特許 6036342 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6036342

(24)【登録日】2016年11月11日

(45)【発行日】2016年11月30日

(54)【発明の名称】現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/08 20060101AFI20161121BHJP

【ＦＩ】

   G03G15/08 235

【請求項の数】5

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-14412(P2013-14412)

(22)【出願日】2013年1月29日

(65)【公開番号】特開2014-145910(P2014-145910A)

(43)【公開日】2014年8月14日

【審査請求日】2015年12月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】安永 英明

(72)【発明者】

【氏名】重里 圭一郎

【審査官】 國田 正久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１５７２７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２６６２０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ １５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

下から順に、目開き２０μmの第１ふるい、目開き４５μmの第２ふるい、及び目開き７５μmの第３ふるいを積み上げ、前記第３ふるいに２ｇ載せて１分間加振した後に以下の式（１）により求められる凝集度が５０〜９０％のトナーと、前記トナーを担持して回転する現像ローラと、を有する現像装置であって、
前記現像ローラは、周方向に伸びる複数のスジ状の溝部と、回転軸方向に伸びる複数の段差部とを表面に有する
ことを特徴とする現像装置。
凝集度＝１００×（第３ふるいの残トナー量＋０．６×第２ふるいの残トナー量＋０．２×第１ふるいの残トナー量）／２ ・・・式（１）

【請求項2】

前記溝部は、前記周方向の長さの平均値が２０〜５０μｍ、深さの平均値が２〜５μｍ、間隔の平均値が１０〜５０μｍであり、
ことを特徴とする請求項１に記載の現像装置。

【請求項3】

前記段差部は、前記回転軸方向の長さの平均値が５０〜５００μｍ、高さの平均値が２〜５μｍ、間隔の平均値が５０〜２００μｍである
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。

【請求項4】

画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、
請求項１から３の何れか一項に記載の現像装置を有する
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。

【請求項5】

請求項１から３の何れか一項に記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば１成分接触現像方式の画像形成装置では、表面にトナー薄層が形成されて回転する現像ローラから感光体表面の静電潜像にトナーが供給されることでトナー像が形成される。この様な画像形成装置において出力される画像品質を維持するためには、現像ローラ表面に形成されるトナー薄層におけるトナー帯電量及びトナー層の厚さを経時に渡って均一に保つ必要がある。

【0003】

しかし、この様な画像形成装置は、トナー薄層を形成する規制部材や感光体等がトナー薄層を介して現像ローラに接触して回転しており、現像ローラ表面のトナーフィルミング、規制部材へのトナー固着等が発生する場合がある。現像ローラのトナーフィルミングや規制部材のトナー固着等が生じると、感光体表面の静電潜像にトナーを均一に供給できず、高品質画像を形成することが困難になる。

【0004】

そこで、現像ローラ表面に回転方向に対して後退する、非対称の傾斜を持つ波形状の凹凸を作ることで、現像ローラ、トナー及び感光体の摩擦を軽減して長寿命化を図ると共に、トナー搬送性を長期に渡って維持することができる現像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に係る現像装置により、トナー搬送安定性の向上を図ることはできるが、現像ローラ表面のトナーフィルミングや規制部材へのトナー固着の発生を抑制できない可能性がある。

【0006】

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、現像ローラのトナー搬送性、耐固着性及び耐フィルミング性を向上させることが可能な現像装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様によれば、下から順に、目開き２０μmの第１ふるい、目開き４５μmの第２ふるい、及び目開き７５μmの第３ふるいを積み上げ、前記第３ふるいに２ｇ載せて１分間加振した後に以下の式（１）により求められる凝集度が５０〜９０％のトナーと、前記トナーを担持して回転する現像ローラと、を有する現像装置であって、前記現像ローラは、周方向に伸びる複数のスジ状の溝部と、回転軸方向に伸びる複数の段差部とを表面に有する。
凝集度＝１００×（第３ふるいの残トナー量＋０．６×第２ふるいの残トナー量＋０．２×第１ふるいの残トナー量）／２ ・・・式（１）

【発明の効果】

【0008】

本発明の実施形態によれば、現像ローラのトナー搬送性、耐固着性及び耐フィルミング性を向上させることが可能な現像装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態に係る画像形成装置の概略構成を例示する図である。

【図2】実施形態に係るプロセスカートリッジの概略構成を例示する図である。

【図3】実施形態に係る現像ローラ表面構造を例示する図である。

【図4】実施形態に係る現像ローラ表面の概略構造を例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

【0011】

＜画像形成装置の構成＞
まず、図１に基づいて、実施形態に係る一成分現像方式の画像形成装置５０の全体構成及び動作について説明する。図１は、画像形成装置５０の内部構成を例示する概略図である。なお、本実施形態に係る画像形成装置５０はカラープリンタであるが、単色或いはカラーのＦＡＸ、プリンタ、複合機であっても良い。

【0012】

図１に示す様に、画像形成装置５０は、本体フレーム５１の中央部に４つのプロセスカートリッジ５８Ｋ，５８Ｃ，５８Ｍ，５８Ｙが併設されている。また、プロセスカートリッジ５８Ｋ，５８Ｃ，５８Ｍ，５８Ｙの上部には、感光体１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙに潜像を形成するための露光装置５７が設けられている。感光体１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙは、表面にブラックトナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像、イエロートナー像がそれぞれ形成される。

【0013】

プロセスカートリッジ５８Ｋ，５８Ｃ，５８Ｍ，５８Ｙは、現像剤として使用されるトナーの色が異なるだけで同様の構成であり、以下では各色を表す符号を省略してプロセスカートリッジ５８として説明する。同様に、感光体１Ｋ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｙについても、各色を表す符号を省略して感光体１として説明する。

【0014】

プロセスカートリッジ５８は、図２に示す様に、フレーム１４の内部に感光体１、帯電ローラ１１、クリーニングブレード１３、現像装置１００を有する。プロセスカートリッジ５８は、フレーム１４を介して画像形成装置５０の装置本体としての本体フレーム５１に対して着脱自在に設置される。

【0015】

帯電ローラ１１は、感光体１の表面に圧接されており、回転駆動する感光体１に従動回転しながら不図示の高圧電源によって、ＤＣ又はＤＣにＡＣが重畳されたバイアスが印加され、例えば−１０００〜−２００Ｖに感光体１の表面を一様に帯電する。

【0016】

現像装置１００は、現像ローラ１０１、層厚規制部材１０２、供給ローラ１０３、トナー収容室１０４、攪拌部材１０５、攪拌搬送スクリュ１０６，１０７を有する。

【0017】

トナー収容室１０４に収容されているトナーは、回転する攪拌部材１０５により攪拌されて解された状態で、攪拌搬送スクリュ１０６，１０７によって供給ローラ１０３に搬送される。供給ローラ１０３は、表面に付着したトナーを現像ローラ１０１の表面に供給する。

【0018】

現像ローラ１０１は、供給ローラ１０３から供給されるトナーを担持して回転する。現像ローラ１０１表面のトナーは、層厚規制部材１０２により薄層化されると共に帯電されたトナー層が形成される。現像ローラ１０１には、不図示の高圧電源から現像バイアスが印加され、トナー層を介して当接する感光体１との間で電界を形成して感光体１表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する。

【0019】

層厚規制部材１０２は、自由端側が現像ローラ１０１表面に押圧されており、現像ローラ１０１との間を通過するトナーを薄層化すると共に摩擦帯電によりトナーに電荷を付与する。

【0020】

現像ローラ１０１と感光体１との間には現像電界が形成され、感光体１表面の静電潜像に現像ローラ１０１表面のトナー層からトナーが供給されることで、感光体１表面にトナー像が形成される。

【0021】

図１に示す様に、プロセスカートリッジ５８の下部には、中間転写ベルト５３が設けられている。中間転写ベルト５３は、一次転写ローラ５４、二次転写対向ローラを兼ねる駆動ローラ５５、クリーニング対向ローラ５９、テンションローラを兼ねる従動ローラ５６に張架され、駆動ローラ５５に従動して回転する。

【0022】

各感光体１表面に形成されたトナー像は、一次転写ローラ５４との間に形成される転写電界により中間転写ベルト５３上に重ねて転写されることで、カラートナー像が形成される。

【0023】

中間転写ベルト５３の下部には、記録媒体としての用紙Ｐを収容する給紙カセット６０が設けられている。用紙Ｐは、給紙ローラ６１、搬送ローラ６２等により給紙搬送されて二次転写ローラ６３と中間転写ベルト５３との間を通過する際に、中間転写ベルト５３上のトナー像が二次転写される。用紙Ｐにトナー像を転写した後の中間転写ベルト５３表面の転写残トナーは、クリーニング装置６６のブレード６６ａによって掻き取られてトナー回収装置６７に回収される。

【0024】

トナー像を表面に載せた用紙Ｐは、定着装置６４を通過する際に加熱及び加圧されて表面にトナー像が定着され、排紙ローラ６５により排紙トレイ６８に排出される。

【0025】

画像形成装置５０は、以上で説明した構成及び動作により、用紙Ｐに画像を印刷して機外に排出する。なお、画像形成装置としては、例えば感光体１から用紙Ｐに直接トナー像を転写する構成等であっても良く、本実施形態の構成に限るものではない。

【0026】

＜現像ローラの表面構造＞
図３は、実施形態に係る現像ローラ１０１の表面構造を例示する図である。

【0027】

図３（ａ）は、現像ローラ１０１表面の一部を拡大して模式的に表した図である。図３（ａ）に示す様に、現像ローラ１０１は、周方向に伸びる複数のスジ状の溝部１１１と、回転軸方向に伸びる複数の段差部１１２とを表面に有する。図３（ｂ）は、現像ローラ１０１表面に形成される溝部１１１の拡大写真であり、図３（ｃ）は、現像ローラ１０１の表面に形成される段差部１１２の拡大写真である。現像ローラ１０１には、表面全体に渡って溝部１１１及び段差部１１２が混在する様に形成されている。

【0028】

一成分現像方式は、現像ローラ１０１と層厚規制部材１０２との間、現像ローラ１０１と感光体１との間等におけるトナーへのストレスが大きく、層厚規制部材１０２へのトナー固着、現像ローラ１０１表面へのトナーフィルミング等が発生する場合がある。

【0029】

特に、省エネ化のために低温定着トナーを用いた場合には、この様な問題が発生し易くなる。また、層厚規制部材１０２を研磨してトナー固着を防止するために研磨剤入りのトナーを用いる場合には、トナー流動性が低下することにより画像ベタ追従不良、トナー供給不良が発生し、研磨効果が低下して層厚規制部材１０２の研磨効果が得られずトナー固着を防止できない場合がある。

【0030】

本実施形態に係る現像ローラ１０１によれば、周方向に形成された溝部１１１が、例えばトナーに含まれる研磨剤による層厚規制部材１０２の研磨効果を高めることで、トナー固着の発生を抑制することができる。

【0031】

また、回転軸方向に形成された段差部１１２は、供給ローラ１０３から供給されるトナーを効率的に層厚規制部材１０２まで運ぶことができるため、トナー搬送の安定性向上に寄与し、ベタ追従不良を改善することができる。

【0032】

また、現像ローラ１０１は、溝部１１１及び段差部１１２により、層厚規制部材１０２近傍のトナーを流動化させる効果を有し、感光体１との間の現像部へのトナー供給量が低下するトナー供給不良の発生を抑制できる。

【0033】

この様に、本実施形態に係る現像装置１００によれば、現像ローラ１０１が溝部１１１及び段差部１１２を有することにより、例えば凝集度が高いトナーを用いた場合であっても、トナー搬送性、耐固着性及び耐フィルミング性等を向上させることが可能になる。

【0034】

図４に、現像ローラ表面の概略構造を例示する。図４（ａ）は溝部１１１の形状を例示する図であり、図４（ｂ）は段差部１１２の形状を例示する図である。

【0035】

図４（ａ）に例示するＬ１は、現像ローラ１０１の周方向に伸びる溝部１１１の長さである。また、Ｄは、現像ローラ１０１表面からの溝部１１１の深さであり、Ｐ１は、現像ローラ１０１表面において回転軸方向に隣り合う溝部１１１の間隔（ピッチ）である。

【0036】

溝部１１１の長さＬ１の平均値は、２０〜５０μｍであることが好ましく、３０〜４０μｍであることがより好ましい。また、深さＤの平均値は、２〜５μｍであることが好ましく、３〜４．５μｍであることがより好ましい。ピッチＰ１の平均値は、１０〜５０μｍであることが好ましく、２０〜４０μｍであることがより好ましい。現像ローラ１０１が、表面にトナー粒子径に対して適正な凹凸を持つことで、トナーに運動エネルギーを与えて現像ローラ１０１との接触回数を増やし、その結果トナーの帯電量が安定するという効果がある。

【0037】

図４（ｂ）に例示するＬ２は、現像ローラ１０１の回転軸方向に伸びる段差部１１２の長さである。また、Ｈは、現像ローラ１０１表面からの段差部１１２の高さであり、Ｐ２は、現像ローラ１０１表面において周方向に隣り合う段差部１１２の間隔（ピッチ）である。

【0038】

段差部１１２の長さＬ２の平均値は、５０〜５００μｍであることが好ましく、１００〜３００μｍであることがより好ましい。また、高さＨの平均値は、２〜５μｍであることが好ましく、３〜４．５μｍであることがより好ましい。ピッチＰ２の平均値は、５０〜２００μｍであることが好ましく、８０〜１８０μｍであることがより好ましい。

【0039】

また、本実施形態の現像装置に用いられるトナーとしては、凝集度が５０〜９０％のトナーを用いることが可能であるが、トナーの凝集度としては７０〜８５％であることがより好ましい。現像ローラ１０１表面の段差部１１２は、トナーを攪拌することでトナーの循環が向上するという効果がある。

【実施例】

【0040】

（トナー製造例）
[樹脂分散体１]
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ドデシル硫酸ナトリウム０．７部、イオン交換水４９８部を入れ、攪拌しながら８０℃に加熱して溶解させた後、過硫酸カリウム２．６部をイオン交換水１０４部に溶解させたものを加えた。１５分後に、スチレンモノマー２００部、ｎ−オクタンチオール４．２部の単量体混合液を９０分かけて滴下し、更に６０分間８０℃に保って重合反応させた。その後、冷却して体積平均粒径１３５ｎｍの白色の［樹脂分散体１］を得た。この［樹脂分散体１］を２ｍＬシャーレに取り、分散媒を蒸発させて得られた乾固物を測定したところ、数平均分子量８３００、重量平均分子量１６９００、Ｔｇ８３℃であった。

【0041】

[ポリエステル１の合成]
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物２２９部、ビスフェノールＡプロピオンオキサイド３モル付加物５２９部、テレフタル酸２０８部、アジピン酸４６部及びジブチルスズオキシド２部を投入し、常圧下２３０℃で８時間反応させた。更に１０〜１５ｍｍＨｇの減圧下で５時間反応させた後、反応槽中に無水トリメリット酸４４部を添加し、常圧下１８０℃で２時間反応させて、［ポリエステル１］を得た。この［ポリエステル１］は、数平均分子量２，５００、重量平均分子量６，７００、ガラス転移温度４３℃、酸価２５ｍｇＫＯＨ／ｇであった。

【0042】

[ポリエステル２の合成]
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物２６４部、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド２モル付加物５２３部、テレフタル酸１２３部、アジピン酸１７３部及びジブチルチンオキサイド１部を入れ、常圧、２３０℃で８時間反応させ、更に１０〜１５ｍｍＨｇの減圧下で８時聞反応させた。その後、反応容器に無水トリメリット酸２６部を入れ、１８０℃、常圧で２時間反応させて、［ポリエステル２］を得た。［ポリエステル２］は、数平均分子量４０００、重量平均分子量４７０００、Ｔｇ６５℃、酸価１２であった。

【0043】

[イソシアネート変性ポリエステル１の合成]
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物６８２部、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド２モル付加物８１部、テレフタル酸２８３部、無水トリメリット酸２２部及びジブチルスズオキシド２部を仕込み、常圧下、２３０℃で８時間反応させた。更に、１０〜１５ｍｍＨｇの減圧下で、５時間反応させて、［中間体ポリエステル１］を得た。この［中間体ポリエステル１］は、数平均分子量２，２００、重量平均分子量９，７００、ガラス転移温度５４℃、酸価０．５ｍｇＫＯＨ／ｇ、水酸基価５２ｍｇＫＯＨ／ｇであった。

【0044】

次に、冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に［中間体ポリエステル１］４１０部、イソホロンジイソシアネート８９部、酢酸エチル５００部を入れて１００℃で５時間反応させて、［イソシアネート変性ポリエステル１］を得た。

【0045】

[マスターバッチ１の作製]
カーボンブラック（キャボット社製リーガル４００Ｒ）４０部、結着樹脂（ポリエステル樹脂：三洋化成ＲＳ−８０１、酸価１０、Ｍｗ２０，０００、Ｔｇ６４℃）６０部、水３０部をヘンシェルミキサーで混合し、顔料凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。これをロール表面温度１３０℃に設定した２本ロールにより４５分間混練し、パルベライザーで１ｍｍの大きさに粉砕して、［マスターバッチ１］を得た。

【0046】

[油相の作製]
撹拌棒及び温度計をセットした容器に、［ポリエステル１］５４５部、［パラフィンワックス（融点７４℃）］１８１部、酢酸エチル１４５０部を仕込み、撹拌下８０℃に昇温し、８０℃のまま５時間保持した後、１時間で３０℃に冷却した。次いで容器に［マスターバッチ１］５００部、酢酸エチル１００部を仕込み、１時間混合し［原料溶解液１］を得た。次いで、［原料溶解液１］１５００部を容器に移し、ビーズミル（ウルトラビスコミル、アイメックス社製）を用いて、送液速度１ｋｇ／ｈｒ、ディスク周速度６ｍ／秒、０．５ｍｍジルコニアビーズを８０体積％充填、３パスの条件で、顔料、ＷＡＸの分散を行った。次いで、［ポリエステル２］の６６％酢酸エチル溶液６５５部を加え、上記条件のビーズミルで１パスし、［顔料・ＷＡＸ分散液１］を得た。次いで、［顔料・ＷＡＸ分散液１］９７６部をＴＫホモミキサー（特殊機化製）により５，０００ｒｐｍで１分間混合した後、［イソシアネート変性ポリエステル１］８８部を加え、ＴＫホモミキサー（特殊機化製）により５，０００ｒｐｍで１分間混合して［油相１］を得た。得られた［油相１］の固形分を測定したところ、５２．０％であり、固形分に対する酢酸エチルの量は９２％であった。

【0047】

[水相の調製]
イオン交換水９７０部、分散安定用の有機樹脂微粒子（スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体）の２５％水性分散液４０部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの４８．５％水溶液９５部、酢酸エチル９８部を混合撹拌したところｐＨ６．２となった。これに、１０％水酸化ナトリウム水溶液を滴下してｐＨ９．５に調整し、［水相１］を得た。

【0048】

[芯粒子の作製]
得られた［油相１］に［水相１］１２００部を加え、ミキサーのせん断熱による温度上昇を抑えるために水浴で冷却して、液中温度を２０℃〜２３℃の範囲に調整しながら、ＴＫホモミキサーにより回転数８，０００〜１５，０００ｒｐｍで２分間混合した。次いでアンカー翼を取り付けたスリーワンモーターにより回転数１３０〜３５０ｒｐｍで１０分間攪拌し、芯粒子となる油相の液滴が水相に分散された［芯粒子スラリー１］を得た。

【0049】

[突起部の形成]
［芯粒子スラリー１］をアンカー翼を取り付けたスリーワンモーターにより回転数１３０〜３５０ｒｐｍで攪拌しながら、液温が２２℃の状態で、［樹脂分散体１］１０６部とイオン交換水７１部を混合したもの（固形分濃度１５％）を３分間かけて滴下した。滴下後、回転数を２００〜４５０ｒｐｍにして３０分間攪拌を続け、［複合粒子スラリー１］を得た。この［複合粒子スラリー１］を１ｍＬ取って１０ｍＬに希釈し、遠心分離したところ、上澄み液は透明であった。

【0050】

[脱溶工程]
撹拌機及び温度計をセットした容器に、［複合粒子スラリー１］を投入し、攪拌しながら３０℃で８時間脱溶剤を行い、［分散スラリー１］を得た。この［分散スラリー１］を少量スライドグラス上に置き、カバーガラスを挟んで光学顕微鏡により２００倍の倍率で様子を観察したところ、均一な着色粒子が観察された。また［分散スラリー１］を１ｍＬ取って１０ｍＬに希釈し、遠心分離を行ったところ、上澄み液は透明であった。

【0051】

[洗浄・乾燥工程]
［分散スラリー１］１００部を減圧濾過した後、（１）：濾過ケーキにイオン交換水１００部を加え、ＴＫホモミキサーで混合（回転数１２，０００ｒｐｍで１０分間）した後濾過した。（２）：（１）の濾過ケーキにイオン交換水９００部を加え、超音波振動を付与してＴＫホモミキサーで混合（回転数１２，０００ｒｐｍで３０分間）した後、減圧濾過した。リスラリー液の電気伝導度が１０μＣ／ｃｍ以下となるようにこの操作を繰り返した。（３）：（２）のリスラリー液のｐＨが４となるように１０％塩酸を加え、そのままスリーワンモーターで３０分撹拌した後、濾過した。（４）：（３）の濾過ケーキにイオン交換水１００部を加え、ＴＫホモミキサーで混合（回転数１２，０００ｒｐｍで１０分間）した後、濾過した。リスラリー液の電気伝導度が１０μＣ／ｃｍ以下となるようにこの操作を繰り返し［濾過ケーキ１］を得た。［濾過ケーキ１］を循風乾燥機により４５℃で４８時間乾燥し、目開き７５μｍメッシュで篩い、［トナー母体１］を得た。得られた［トナー母体１］を走査電子顕微鏡で観察したところ、芯粒子の表面にビニル樹脂が均一に付着していた。

【0052】

前記トナー母体１に対し、クラリアント社製Ｈ２０ＴＭ（外添材１）を１．２部、日本アエロジル社製ＲＹ５０−Ｎ４（外添材２：シリコーンオイル処理シリカ）を３．５部加え、ヘンシェルミキサーに投入して、周速３３ｍ／ｓで１０分間撹拌しトナー１を得た。

【0053】

次にアエロジル社製ＲＹ５０−Ｎ４をアエロジル社製ＮＸ−９０にした以外はトナー１と同様にしてトナー２を得た。更にアエロジル社製ＲＹ５０−Ｎ４をCAB-O-SIL社製 EP-BR0403を２．０部にした以外はトナー１と同様にしてトナー３を得た。それぞれのトナー凝集度はトナー１が５８％、トナー２が４２％、トナー３は８６％であった。

【0054】

＜凝集度の測定＞
トナーの凝集度は、ホソカワミクロン社製パウダーテスターを用いて、以下に記す方法により測定した。まず、下から目開き２０／４５／７５μｍのふるいを積み上げてパウダーテスターに設置し、トナー２．０ｇを７５μｍふるいに載せてパウダーテスターにより振動を１ｍｉｎ加えて、各ふるいに残ったトナー重量を測定した。次に、以下の式に基づいて凝集度を求めた。

【0055】

凝集度＝１００×（７５μｍ残トナー量＋０．６×４５μｍ残トナー量＋０．２×２０μｍ残トナー量）／２
（実施例１）
日本ゼオン社製エピクロロヒドリンゴムＨｙｄｒｉｎ Ｔ３１０６をＳＵＭ製６φの金属シャフト上にゴム厚が３ｍｍになるように押出成型し、その後１５０℃の環境で１２０分間保管して加硫した。その後、ローラ表面を水口製作所社製研磨機ＬＥＯ６００−Ｆ４Ｌ−ＢＭＥでゴムローラ表面粗さＲａを１．０μmまで粗研磨後、水口製作所社製ＳＺＣにてテープ粗さ２０μm、ゴムローラ回転数を８００ｒｐｍ、２パス研磨、テープ送り速度２５ｍｍ／ｓ、オシレーション無し、トラバース送り速度７００ｍｍ／ｓの条件で仕上げ研磨を行い、現像ローラ用ゴム基材を得た。

【0056】

次に、表層材として酢酸エチル１００重量部に三井化学ポリウレタン社製イソシアネートＤ１７０Ｎ ２．５重量部にケッチェンブラック社製ケッチェンブラックＥＣを０．０３重量部を投入し、シンマルエンタープライゼス社製ターブラミキサにて６０分撹拌した。その後、アトマックス社製ＡＭ６型ノズルを用いて２パスで膜厚が２．０μmになるようにスプレー塗布し、更に１５０℃で１時間の焼成を行うことで実施例１の現像ローラを得た。

【0057】

得られた現像ローラ及びトナー１を用いて、下記の評価方法によりトナー固着、ベタ追従性、トナー供給性、トナーフィルミングについて評価を行った。

【0058】

（実施例２）
テープ粗さを２５μmにする以外は実施例１と同様にして実施例２の現像ローラを得た。得られた現像ローラ及びトナー１を用いて、下記の評価方法により評価を行った。

【0059】

（実施例３）
テープ粗さを３０μmにする以外は実施例１と同様にして実施例３の現像ローラを得た。得られた現像ローラ及びトナー１を用いて、下記の評価方法により評価を行った。

【0060】

（実施例４）
研磨におけるパス回数を１回にして１パス研磨にする以外は実施例１と同様にして実施例４の現像ローラを得た。得られた現像ローラ及びトナー１を用いて、下記の評価方法により評価を行った。

【0061】

（実施例５）
研磨におけるパス回数を３回にして３パス研磨にする以外は実施例１と同様にして実施例５の現像ローラを得た。得られた現像ローラ及びトナー１を用いて、下記の評価方法により評価を行った。

【0062】

（実施例６）
粗研磨における狙いのゴムローラ表面粗さＲａを１．５μｍにする以外は実施例１と同様にして実施例６の現像ローラを得た。得られた現像ローラ及びトナー１を用いて、下記の評価方法により評価を行った。

【0063】

（実施例７）
粗研磨における狙いのゴムローラ表面粗さＲａを０．６μｍにする以外は実施例１と同様にして実施例７の現像ローラを得た。得られた現像ローラ及びトナー１を用いて、下記の評価方法により評価を行った。

【0064】

（実施例８）
実施例１と同様にして得られた現像ローラ及びトナー３を用いて、下記の評価方法により評価を行った。

【0065】

（比較例１）
日本ゼオン社製エピクロロヒドリンゴムＨｙｄｒｉｎ Ｔ３１０６をＳＵＭ製６φの金属シャフト上にゴム厚が３ｍｍになるように押出成型し、その後１５０℃の環境で１２０分間保管して加硫した後、ローラ表面を水口製作所社製研磨機ＬＥＯ６００−Ｆ４Ｌ−ＢＭＥでゴムローラ表面粗さＲａを１．０μmまで粗研磨し、現像ローラ用ゴム基材を得た。表層作成手順は実施例１と同様にして比較例１の現像ローラを得た。

【0066】

得られた現像ローラ及びトナー１を用いて、下記の評価方法により評価を行った。

【0067】

（比較例２）
研磨におけるパス回数を４回にして４パス研磨にする以外は実施例１と同様にして比較例２の現像ローラを得た。得られた現像ローラ及びトナー１を用いて、下記の評価方法により評価を行った。

【0068】

（比較例３）
実施例１と同様にして得られた現像ローラ及びトナー２を用いて、下記の評価方法により評価を行った。

【0069】

＜表面粗さＲａの測定＞
表面粗さＲａは、東京精密社製サーフコム１４００Ｄを用いて測定速度０．３ｍｍ／ｓ、測定長さ４．０ｍｍ、カットオフ波長０．８ｍｍ、測定倍率２．０倍、λsカットオフ比３００、λsカットオフ波長２．６６６７μｍの条件で測定した。ＪＩＳ−'０１規格により表面粗さＲａを算出した。

【0070】

＜溝部１１１及び段差部１１２の形状測定＞
溝部１１１の長さＬ１及びピッチＰ１、段差部１１２の長さＬ２及びピッチＰ２は、以下の方法にて測定した。まず、日立ハイテクマニファクチャ＆サービス社製走査電子顕微鏡Ｓ−４８００を用いて、倍率２０００倍で現像ローラの表面５箇所（軸方向両端部、中央部、両端部と中央部との中間２箇所）を撮影した。次に、５箇所の表面写真それぞれにおいて、溝部１１１及び段差部１１２を各１０本抽出し、溝部１１１の長さＬ１及びピッチＰ１、段差部１１２の長さＬ２及びピッチＰ２をそれぞれ計測した。計測した値の平均値を、溝部１１１の長さＬ１，ピッチＰ１、段差部１１２の長さＬ２，ピッチＰ２を求めた。

【0071】

溝部１１１の深さＤは、以下の方法にて測定した。まず、現像ローラを軸方向に切断した断面を、日立ハイテクマニファクチャ＆サービス社製走査電子顕微鏡Ｓ−４８００を用いて、倍率２０００倍で現像ローラの断面５箇所（軸方向両端部、中央部、両端部と中央部との中間２箇所）で撮影した。次に、５箇所の断面写真からそれぞれ溝部１１１を１０本抽出し、抽出した溝部１１１について計測した深さの平均値を、溝部１１１の深さＤとした。

【0072】

段差部１１２の高さＨは、以下の方法にて測定した。まず、現像ローラを軸方向に直交する方向に５箇所（軸方向両端部、中央部、両端部と中央部との中間２箇所）切断した。次に、日立ハイテクマニファクチャ＆サービス社製走査電子顕微鏡Ｓ−４８００を用いて、倍率２０００倍で現像ローラの５箇所の断面を撮影した。撮影した５箇所の断面写真からそれぞれ段差部１１２を１０本抽出し、抽出した段差部１１２について計測した高さの平均値を、段差部１１２の高さＨとした。

【0073】

以下の表１に、各実施例及び各比較例における現像ローラの作製条件、溝部１１１及び段差部１１２の形状を示す。

【0074】

【表1】

＜評価方法＞
各実施例及び比較例に記載した現像ローラ及びトナーをリコー社製ＩＰＳＩＯ−Ｃ３１０の現像装置にセットして下記評価方法にて、トナー固着、ベタ追従性、トナー供給性、トナーフィルミングについて評価を行った。

【0075】

トナー固着：温度３０℃及び湿度８０％の環境で、白紙耐久１枚間欠モードにて１０Ｋ枚ランニングし、ハーフトーン画像における縦白スジの本数を確認した。発生した白スジの数が０本の場合を「○」、１本の場合を「△」、２本以上の場合を「×」として評価を行った。

【0076】

ベタ追従性：温度３０℃及び湿度８０％の環境で、白紙耐久１枚間欠モードにて１０Ｋ枚ランニングした後、黒ベタ画像を２枚連続で出力したときの２枚目後端の黒ベタ濃度をマクベス濃度計で測定した。測定した黒ベタ濃度が１．４５以上の場合を「○」、１．３５以上１．４５未満の場合を「△」、１．３５未満の場合を「×」として評価を行った。

【0077】

トナー供給性：温度３０℃及び湿度８０％の環境で、白紙耐久１枚間欠モードにて１０Ｋ枚ランニングし、黒ベタ画像を連続で出力したときの画像後端に向かって広がる濃度低下の有無を確認した。評価は画像後端部の黒ベタ濃度をマクベス濃度計で測定することで行い、測定した黒ベタ濃度が１．４５以上の場合を「○」、１．３５以上１．４５未満の場合を「△」、１．３５未満の場合を「×」とした。

【0078】

現像ローラフィルミング：温度３０℃及び湿度８０％の環境で、白紙耐久１枚間欠モードにて１０Ｋ枚ランニングし、現像ローラ表面をＳＥＭで確認。現像ローラにエアーを吹き付けた後の現像ローラ表面のトナー有無で確認した。現像ローラ表面にトナーがほぼ付着していない場合を「○」、トナーが一部取れるが現像ローラ表面形状が一部変化している場合を「△」、エアーを吹き付けてもトナーが取れず、現像ローラ表面が変化している場合を「×」とした。

【0079】

＜評価結果＞
各実施例及び比較例の評価結果を表２に示す。

【0080】

【表2】

表２に示す様に、実施例１〜７では、トナー固着、ベタ追従性、トナー供給性、トナーフィルミングについて良好な結果が得られた。これに対して、比較例１では、トナー固着が「△」、トナー供給性及びトナーフィルミングが「×」であった。また、比較例２では、トナー供給性が「△」、ベタ追従性が「×」であった。さらに比較例３では、ベタ追従性及びトナー供給性が「△」、トナー固着及びトナーフィルミングが何れも「×」であった。

【0081】

以上、実施形態に係る現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。

【符号の説明】

【0082】

５０ 画像形成装置
５８ プロセスカートリッジ
１００ 現像装置
１０１ 現像ローラ
１１１ 溝部
１１２ 段差部

【先行技術文献】

【特許文献】

【0083】

【特許文献1】特開平６−１７５４７６号公報

【図1】

【図2】

【図4】

【図3】