
に加えて、シリコンゴムやウレタンゴムなどのゴム材料
による規制部材も提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、今日、
複写機あるいはプリンタなど電子写真方式を用いている
装置に対して消費電力の削減が望まれており、これらの
装置で最も電力を消費する定着工程における消費電力を
低減するために、低いエネルギーで定着が可能なトナー
すなわち物性としての軟化点の低いトナーが要求されて
いる。

【０００９】また、カラープリンタでは、複数の色を有
するトナーの溶融および混色によりさまざまな色を再現
していることから、溶融特性のよいトナーすなわち軟化
点の低いトナーが、同様に、要求されている。

【００１０】物理的特性としての軟化点を低くすること
は、規制部材へのトナーの固着を防止するために不利益
であるばかりでなく、実質的に、規制部材へのトナーの
固着を引き起こす問題がある。

【００１１】これに加えて、ゴム材料による規制部材で
は、規制部材の磨耗にともなって、十分な現像性能を維
持できる寿命が短く、また、磨耗のむらに起因する筋状
の不良画像を発生させる問題がある。

【００１２】この発明の目的は、長期に亘って安定した
画像を提供するために安定な現像特性のトナー薄層を形
成可能であって、しかも、トナーを帯電させる規制部材
に対して固着しにくいトナーおよび現像装置を提供する
ことにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記問題点
に基づきなされたもので、弾性を有し、現像剤を担持す
る現像剤担持体に、規制部材を介して所定の厚さを有す
る現像剤の層を形成したのち、静電潜像を保持する保持
体に接触させることにより、上記保持体の静電潜像を現
像する現像方法において、上記現像剤の軟化点が８０℃
以上１２０℃以下で、上記規制部材の表面の粗さが、上
記現像剤の体積平均粒径に対して、０．０５倍ないし
０．８倍であることを特徴とする非磁性一成分現像方法
を提供するものである。

【００１４】またこの発明によれば、弾性を有し、現像
剤を担持する現像剤担持体に、規制部材を介して所定の
厚さを有する現像剤の層を形成したのち、静電潜像を保
持する保持体に接触させることにより、上記保持体の静
電潜像を現像する現像方法において、上記現像剤は、金
属酸化物が０．２重量％ないし１．８重量％添加される
とともに熱あるいは機械的な衝撃力により固定化され、
軟化点が８０℃以上１２０℃以下に規定されている現像
剤であることを特徴とする非磁性一成分現像方法が提供
される。

【００１５】さらに、この発明によれば、弾性を有し、
現像剤を担持する現像剤担持体に、規制部材を介して所
定の厚さを有する現像剤の層を形成したのち、静電潜像
を保持する保持体に接触させることにより、上記保持体
の静電潜像を現像する現像方法において、上記現像剤
は、金属酸化物が０．２重量％ないし１．８重量％添加
されるとともに熱あるいは機械的な衝撃力により固定化
され、軟化点が８０℃以上１２０℃以下に規定され、上
記規制部材は、表面の粗さが上記現像剤の体積平均粒径
に対して、０．０５倍ないし０．８倍に規定された金属
材料であることを特徴とする非磁性一成分現像方法が提
供される。

【００１６】またさらに、この発明によれば、金属酸化
物が０．２重量％ないし１．８重量％添加されるととも
に、熱あるいは機械的な衝撃力により固定化され、軟化
点が８０℃以上１２０℃以下に規定されている現像剤を
担持する現像剤担持体と、金属材料により形成されると
ともに上記現像剤の体積平均粒径に対して０．０５倍な
いし０．８倍の表面粗さを有し、上記現像剤担持体に所
定の角度および間隔で対向配置され、上記現像剤を上記
現像剤担持体に、所定の厚さを有する現像剤の層として
提供する現像剤層厚規制部材とを有する現像装置が提供
される。

【００１７】

【作用】この発明によれば、８０℃以上１２０℃以下に
規定された軟化点が与えられた現像剤と、現像剤の体積
平均粒径に対する表面の粗さが０．０５倍ないし０．８
倍に規定された金属材料を含む規制部材による現像方法
が提供される。従って、規制部材に現像剤が固着される
量が低減される。

【００１８】また、この発明によれば、金属酸化物が
０．２重量％ないし１．８重量％添加されるとともに熱
あるいは機械的な衝撃力により固定化され、さらに、８
０℃以上１２０℃以下に規定された軟化点が与えられ現
像剤と、現像剤の体積平均粒径に対する表面の粗さが
０．０５倍ないし０．８倍に規定された金属材料を含む
規制部材による現像方法が提供される。従って、規制部
材に現像剤が固着される量が低減される一方で、画像形
成に利用される現像剤を十分に供給可能となる。

【００１９】さらに、この発明によれば、金属酸化物が
０．２重量％ないし１．８重量％添加されるとともに、
熱あるいは機械的な衝撃力により固定化され、軟化点が
８０℃以上１２０℃以下に規定されている現像剤を担持
する現像剤担持体と、金属材料により形成されるととも
に上記現像剤の体積平均粒径に対して０．０５倍ないし
０．８倍の表面粗さを有し、上記現像剤担持体に所定の
角度および間隔で対向配置され、上記現像剤を上記現像
剤担持体に、所定の厚さを有する現像剤の層として提供
する現像剤層厚規制部材とを有する現像装置が提供され
ることから、規制部材に現像剤が固着される量が低減さ
れる一方で、画像形成に利用される現像剤を十分に供給
可能となる。

【００２０】

【実施例】以下、図面を用いてこの発明の実施例を説明
する。図１には、電子写真方式が利用されている画像形
成装置の主要部を示す概略断面図が示されている。

【００２１】電子写真方式の画像形成装置は、無端ベル
ト状あるいは円筒状に形成され、光が照射されることに
より照射された光に対応する領域の電位が変化する光導
電体すなわち感光体１、感光体１に、光が照射される以
前に所定の電位を帯電させる帯電装置２、感光体１に、
画像情報すなわち光を提供する露光装置３および露光装
置３を介して感光体１に提供された画像情報すなわち静
電潜像にトナーを供給することで現像する現像装置４な
どにより構成される。なお、感光体１は、一般に、所定
の方向に回転可能に形成され、帯電装置２、露光装置３
および現像装置４は、感光体１が回転される方向に沿っ
て、順に、配置される。

【００２２】感光体１は、たとえば、アルミニウム (Ａ
ｌ) などにより形成されたベルト状あるいは円筒状の基
材の外周に、たとえば、セレン (Ｓｅ) ，ヒ素−セレン
(ＡｓＳｅ) ，アモルファスシリコン (ａ−Ｓｉ) また
は有機感光体 (ＯＰＣ) などの感光 (光電変換) 層が形
成されたもので、帯電装置２により感光層に所定の電位
が与えられた状態で露光装置３から光が照射されること
で、光が照射された領域の電荷が消去されることにより
生じる電荷分布パターンすなわち静電潜像を生成する。
なお、感光体１は、予め決められた外周面の移動速度、
たとえば、６０ｍｍ／秒、に対応する所定の回転数で回
転される。

【００２３】帯電装置２は、たとえば、コロトロンある
いはスコロトロンなどのコロナ放電装置であって、感光
体１の表面に、たとえば、−５００〜−７００ボルトの
電位を提供する。

【００２４】露光装置３は、たとえば、レーザビーム走
査装置あるいは固体走査ヘッドなどであって、形成すべ
き画像情報に対応して強度が変化された光を感光体１の
所定の位置に照射する。なお、ハロゲンランプや蛍光灯
などにより原稿を照射して得られる原稿からの反射光に
よっても同様に露光できることはいうまでもない。

【００２５】現像装置４は、感光体１の外周面すなわち
感光層と接触することにより感光体１にトナーを供給す
る現像ローラ１０１、現像ローラ１０１の表面にトナー
の薄層を形成すると同時に摩擦帯電によりトナーに所定
の電荷を与える帯電ブレード(規制部材) １０２、現像
ローラ１０１に向かってトナーを送り出すトナー供給ロ
ーラ１０３、及び、現像ローラ１０１、帯電ブレード１
０２、トナー供給ローラ１０３およびトナー (現像剤)
１０５を収容する現像ハウジング１０４などから構成さ
れている (図２参照) 。

【００２６】現像ローラ１０１は、導電性と弾性とを有
する材料により形成され、自身の軸線が感光体１の軸線
と平行になるよう感光体１の軸線に沿って延出されてい
る。なお、現像ローラ１０１は、感光体１が回転される
方向と逆の方向すなわち感光体１とローラ１０１とが接
する位置で、それぞれの外周面が同一方向に移動される
よう回転される。

【００２７】帯電ブレード１０２は、たとえば、０．０
５〜０．５ｍｍ、好ましくは、０．１〜０．２ｍｍ、よ
り好ましくは、０．１５ｍｍの厚さを有する板状の金属
材料であって、たとえば、ステンレス、リン青銅、鉄、
ニッケルアルミニウム、銅あるいは黄銅などにより形成
される。なお、帯電ブレード１０２の形状としては、ロ
ーラ状またはブロック状であってもよい。

【００２８】帯電ブレード１０２は、現像ローラ１０１
が回転される方向の上流側に向かって所定の角度、たと
えば、現像ローラ１０１の法線とのなす角が０〜５０
°、好ましくは、５〜１５°、より好ましくは、１０°
になるよう傾けて配置される。

【００２９】現像装置４では、ハウジング１０４内のト
ナー１０５は、現像剤供給ローラ１０３によって現像ロ
ーラ１０１に供給される。なお、現像剤供給ローラ１０
３は現像ローラ１０１と同方向に回転されている。

【００３０】トナー１０５は、現像ローラ１０１の機械
的搬送力、現像ローラ１０１の表面あるいはその他の部
材との摩擦により帯電され、現像ローラ１０１の外周面
に付着されて、現像ローラ１０１の回転に伴って感光体
１に向かって搬送される。また、トナー１０５は、帯電
ブレード１０２によりさらに帯電されるとともに、搬送
量すなわちトナーの薄層の層厚が所定の厚さ、たとえ
ば、３０μｍに規制される。なお、現像ローラ１０１に
は−２００ボルト、また、現像剤供給ローラ１０３には
−５００ボルトの電圧が、それぞれ、印加される。

【００３１】露光装置３を介して感光体１に形成された
静電潜像は、現像装置４の現像ローラ１０１により供給
されるトナーにより現像される。このようにして得られ
たトナー像は、感光体１に近接して設けられた転写装置
５によって、たとえば、紙あるいはオーバーヘッドプロ
ジェクタ用シートなどに代表される記録材６に転写され
る。なお、転写装置５は、チャージャーワイヤによって
コロナ放電を起こさせるもの、あるいは、弾性体ローラ
のバイアス電圧印加によるものなどが用いられる。

【００３２】転写装置５により記録材６に転写されたト
ナー像は、定着装置７によって記録材６に定着される。
また、定着装置７は、ヒートローラ方式であって、ロー
ラの材質としては、テフロンやシリコンゴムなどが用い
られる。

【００３３】転写装置５を介して記録材６にトナー像を
転写させた感光体１の表面は、たとえば、クリーニング
ブレードあるいはファーブラシなどによるクリーニング
装置８により転写されなかったトナーが除去されたの
ち、除電装置９により表面に残っている電荷が除去され
る。

【００３４】次に、図１および図２を用いて説明した接
触型の非磁性一成分現像方式の現像装置に適したトナー
について説明する。既に説明したように、トナーの物性
と規制部材すなわち帯電ブレード１０２の材質により支
配される現像特性とは、相互に、相反する関係があるこ
とが知られている。

【００３５】以下に、トナーの物性および構成 (組成)
について詳細に説明する。トナー１０５は、ポリスチレ
ン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リウレタン、ポリアミド、スチレン−アクリル酸共重合
体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−アク
リロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合
体、エポキシ樹脂、シリコン樹脂あるいはパラフィン樹
脂などの樹脂材料を単独あるいは複数種を所定の比率で
合成したものを主要素としている。

【００３６】着色剤としては、たとえば、カーボンブラ
ック、ニグロシン染料、アニリンブルー、カルコイルブ
ルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポ
ンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルーク
ロリド、フタロシアニンブルー、マラカイドグリーンオ
キサレート、ランプブラックあるいはローズベンガルな
どを代表的なものとして挙げることができる。

【００３７】離型剤としては、一般に、パラフィンワッ
クス、ポリエチレンワックス、エチレン−プロピレン共
重合体あるいはポリプロピレンワックスなどが利用され
る。帯電 (電荷) 制御剤としては、たとえば、酸化デン
プン、含金属染料、サリチル酸金属錯体、ニグロシン染
料、トリフェニルメタン系染料、ローダミン系染料ある
いはフタロシアニン系染料などが使用できる。

【００３８】トナー１０５は、一般には、混練粉砕法、
重合法あるいはスプレードライ法などにより、所定の比
率で用意された樹脂材料、着色剤、離型剤および帯電制
御剤を混合したのち所定の大きさに整え、分級すること
で得られる。

【００３９】なお、トナー１０５の表面 (外周面) に
は、たとえば、ＳｉＯ₂ ，ＴｉＯ₂ ，ＺｎＯ₂ ，ＴｉＢ
ａＯ₃ ，Ａｌ₂ Ｏ₃ ，ＴｉＯＮ，ＺｒＯ₂ ，ＣａＣＯ
₃ ，ＭｇＯ，ＮｉＯおよびＳｎＯなどの金属酸化物が、
流動化剤 (流動化無機微粒子) として添加される。

【００４０】この発明の実施例では、トナー１０５は、
スチレン−アクリル酸共重合体 (樹脂材料) に、カーボ
ンブラック (着色剤) 、ポリプロピレンワックス (離型
剤)およびクロム系金属染料 (帯電制御剤) を所定の比
率で混合したのち溶融混練し、得られたものを粉砕・分
級して利用している。また、流動化剤として疎水性コロ
イド状シリカを、後述する固定化処理により添加してい
る。なお、流動化剤は、シランカップリング剤、チタン
カップリング剤、ジルコアルミネートカップリング剤な
どに代表されるカップリング剤、シリコンオイルまたは
その他の有機化合物などにより表面処理されているもの
でもよい。

【００４１】流動化剤を添加する方法としては、従来
は、ヘンシェルミキサなどの撹拌型混合機を用いて、混
合・添加しているが、この発明では、固定化処理と呼ば
れる、トナー粒子表面に熱や機械的な衝撃力を与えて微
粒子を付着固定する手段すなわちメカノケミカル反応を
採用している。メカノケミカル反応を提供可能な処理装
置としては、たとえば、ハイブリダイゼイションシステ
ム (奈良機械製作所製)、メカノフュージョンシステム
(ホソカワミクロン製) およびメカノミル (岡田精工製)
などがある。

【００４２】トナーの物性を評価する方法としては、た
とえば、トナー粒子の粒径、トナーの形状、軟化温度
(軟化点) 、流動性、帯電量、嵩比重、定着性 (溶融温
度) および保存性 (耐ブロッキング性) などに代表され
る物理的特性を比較する方法が知られている。なお、規
制部材へのトナーの固着に関しては、トナーの物理的特
性に加えて、規制部材の表面の平滑性すなわち表面粗さ
あるいは摩擦帯電の帯電系列なども影響することが知ら
れている。

【００４３】以下、トナーの物性に関し、「粒径」、
「軟化温度」および「定着性」を主要なパラメータとし
て考察する。また、規制部材とトナーとの固着に関して
は、トナーの「粒径」と規制部材の「表面粗さ」とにつ
いて考察する。なお、一般的な電子写真方式の画像形成
に利用されているトナーの軟化点は、１２５℃以上であ
るが、この発明では、軟化点が１２０℃より低いトナー
(以下、低軟化点トナーとする) を利用するものとす
る。 「粒径」トナーの粒径は、さまざまな方法により測定可
能であるが、この発明の実施例では、トナーを所定の電
解液中に分散させたのち電解液の電気抵抗を測定する方
法により計測した。なお、この方式による粒径計測装置
として、 (コールター社製) コールターカウンタＴＡ−
型を使用した。

【００４４】「軟化温度」トナーの軟化温度 (軟化点)
は、 (島津製作所製) フローテスターＣＦＴ−５００型
を用いて測定した。この測定方法は、一定量の試料 (ト
ナー) に所定の圧力 (荷重) を付与した状態で次第に温
度を上昇させることにより、試料に対して圧力を提供す
るプランジャーの変位すなわち試料の体積の変化 (流
出) を計測するものである。従って、測定により得られ
た「プランジャー降下量−温度」曲線(図３参照) から
試料の流出開始点を求めることで、軟化点が求められ
る。

【００４５】なお、この実施例では、シリンダ面積：１
ｃｍ² およびダイ寸法：直径１．０ｍｍ×長さ１０ｍｍ
のプランジャーに２．０ｇの試料を満たしたのち荷重：
１０ｋｇｆの荷重をかけ、昇温速度：５．０℃／毎分、
開始温度：６５℃の条件で測定した。

【００４６】「定着性」トナーの定着性は、所定の反射
濃度を有するトナー像を所定の条件で記録材すなわち用
紙に定着したのち摩擦堅牢試験を施し、摩擦堅牢試験前
の反射濃度と堅牢試験後の反射濃度とにより、以下の
式、 定着性［％］ ＝ 摩擦後反射濃度／摩擦前反射濃度×
１００ により求められる。ここでは、東芝製プリンタＴＮ７５
０１の定着装置のみを単独で駆動させるとともに、ヒー
トローラ表面温度を変更することで、定着性をもとめ
た。なお、定着工程のプロセス速度は、１００ｍｍ／秒
とする。また、以下で述べるトナーの定着温度は、ヒー
トローラ表面温度とし、テスト画像の画像濃度は、 (マ
クベス社製) 反射濃度計ＲＤ９１８により測定するもの
とする。このとき、テスト画像の反射濃度は、０．５と
する。また、摩擦堅牢試験は、所定の密度および重量を
有するパット状の綿を所定の圧力で往復動させる試験機
によりテスト画像を、直接、５往復擦るものとする。

【００４７】「表面粗さ」従来技術の項でも既に説明し
たように、トナーと規制部材すなわち帯電ブレードとの
固着は、トナーと規制部材との間の摩擦および感光体の
外周面の移動速度と現像ローラの外周面の移動速度の差
に起因する摩擦などのトナーに対する機械的負担による
ものであることが知られている。しかしながら、感光体
の外周面の移動速度と現像ローラの外周面の移動速度の
差は、現像装置から感光体に供給すべきトナー量すなわ
ちトナー供給量およびユーザにより要望される最大画像
濃度などにより予め規定される。従って、ここでは、ト
ナーと規制部材との間の摩擦を、規制部材の表面の平滑
性すなわち表面粗さの関数として捕らえる。なお、表面
粗さの計測方法としては、ＪＩＳ (日本工業規格) Ｂ０
６０１表６に規定されている十点平均粗さＲｚによるも
のとする。また、表面粗さＲｚの測定は、 (小坂研究所
製) 接触式表面粗さ計ＳＥ−４０Ｄを用いた。

【００４８】次に、トナーの「軟化温度」と規制部材の
「表面粗さ」とについて、実験により得られた結果とと
もに、説明する。 ［実験１］図２に示されている現像装置４の規制部材１
０２として、表面粗さＲｚを変化させたＳＵＳ３０４ス
テンレスの板状ブレードにより合計１万枚の画像出力を
行ない、１万枚後のブレード上のトナー固着量を調べ
た。ここでは、軟化点９５℃の低軟化点トナーを用い
た。また、トナーの体積平均粒径は、８μｍとした。な
お、ブレード１０２に固着したトナーは、画像出力前
(未使用時) のブレードの重量と１万枚の画像出力を終
了したブレードの重量とを精密天秤により測定すること
より求めるものとする。

【００４９】図４は、板状ブレードの表面粗さとトナー
固着量の関係を示すグラフである。図４から明らかなよ
うに、帯電ブレードの表面粗さＲｚが大きくなる (粗く
なる) ほどトナー固着量が低減される。これに対して、
表面粗さＲｚが０．３μｍ以下になると、トナー固着量
は、２５ｍｇ (ブレード長２１０ｍｍに対して) を越え
て急速に増加される。

【００５０】既に説明したように、帯電ブレードにトナ
ーが固着することで、筋状の不良画像が生じたりトナー
の帯電不良による現像ローラからのトナー落ちが生じる
ことから、帯電ブレードへのトナーの固着量は、実験に
よりまた経験的に (ブレード長１０ｍｍあたり) １．２
ｍｇ以下に抑制される必要がある。従って、ブレードの
表面粗さＲｚは、好ましくは、０．３μｍ以上に設定さ
れる。

【００５１】図５には、ブレードの表面粗さＲｚと現像
ローラに形成されるトナーの薄層の層厚 (層形成量) の
関係が示されている。図５から明らかなように、ブレー
ドの表面粗さＲｚが６．５μｍ以上では、表面粗さＲｚ
が６．５μｍ未満の場合に比較して、現像ローラ上のト
ナー薄層の層厚がおおむね１／２以下に減少される。こ
れにより、初期における画像濃度が低下され、十分な画
像濃度が確保できなくなる問題が生じている。なお、ト
ナー層形成量 (層厚) は、実験によりまた経験的に、少
なくとも、０．６ｍｇ／ｃｍ²以上であることが好まし
く、従って、ブレードの表面粗さＲｚは、０．３μｍ以
上６．５μｍ未満が、より好ましいことが認められる。

【００５２】ここで、表面粗さＲｚをトナーの粒径に比
較した値 (表面粗さＲｚ／トナー粒径ｒすなわちＲｚ／
ｒ) で示すと、Ｒｚ／ｒが０．０５〜０．８の範囲で、
帯電ブレードへのトナー固着量が画像に影響を与えない
レベルで、かつ、現像ローラのトナーの層厚が良好な画
像濃度を提供できることが認められる。

【００５３】次に、トナーの軟化点 (軟化温度) と帯電
ブレードへのトナーの固着について説明する。トナーの
軟化点が１２５℃の場合は、帯電ブレードへのトナーの
固着の発生は僅かであるものの、画像形成枚数が増大さ
れるにつれて、筋状の不良画像が生じやすくなることは
既に説明した通りである。

【００５４】トナーの軟化点が１２０℃以下では、一般
には、帯電ブレードへのトナーの固着が大幅に増大され
るが、この発明の実施例によれば、ブレードの表面粗さ
Ｒｚがトナー粒径に合わせて設定されることにより、帯
電ブレードへのトナーの固着が実用上問題のないレベル
まで低減されている。

【００５５】一方、トナーの軟化点が８０℃より低くな
ると、経験的にまた実験により、保存状態でのブロッキ
ングを起こしやすくなり、輸送あるいは保存に対してさ
まざまな制限が必要となる (制約が生じる) ことから、
トナーの軟化点は、好ましくは、８０℃以上に規定され
る。

【００５６】従って、この発明における低軟化点トナー
に適した軟化点は、好ましくは、８０℃以上１２０℃以
下に規定される。なお、低軟化点トナーの他の条件につ
いては、ここでは、詳細な説明を省略するが、既に説明
した定着プロセス速度 (１００ｍｍ／秒) において、定
着温度を１５０℃とした場合に、８５％以上に規定され
るものである。

【００５７】次に、トナーの「軟化温度」、規制部材の
「表面粗さ」およびトナーの流動性すなわちトナー表面
に付加されることでトナーの流動性を改善する「流動化
剤」について、説明する。

【００５８】［実験２］実験１と同様に、軟化点９５℃
および体積平均粒径８μｍの低軟化点トナーを用意し、
この低軟化点トナーに、流動化剤としてシリカ (Ｒ−９
７２) を添加することで、ブレードへのトナーの固着お
よび画像濃度について観測した。なお、シリカ (Ｒ−９
７２) の添加量は、０．１重量％刻みで３重量％までと
する。また、シリカ (Ｒ−９７２) は、 (奈良機械製作
所製) ハイブリダイザーにより、トナーの表面に固定化
するものとする。ここで、流動化剤の固定化とは、既に
説明したように、所定の方法および装置によって製造さ
れたトナーの表面に、機械的圧力により流動化剤を埋め
込むことである。この流動化剤が固定化されたトナーの
表面の状態は、ＳＥＭ (電子顕微鏡) による観察によれ
ば、シリカとトナーとが一体化すなわちトナー表面にシ
リカが埋め込まれている状態である (シリカとトナーと
が単に混在している状態ではない) 。

【００５９】以下に、図２に示されている現像装置４の
規制部材１０２として、Ｒｚ／ｒ＝０．１８７５すなわ
ち表面粗さＲｚを、Ｒｚ＝１．５μｍとしたブレードを
用いて、合計３万枚の画像出力を行ない、３万枚後のブ
レード上のトナー固着量を調べた結果を、図６を参照し
て説明する。なお、図６の黒プロットは、比較例として
固定化処理を施さない (ヘンシェルミキサーで添加した
のみの従来型) トナーのブレードへのトナーの固着量を
示している。

【００６０】図６から明らかなように、流動化剤が固定
化されたトナーは、流動化剤が固定化されていないトナ
ーに比較して、ブレードへのトナーの固着量が多く、流
動化剤が０．０５重量％ないし１重量％の範囲、より好
ましくは、０．１重量％ないし０．６５重量％である場
合に、ブレードへのトナーの固着量が最も少なくなるこ
とが認められる。

【００６１】しかしながら、シリカ (Ｒ−９７２) の添
加量がある量、たとえば、１．５重量％を越えると、固
定化処理を施した場合でもブレードへのトナーの固着が
増大されることが認められる。この原因を確認するため
に、ブレード上のトナー固着部分を観察したところ、溶
融したトナーの上に大量のシリカが存在している様子が
確認された。ここで、シリカの添加量の多い比較例にお
ける３万枚の画像出力後のブレードからトナーの固着を
取り除き、ブレード表面を目視で観察したところ、ブレ
ード上においてトナーと接触する部分は、目視でも確認
できる程度の鏡面に変化し、初期状態で設定されている
ブレード表面の表面粗さＲｚが大幅に小さくなっている
状態が確認された。

【００６２】このことは、シリカの添加量が増大される
につれて、ブレード自身に、トナーおよびシリカによる
磨耗が生じることを示すものと予想できる。従って、ト
ナーにシリカを添加 (固定化) する量としては、ブレー
ドへのトナーの固着量の上限を (ブレード長１０ｍｍあ
たり) １．２ｍｇ以下すなわちこの実施例において２５
ｍｇ以下に抑えることが可能な、０．０５重量％ないし
１．８重量％以下が望ましい。なお、流動化剤の粒径と
しては、経験的に (および実験により) 少なくともトナ
ーの粒径よりも小さな粒径が好ましく、たとえば、５μ
ｍ以下、より好ましくは、特に、０．５μｍ以下に規定
される (シリカ粒子は、トナー粒子に埋め込まれること
が好ましい) 。

【００６３】次に、流動化剤であるシリカを添加する添
加量と現像ローラ表面に層形成量されるトナーの量すな
わちトナー層厚との関係について説明する。図７を参照
すれば、シリカの添加量が、たとえば、０．２重量％よ
り少ない場合には、現像ローラへのトナーの層形成が不
十分であることが認められる。既に説明したように、現
像ローラに供給されるべきトナーの量すなわちトナーの
層厚は、実験によりまた経験的に、少なくとも、０．６
ｍｇ／ｃｍ² 以上であることが要求されるから、シリカ
添加量は、好ましくは、０．２重量％以上に規定され
る。

【００６４】従って、流動化剤としてのシリカ添加量
は、ブレードへのトナーの固着量により制限を受ける範
囲とトナー層の層厚により制限を受ける範囲とにより、
０．２重量％ないし１．８重量％に規定される。なお、
シリカ添加量は、ブレード表面の不所望な磨耗を回避す
るために、より好ましくは、０．５重量％±０．２５重
量％の範囲に規定される。

【００６５】以上の実験の結果から、軟化点 (軟化温
度) が８０℃ないし１２０℃の低軟化トナーを、トナー
の粒径ｒに対する表面粗さＲｚが、Ｒｚ／ｒで０．０５
ないし０．８である金属ブレードにより帯電させること
により、安定した画像濃度を有する画像を得ることがで
きる。この場合、ブレードへのトナーの固着が生じにく
いことから、筋状の不良画像が生じることが防止でき
る。

【００６６】また、トナーに対して、流動化剤として、
粒径０．５μｍ以下の無機微粒子を０．２重量％ないし
１．８重量％添加し、さらに、トナー表面に固定化処理
することにより、ブレードへのトナーの固着を低減でき
る。従って、画像出力可能な画像出力枚数を増大ばかり
でなく、不良画像が生じにくい現像装置を提供できる。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、８０℃以上１２０℃以下に規定された軟化点が与え
られた現像剤と、現像剤の体積平均粒径に対する表面の
粗さが０．０５倍ないし０．８倍に規定された金属材料
を含む規制部材による現像方法が提供される。従って、
規制部材に現像剤が固着される量が低減される。これに
より、長期に亘って安定した画像を提供できる現像方法
が提供される。

【００６８】また、この発明によれば、０．５μｍ以下
の体積平均粒径を有する金属酸化物が０．２重量％ない
し１．８重量％添加されるとともに熱あるいは機械的な
衝撃力により固定化され、さらに、８０℃以上１２０℃
以下に規定された軟化点が与えられ現像剤と、現像剤の
体積平均粒径に対する表面の粗さが０．０５倍ないし
０．８倍に規定された金属材料を含む規制部材による現
像方法が提供される。従って、規制部材に現像剤が固着
される量が低減される一方で、画像形成に利用される現
像剤を十分に供給可能となる。これにより、長期に亘っ
て安定した画像濃度を提供できる現像方法が提供され
る。

【００６９】さらに、この発明によれば、０．５μｍ以
下の体積平均粒径を有する金属酸化物が０．２重量％な
いし１．８重量％添加されるとともに、熱あるいは機械
的な衝撃力により固定化され、軟化点が８０℃以上１２
０℃以下に規定されている現像剤を担持する現像剤担持
体と、金属材料により形成されるとともに上記現像剤の
体積平均粒径に対して０．０５倍ないし０．８倍の表面
粗さを有し、上記現像剤担持体に所定の角度および間隔
で対向配置され、上記現像剤を上記現像剤担持体に、所
定の厚さを有する現像剤の層として提供する現像剤層厚
規制部材とを有する現像装置が提供されることから、規
制部材に現像剤が固着される量が低減される一方で、画
像形成に利用される現像剤を十分に供給可能となる。従
って、多くの画像を出力可能であって、しかも、画像濃
度を長期に亘って安定に維持できる現像装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子写真方式が利用されている画像形成装置の
主要部を示す概略断面図。

【図２】図１に示した画像形成装置に適した現像装置の
一例を示す概略断面図。

【図３】トナーの軟化点 (軟化温度) を求めるために利
用される「プランジャー降下量−温度」曲線の一例を示
すグラフ。

【図４】板状ブレードの表面粗さとトナー固着量の関係
を示すグラフ。

【図５】ブレードの十点平均粗さと現像ローラに形成さ
れるトナーの薄層の層厚 (層形成量) との関係を示すグ
ラフ。

【図６】トナーに添加される流動化剤の添加量とブレー
ドへのトナーの付着量との関係を示すグラフ。

【図７】トナーに添加される流動化剤の添加量と現像ロ
ーラに形成されるトナーの薄層の層厚 (層形成量) との
関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１…感光体、 ２…帯電装置、３
…露光装置、 ４…現像装置、５…
転写装置、 ６…記録材、７…定着
装置、 ８…クリーニング装置、９
…除電装置、 １０１…現像ローラ、１
０２…帯電ブレード (規制部材) 、１０３…トナー供給
ローラ、１０４…現像ハウジング、 １０５…
トナー (現像剤) 。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弾性を有し、現像剤を担持する現像剤担持
   体に、規制部材を介して所定の厚さを有する現像剤の層
   を形成したのち、静電潜像を保持する保持体に接触させ
   ることにより、上記保持体の静電潜像を現像する現像方
   法において、 上記現像剤の軟化点が８０℃以上１２０℃以下で、上記
   規制部材の表面の粗さが、上記現像剤の体積平均粒径に
   対して、０．０５倍ないし０．８倍であることを特徴と
   する非磁性一成分現像方法。
2. 【請求項２】弾性を有し、現像剤を担持する現像剤担持
   体に、規制部材を介して所定の厚さを有する現像剤の層
   を形成したのち、静電潜像を保持する保持体に接触させ
   ることにより、上記保持体の静電潜像を現像する現像方
   法において、 上記現像剤は、金属酸化物が０．２重量％ないし１．８
   重量％添加されるとともに熱あるいは機械的な衝撃力に
   より固定化され、軟化点が８０℃以上１２０℃以下に規
   定されている現像剤であることを特徴とする非磁性一成
   分現像方法。
3. 【請求項３】上記現像剤の金属酸化物は、０．５μｍ以
   下の体積平均粒径を有するＳｉＯ₂，ＴｉＯ₂ ，ＺｎＯ₂
   ，ＴｉＢａＯ₃ ，Ａｌ₂ Ｏ₃ ，ＴｉＯＮ，ＺｒＯ₂ ，
   ＣａＣＯ₃ ，ＭｇＯ，ＮｉＯおよびＳｎＯから選択され
   ることを特徴とする請求項２記載の非磁性一成分現像方
   法。
4. 【請求項４】弾性を有し、現像剤を担持する現像剤担持
   体に、規制部材を介して所定の厚さを有する現像剤の層
   を形成したのち、静電潜像を保持する保持体に接触させ
   ることにより、上記保持体の静電潜像を現像する現像方
   法において、 上記現像剤は、金属酸化物が０．２重量％ないし１．８
   重量％添加されるとともに熱あるいは機械的な衝撃力に
   より固定化され、軟化点が８０℃以上１２０℃以下に規
   定され、上記規制部材は、表面の粗さが上記現像剤の体
   積平均粒径に対して、０．０５倍ないし０．８倍に規定
   された金属材料であることを特徴とする非磁性一成分現
   像方法。
5. 【請求項５】上記現像剤の金属酸化物は、０．５μｍ以
   下の体積平均粒径を有するＳｉＯ₂，ＴｉＯ₂ ，ＺｎＯ₂
   ，ＴｉＢａＯ₃ ，Ａｌ₂ Ｏ₃ ，ＴｉＯＮ，ＺｒＯ₂ ，
   ＣａＣＯ₃ ，ＭｇＯ，ＮｉＯおよびＳｎＯから選択され
   ることを特徴とする請求項４記載の非磁性一成分現像方
   法。
6. 【請求項６】金属酸化物が０．２重量％ないし１．８重
   量％添加されるとともに熱あるいは機械的な衝撃力によ
   り固定化されているとともに、軟化点が８０℃以上１２
   ０℃以下に規定されている現像剤を担持する現像剤担持
   体と、 金属材料により形成されるとともに上記現像剤の体積平
   均粒径に対して０．０５倍ないし０．８倍の表面粗さを
   有し、上記現像剤担持体に所定の角度および間隔で対向
   配置され、上記現像剤を上記現像剤担持体に、所定の厚
   さを有する現像剤の層として提供する現像剤層厚規制部
   材と、を有する現像装置。
7. 【請求項７】上記現像剤の金属酸化物は、０．５μｍ以
   下の体積平均粒径を有するＳｉＯ₂，ＴｉＯ₂ ，ＺｎＯ₂
   ，ＴｉＢａＯ₃ ，Ａｌ₂ Ｏ₃ ，ＴｉＯＮ，ＺｒＯ₂ ，
   ＣａＣＯ₃ ，ＭｇＯ，ＮｉＯおよびＳｎＯから選択され
   ることを特徴とする請求項６記載の現像装置。