JP2004341122A

JP2004341122A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004341122A
Application number: JP2003135993A
Authority: JP
Inventors: Koichi Matsuzaki; 幸一松崎
Original assignee: Oki Data Corp
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2003-05-14
Filing date: 2003-05-14
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2023-05-14
Also published as: US7099610B2; JP3947133B2; US7261990B2; US20040228662A1; US20060127792A1

Abstract

【課題】低温低湿下において低デューティ印刷を行っても、画像に汚れが発生することがなく、良好な画像品位を得ることができるようにする。
【解決手段】静電潜像が表面に形成される像担持体と、該像担持体と接触させて配設され、静電潜像にトナー１２を付着させる現像部材と、該現像部材と接触させて配設されたトナー供給部材と、前記現像部材上のトナー１２を薄層化するトナー層形成部材とを有する。そして、前記トナー１２は、ほぼ球状の形状を有し、現像部の上部から供給され、飽和見掛け密度が０．４２１７〔ｇ／ｍｌ〕以下にされる。この場合、トナー１２の飽和見掛け密度が０．４２１７〔ｇ／ｍｌ〕以下にされるので、低温低湿下において低デューティ印刷を行っても、画像に汚れが発生することがない。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、印刷装置、複写機、ファクシミリ装置等において電子写真プロセスを使用して画像を形成する画像形成装置、例えば、電子写真プリンタにおいては、光導電性絶縁層から成る感光体ドラムの表面を、一様に、かつ、均一に帯電させ、次に、露光し、露光された部分の電荷を消滅させることによって静電潜像を形成し、続いて、該静電潜像に、少なくとも着色剤を含む現像剤、例えば、トナーを付着させることによってトナー像を形成し、該トナー像を用紙に転写し、加熱、加圧又はその他適当な定着方法によって定着させるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１０６１７０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の画像形成装置においては、低温低湿下において間欠的に低デューティ印刷（デューティ：用紙の印刷領域に対する実印刷ドットの割合）を行うと、画像に汚れが発生してしまう。例えば、温度が１０〔℃〕、湿度が２０〔％〕の環境下で、Ａ４判の用紙に対して、文字が数行しかないような印刷パターンを５分間に１枚ずつ印刷すると、印刷を開始してから１〜２時間が経過したときに、画像に汚れが発生してしまう。
【０００５】
図２は従来の現像装置の要部を示す概念図である。
【０００６】
図において、１４は、図示されない感光体ドラムと接触させて矢印Ａ方向に回転自在に配設され、感光体ドラムにトナーを付着させる現像ローラ、１３は、該現像ローラ１４と接触させて矢印Ｂ方向に回転自在に配設され、前記現像ローラ１４にトナーを供給するスポンジローラ、１５は前記現像ローラ１４上にトナーを薄層化してトナー層を形成する現像ブレードである。
【０００７】
前記感光体ドラムの表面電位をＥＯＰＣとし、現像ローラ１４に印加される電圧をＶｄｖとし、現像ローラ１４のローラ電位を表し、トナー層を構成するトナーの表面電位をＥｔとし、Ｃを電子写真プリンタによって決まる装置定数としたとき、経験上、
（Ｖｄｖ＋Ｅｔ）−ＥＯＰＣ＜Ｃ
であるときに画像に汚れが発生することが分かっている。これは、現像ローラ１４上においてトナーは一様に表面電位Ｅｔに帯電しているわけではなく、ある程度の帯電分布を有し、表面電位Ｅｔはあくまで帯電分布の平均値にすぎないので、帯電分布上、マイナス側に大きく帯電しているトナーが感光体ドラム上の非露光部分に付着してしまうからである。
【０００８】
例えば、低温低湿下において、
ＥＯＰＣ≒−８００〔Ｖ〕
Ｖｄｖ＝−２２０〔Ｖ〕
Ｃ＝２５０
である場合、
（−２２０＋Ｅｔ）−（−８００）＜２５０
になり、したがって、
Ｅｔ＜−３３０〔Ｖ〕
になる。このことから、平均値を表す表面電位Ｅｔが−３３０〔Ｖ〕より低くなると、マイナス側に大きく帯電しているトナーが多くなり、該トナーによって画像に汚れが発生するということになる。
【０００９】
なお、低温低湿下においては、感光体ドラムを帯電させる図示されない帯電ローラが乾燥し、帯電ローラの電気抵抗が高くなるのに対して、感光体ドラムを帯電させるために帯電ローラに印加される電圧が一定であるので、感光体ドラムに注入される電流が少なくなり、表面電位ＥＯＰＣがその分高くなり、零（０）〔Ｖ〕に近くなる。また、トナーも乾燥し、トナーの電気抵抗も高くなるので、トナーは帯電しやすくなり、表面電位Ｅｔがその分低くなり、零〔Ｖ〕から離れる。
【００１０】
特に、間欠的な低デューティ印刷においては、印刷が行われていない間に図示されないトナーカートリッジから落下したトナーが密になり、特に、現像ローラ１４の回転方向における現像ブレード１５よりわずかに上流側の部分ｐ１に詰まりやすくなる。
【００１１】
このような現象を示すものとして、トナーの見掛け密度の時間的変化がある。該見掛け密度は、一定の重量のトナーを容器に入れ、しばらく静置した後のその体積に基づいて算出した密度を表す。容器に入れられたトナーは、静置されている間に徐々に詰まり、体積が変化（一般に減少）する。その結果、見掛け密度が変化する（一般に大きくなる。）。粉砕トナー及び重合トナーの見掛け密度の時間的変化を表１に示す。
【００１２】
【表１】

【００１３】
この場合、見掛け密度は、粉砕トナー及び重合トナーをそれぞれ３０〔ｇ〕計量し、３０〔ｓｅｃ〕攪拌（かくはん）した後、１００〔ｍｌ〕のメスシリンダーに入れて静置し、時間が経過したときの体積に基づいて計算した（単位は〔ｇ／ｍｌ〕）。表１から分かるように、粉砕トナーは、時間が経過しても見掛け密度はほとんど変化しないが、重合トナーは、時間が経過するに従い、見掛け密度が大きくなり、６分以上が経過するとほぼ飽和する。なお、この状態の見掛け密度を飽和見掛け密度という。これは、粉砕トナーは、機械的に粉砕されて製造されているので、個々のトナーの形状が異なっていて、一様でないので、静置しても詰まりにくいのに対して、重合トナーは、化学的に重合することによって製造されているので、個々のトナーの形状がほぼ球状で一様であり、静置すると隙（すき）間なく詰まりやすいからであると考えられる。すなわち、前述されたような現象はトナーの形状が球状に近いものほど起こりやすいといえる。
【００１４】
このようにして、見掛け密度が大きくなると、現像ローラ１４上のトナー層が厚くなり、表面電位Ｅｔが低くなりやすい。
【００１５】
このように、低温低湿下において低デューティ印刷を行うと、画像に汚れが発生し、画像品位が低下してしまう。
【００１６】
本発明は、前記従来の画像形成装置の問題点を解決して、低温低湿下において低デューティ印刷を行っても、画像に汚れが発生することがなく、良好な画像品位を得ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の画像形成装置においては、静電潜像が表面に形成される像担持体と、該像担持体と接触させて配設され、静電潜像にトナーを付着させる現像部材と、該現像部材と接触させて配設され、現像部材との当接部において周面が相対的に移動させられるトナー供給部材と、前記現像部材上のトナーを薄層化するトナー層形成部材とを有する。
【００１８】
そして、前記トナーは、ほぼ球状の形状を有し、現像部材及びトナー供給部材によって構成される現像部の上部から供給され、飽和見掛け密度が０．４２１７〔ｇ／ｍｌ〕以下にされる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この場合、画像形成装置としての電子写真プタンタにおいて、印刷を行って画像を形成する場合について説明する。
【００２０】
図１は本発明の実施の形態における電子写真プリンタの概念図である。
【００２１】
図において、２１は、光導電性絶縁層から成り、矢印Ｃ方向に回転自在に配設された像担持体としての感光体ドラム、１９は前記感光体ドラム２１と接触させて矢印Ｄ方向に回転自在に配設された帯電装置としての帯電ローラである。そして、前記感光体ドラム２１の表面は、前記帯電ローラ１９によって一様に、かつ、均一に帯電させられ、次に、露光装置として配設されたＬＥＤヘッド１６によって印刷データに基づいて露光され、感光体ドラム２１の表面に静電潜像が形成される。
【００２２】
続いて、前記静電潜像は現像部としての現像装置２２によって可視像化され、感光体ドラム２１の表面に可視像としてのトナー像が形成される。前記現像装置２２は、前記感光体ドラム２１と接触させて矢印Ａ方向に回転自在に配設された現像部材及びトナー担持体としての現像ローラ１４、弾性を有する材料から成り、前記現像ローラ１４と接触させて矢印Ｂ方向に回転自在に配設されたトナー供給部材としてのスポンジローラ１３、前記現像ローラ１４上の現像剤としてのトナー１２を薄層化してトナー層を形成するトナー層形成部材としての現像ブレード１５、トナー１２を収容するトナーカートリッジ１１等を備え、前記スポンジローラ１３の周囲には、現像装置２２の上部、すなわち、トナーカートリッジ１１から供給され、落下したトナー１２がある。なお、スポンジローラ１３は、現像ローラ１４との当接部において周面が相対的に移動させられる。
【００２３】
前記現像ローラ１４は現像ブレード１５によって形成されたトナー層のトナー１２を静電潜像に付着させ、トナー像を形成する。
【００２４】
該トナー像は、感光体ドラム２１と接触させて矢印Ｅ方向に回転自在に配設された転写装置としての転写ローラ１８によって、媒体としての用紙２３に転写され、その後、図示されない定着装置において、加熱、加圧又はその他適当な定着方法によって定着させられる。なお、トナー像の転写後に、感光体ドラム２１上に残ったトナー１２は、感光体ドラム２１と接触させて矢印Ｆ方向に回転自在に配設されたクリーニングローラ２０によって掻（か）き取られ、除去される。
【００２５】
ところで、図示されない駆動部としてのモータを駆動すると、回転が、感光体ドラム２１に伝達され、図示されないギヤを介して感光体ドラム２１から、帯電ローラ１９、現像ローラ１４を介してスポンジローラ１３、転写ローラ１８、クリーニングローラ２０にそれぞれ伝達される。なお、前記感光体ドラム２１、及び帯電ローラ１９、現像ローラ１４、スポンジローラ１３、転写ローラ１８、クリーニングローラ２０等の各ローラには図示されない電源の電圧が印加され、該電圧は図示されない制御部によって制御される。
【００２６】
ところで、本実施の形態において、トナー１２は、球状の形状を有するカプセル構造を有し、異なるガラス転移温度を有する２種類以上の樹脂によって構成され、静置しても密に詰まらないように、飽和見掛け密度が０．４２１７〔ｇ／ｍｌ〕以下にされる。
【００２７】
次に、本実施の形態におけるトナー１２の製造方法について説明する。
【００２８】
本実施の形態において、トナー１２のコア材及びシェル材に用いられる樹脂としては、ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂があげられる。該熱可塑性樹脂のうち、ビニル樹脂を構成する単量体の組成物としては、例えば、スチレン、２，４−ジメチルスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−エチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−クロルスチレン、ビニルナフタレン等のスチレン、又はスチレン誘導体、又はアクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、アクリル酸アミル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸デシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸メトキシエチル、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸グリシジル、アクリル酸フェニル、α−クロルアクリル酸メチル、メタクリル酸、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸アミル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ｎ−オクチル、メタクリル酸イソオクチル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸メトキシエチル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等のエチレン性モノカルボン酸及びそのエステル、又はエチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のエチレン系不飽和モノオレフィン類、又は塩化ビニル、臭酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ギ酸ビニル、カプロン酸ビニル等のビニルエステル類、又はアクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のエチレン性モノカルボン酸置換体、又はマレイン酸エステル等のエチレン性ジカルボン酸及びその置換体、例えば、ビニルメチルケトン等のビニルケトン類、又はビニルメチルエーテル等のビニルエーテル類等を使用することができる。これらの樹脂を、単独又は混合で用いて、コア材及びシェル材の樹脂とすることができる。
【００２９】
また、前記単量体の組成物には、必要に応じて架橋剤を添加することができる。そして、該架橋剤として、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、ポリエチレングリコールジメタクリレート、２，２’−ビス（４−メタクリロキシジエトキジフェニル）プロパン、２，２’−ビス（４−アクリロキシジエトキジフェニル）プロパン、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、１，３−ブチレングリコールジメタクリレート、１，６−ヘキシレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート等を使用することができる。また、必要に応じて、これらの架橋剤を２種以上組み合わせて添加することもできる。
【００３０】
また、コア材用の熱可塑性樹脂を製造する際に使用される重合開始剤としては、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、１，１’−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、２，２’−アゾビス−４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル、その他のアゾ系又はジアゾ系重合開始剤、すなわち、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、イソプロピルパーオキシカーボネイト、クメンヒドロパーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド等の過酸化物系重合開始剤を使用することができる。
【００３１】
本実施の形態においては、トナー１２のコア材中に着色剤が含有されるが、従来のトナー１２の着色剤に使用される染料、顔料等のすべてを使用することができる。本実施の形態に用いられる着色剤としては、アセチレンブラック法、サーマルブラック法、チャンネルブラック法、ランプブラック法等によって製造される各種のカーボンブラック、カーボンブラックの表面を樹脂で被覆したグラフト化カーボンブラック、ブリリアントファーストスカーレット、フタロシアニンブルー、ニグロシン染料、ピグメントグリーンＢ、ローダミン−Ｂベース、パーマネントブラウンＦＧ、ソルベントレッド４９等、及びそれらの混合物等を使用することができる。
【００３２】
本実施の形態において、さらに、コア材に帯電制御剤を添加することもできる。この場合、負帯電性の帯電制御剤としては、例えば、合金属アゾ染料である「アイゼンスピロンブラックＴＲＨ」（保土ヶ谷化学社製）、「ボントロンＳ−３１」、「ボントロンＳ−３２」、「ボントロンＳ−３４」、「バリファーストブラック３８０４」（以上、オリエント化学社製）等、４級アンモニウム塩、例えば、「ＣＯＰＹＣＨＡＲＧＥＮＸＶＰ４３４」（ヘキスト社製）、ニトロイミダゾール誘導体銅フタロシアニン染料、サリチル酸のアルキル誘導体の金属錯体、例えば、「ボントロンＥ−８１」、「ボントロンＥ−８２」、「ボントロンＥ−８５」（以上、オリエント化学社製）等を使用することができる。また、他の負帯電性の帯電制御剤を使用することもできる。
【００３３】
また、正帯電性の帯電制御剤としては、例えば、ニグロシン染料である「オイルブラックＢＳ」、「ボントロンＮ−０１」、「ボントロンＮ−０７」、「ボントロンＮ−１１」、「ニグロシンベースＥＸ」、「オイルブラックＳＯ」（以上、オリエント化学社製）等、３級アミンを側鎖として含有するトリフェニルメタン系染料、４級アンモニウム塩化合物、例えば、「ボントロンＰ−５１」（オリエント化学社製）、セチルトリメチルアンモニウムブロマイド、例えば、「ＣＯＰＹＣＨＡＲＧＥＰＸＶＰ４３５」（ヘキスト社製）等、ポリアミン樹脂、例えば、「ＡＦＰ−Ｂ」（オリエント化学社製）、イミダゾール誘導体等を使用することができる。また、他の正帯電性の帯電制御剤を使用することもできる。
【００３４】
また、コア材中には必要に応じて、耐オフセット性を改善する目的で、例えば、ポリオレフィン、脂肪酸金属塩、高級脂肪酸、脂肪酸エステル、部分ケン化脂肪酸エステル、高級アルコール、パラフィンワックス、シリコンオイル、アミド系ワックス、シリコンワニス、多価アルコールエステル、脂肪酸フロロカーボン等のオフセット防止剤を任意の１種以上含有させてもよい。
【００３５】
前記ポリオレフィンとしては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ボリブテン等の樹脂を使用することができる。前記脂肪酸金属塩としては、例えば、マレイン酸と、亜鉛、マグネシウム、カルシウム等との金属塩を使用したり、ステアリン酸と、亜鉛、カドミウム、バリウム、鉛、鉄、ニッケル、コバルト、銅、アルミニウム、マグネシウム等との金属塩又は二塩基性ステアリン酸鉛を使用したり、オレイン酸と、亜鉛、マグネシウム、鉄、コバルト、銅、鉛、カルシウム等との金属塩を使用したり、パルミチン酸と、アルミニウム、カルシウム等との金属塩又はカプリル酸塩を使用したり、カプロン酸鉛三・リノール酸と、亜鉛、コバルト等との金属塩又はリシノール酸カルシウムを使用したり、リシノレイン酸と、亜鉛、カドミウム等との金属塩を使用したりすることができる。さらに、各混合物を使用することもできる。
【００３６】
前記脂肪酸エステルとしては、例えば、マイレン酸エチルエステル、マイレン酸ブチルエステル、ステアリン酸メチルエステル、ステアリン酸ブチルエステル、パルチミン酸セチルエステル、モンタン酸エチレングリコールエステル等を使用することができる。前記部分ケン化脂肪酸エステルとしては、例えば、モンタン酸エステルのカルシウム部分ケン化物等を使用することができる。
【００３７】
そして、前記高級脂肪酸としては、例えば、ドデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リシノール酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セラコレイン酸等及びこれらの混合物を使用することができる。また、前記高級アルコールとしては、例えば、ドデシルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール等を使用することができる。
【００３８】
さらに、前記パラフィンワックスとしては、例えば、天然パラフィン、マイクロワックス、合成パラフィン、塩素化炭化水素等を使用することができる。また、前記アミド系ワックスとしては、例えば、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、パルミチン酸アミド、ラウリル酸アミド、ベヘニン酸アミド、メチレンビスステアロアミド、エチレンビスステアロアミド、Ｎ，Ｎ’−ｍ−キシリレンビスステアリン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ｍ−キシリレンビス−１２−ヒドロキジステアリン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−イソフタル酸ビスステアリルアミド、Ｎ，Ｎ’−イソフタル酸ビス−１２−ヒドロキシステアリルアミド等を使用することができる。
【００３９】
また、前記シリコンワニスとしては、例えば、メチルシリコンワニス、フェニルシリコンワニス等を使用することができる。前記多価アルコールエステルとしては、例えば、グリセリンステアレート、グリセリンリシノレート、グリセリンモノベヘネート、ソルビタンモノステアレート、プロピレングリコールモノステアレート、ソルビタントリオレート等を使用することができる。そして、前記脂肪酸フロロカーボンとしては、例えば、四フッ化エチレン、六フッ化プロピレンの低重合化合物等を使用することができる。
【００４０】
トナー１２を製造する場合、まず、前述された物質のうちの少なくともコア材の樹脂となる重合性の単量体、重合開始剤及び着色剤を混合し、必要に応じて架橋剤、帯電制御剤、ワックス等を添加して混合して混合物を形成する。
【００４１】
次に、該混合物を分散媒に分散させて重合を行うことによって、コアとなる粒子、すなわち、コア粒子を形成する。
【００４２】
前記分散媒としては、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコール、グリセリン、アセトニトリル、アセトン、イソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等を単独で又は二つ以上を併せて使用することができる。また、分散媒の分散性を安定させる目的で分散安定剤を用いることもできる。
【００４３】
該分散安定剤としては、公知のもの、例えば、ポリビニルアルコール、ポリスチレンスルホン酸、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、テトラデジル硫酸ナトリウム、ペンタデジル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、アリル−アルキル−ポリエーテルスルボン酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、カプリン酸ナトリウム、カプリル酸ナトリウム、カプロン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウム、３，３−ジスルホンジフェニル尿素−４，４−ジアゾ−ビス−アミノ−β−ナワトール−６−スルホン酸ナトリウム、オルト−カルボキシベンゼン−アゾ−ジメチルアニリン、２，２，５，５−テトラメチル−トリフェニルメタン−４，４−ジアゾ−ビス−β−ナフトール−ジスルホン酸ナトリウム、リン酸三カルシウム、水酸化第二鉄、水酸化チタン、水酸化アルミニウム等を使用することができる。これらの分散安定剤は単独で又は二つ以上を併せて使用することができる。
【００４４】
前記混合物に分散媒、及び必要に応じて分散安定剤を添加して調整された懸濁液を得、該懸濁液を攪拌しながら、５０〜１００〔℃〕に保つことによって重合反応を進行又は完了させる。
【００４５】
そして、重合反応の進行中又は完了後に、前記懸濁液に第２番目の重合性の単量体を添加し、シード（ｓｅｅｄ）重合を行う。
【００４６】
すなわち、第１番目の重合によって得られた、重合反応の進行中又は重合完了後の着色剤を含む熱可塑性樹脂粒子（以下「中間粒子」という。）の水系懸濁液に少なくともビニル重合性の単量体及びビニル重合開始剤を添加し、中間粒子に吸収させた後、中間粒子中の単量体成分を重合させる。中間粒子中に吸収させるビニル重合性の単量体及びビニル重合開始剤は、単独で添加してもよく、また、あらかじめ水乳濁液として添加してもよい。添加する水乳濁液は、水にビニル重合性の単量体及びビニル重合開始剤を分散安定剤と共に乳化分散させたものであり、必要に応じて架橋剤、荷電制御剤、オフセット防止剤等を含有させることもできる。
【００４７】
シード重合に使用されるビニル重合開始剤、架橋剤及び分散安定剤は、中間粒子の製造時と同様のものを使用することができるが、必要に応じて、例えば、水溶性の重合開始剤を使用してシェル材の重合条件を最適化することもできる。
【００４８】
ビニル重合性の単量体又は水乳濁液の添加によって、該単量体は中間粒子の表面を覆い、コア粒子はわずかに膨潤する。そして、この状態でシェル材の樹脂となる重合性の単量体の成分の重合が進行して、中間粒子をコア粒子にするためにシード重合が行われ、トナー１２が完成する。
【００４９】
このような製造方法によれば、低いエネルギーで十分に定着させられるコア粒子を有することになるので、低温定着性及び耐オフセット性が極めて高度にバランスのとれたトナー１２を得ることができる。この場合、トナー１２の平均粒径は通常３〜３０〔μｍ〕にされる。
【００５０】
本実施の形態におけるトナー１２には、必要に応じて、流動性向上剤、クリーニング性向上剤等を使用することができる。
【００５１】
前記流動性向上剤としては、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、窒化ケイ素等を使用することができる。
【００５２】
なお、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もののいずれであってもよい。また、無水二酸化ケイ素、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、ケイ酸亜鉛等を使用することができる。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等によって表面処理されたシリカの微粉末等を使用することもできる。
【００５３】
そして、クリーニング性向上剤としては、例えば、ステアリン酸亜鉛に代表される高級脂肪酸の金属塩、フッ素系高分子量体の微粒子粉末等を使用することができる。さらに、現像性を調整するための添加剤、例えば、メタクリル酸メチルエステル、メタクリル酸ブチルエステル等の重合物の微粒子粉末等を使用することができる。
【００５４】
本実施の形態における熱・圧力による定着用のトナー１２は、磁性体微粉末を含有するものであるときには単独で現像剤として使用され、また、磁性体微粉末を含有しないものであるときには、非磁性一成分系現像剤、又はキャリヤと混合させて二成分系の現像剤を調整して使用することができる。前記キャリヤとしては、鉄粉、フェライト、ガラスビーズ等、又はそれらを樹脂で被覆したもの、更にマグネタイト微粉、フェライト微粉等を樹脂中に練り込んだ樹脂キャリヤ等が使用され、トナー１２のキャリヤに対する混合比は０．５〜２０重量部である。また、前記キャリヤの粒径としては、１５〜５００〔μｍ〕のものが使用される。
【００５５】
【実施例】
スチレン７７．５重量部及びアクリル酸−ｎ−ブチル２２．５重量部に、オフセット防止剤として低分子量ポリエチレン１．５重量部、帯電制御剤「アイゼンスピロンブラックＴＲＨ」（保土ヶ谷化学社製）１重量部、カーボンブラック（ＰｒｉｎｔｅｘＬデグサ社製）７重量部及び２，２’−アゾビスイソブチロニトリル１重量部を加え、アトライター（「ＭＡ−０１ＳＣ」（三井三池化工機社製））に投入し、１５〔℃〕で１０時間分散し、重合性組成物を得た。また、ポリアクリル酸８重量部及びジビニルベンゼン０．３５重量部を溶解したエタノール１８０重量部を用意し、これに蒸留水６００重量部を加え、重合のための分散媒を用意した。該分散媒に重合性組成物を添加し、ＴＫホモミキサー（「Ｍ型」（特殊機化工業社製））で１５〔℃〕、８０００回転の条件下で１０分間分散させた。
【００５６】
次に、得られた分散溶液を１〔ｌ〕のセパラブルフラスコ中に移し、窒素気流下１００〔ｒｐｍ〕で攪拌しながら８５〔℃〕で１２時間反応させた。ここまでの段階で、重合性組成物の重合反応によって、分散質が中間粒子として得られる。
【００５７】
続いて、中間粒子の水系懸濁液中に、超音波発振器（ＵＳ−１５０（日本精機製作所製））でメタクリル酸メチル９．２５重量部、アクリル酸−ｎ−ブチル０．７５重量部、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル０．５重量部、ラウリル硫酸ナトリウム０．１重量部及び水８０重量部を混合して水乳濁液Ａを調製した。次に、該水乳濁液Ａ９重量部を滴下し、中間粒子を膨潤させた。滴下後、直ちに光学顕微鏡で観察を行ったところ、乳濁液滴は全く見られず、膨潤が極めて短時間のうちに完了していることが確かめられた。
【００５８】
そこで、窒素下で攪拌を続けながら２段目の重合として８５〔℃〕で１０時間反応させた。冷却後、０．５ｎ塩酸水溶液で分散媒を溶かし、濾（ろ）過及び水洗を経て風乾によって乾燥させた後、４０〔℃〕で１０時間、１０〔ｍｍＨｇ〕で減圧乾燥し、風力分級機によって分級し、平均粒径が７〔μｍ〕のカプセルトナーを得た。
【００５９】
該カプセルトナー５０重量部に、クリーニング性向上剤Ｒ０．５重量部を加えて混合し、本実施の形態におけるトナー１２を得た。該トナー１２を３０〔ｇ〕計量し、３０〔ｓｅｃ〕攪拌した後、１００〔ｍｌ〕メスシリンダーを用いて１０分後の体積から飽和見掛け密度を計算したところ０．４１３８〔ｇ／ｍｌ〕であった。
【００６０】
このようにして、クリーニング性向上剤の種類（クリーニング性向上剤種）及び量（クリーニング性向上剤量）を変更することによって、表２に示されるような比較例１〜３及び実施例１〜４の７種類のトナー１２を作製した。
【００６１】
【表２】

【００６２】
なお、飽和見掛け密度はそれぞれのトナー１２を３０〔ｇ〕計量し、３０〔ｓｅｃ〕攪拌した後、１００〔ｍｌ〕メスシリンダーを用いて１０分後の体積から計算した。
【００６３】
前記比較例１〜３及び実施例１〜４の各トナー１２を用いて、温度１０〔℃〕、湿度２０〔％〕の環境下で５分の間欠的に低デューティ印刷を３００枚行ったところ表３に示されるような結果が得られた。
【００６４】
なお、温度１０〔℃〕、湿度２０〔％〕の環境下で５分の間欠的に低デューティ印刷を３００枚行ったのは、課題にあるように低温低湿下において汚れが発生しやすいこと、白紙印刷及び低デューティ印刷を行った場合に汚れが発生しやすいことから、この条件で繰返し印刷（３００枚も繰り返しを行うと十分なレベルといえる。）を行い、汚れが発生しなければ電子写真プリンタとしてほとんど問題ないといえる。
【００６５】
【表３】

【００６６】
ここで、画像に汚れが発生したものを×とし、発生しなかったものを○とした。このように、飽和見掛け密度を、０．４２１７〔ｇ／ｍｌ〕以下にすることによって、画像に汚れが発生しないトナー１２を得ることができることが分かった。
【００６７】
このように、飽和見掛け密度が０．４２１７〔ｇ／ｍｌ〕以下にされるので、低温低湿下において間欠的に低デューティ印刷を行っても、画像に汚れが発生することがなく、良好な画像品位を得ることができる。
【００６８】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００６９】
第１の実施の形態と同じ構造の電子写真プリンタを使用し、現像部材及びトナー担持体としての現像ローラ１４（図１）に印加される電圧を−２２０〔Ｖ〕に固定し、トナー供給部材としてのスポンジローラ１３に印加される電圧（印加電圧）を表４に示されるように変更し、現像ローラ１４上の現像剤としてのトナー１２の付着量（以下「トナー付着量」という。）を０．５〜１．０〔ｍｇ／ｃｍ^２〕にした。
【００７０】
【表４】

【００７１】
この場合、トナー付着量が０．５〔ｍｇ／ｃｍ^２〕未満であると、十分な画像品位を得ることができず、１．０〔ｍｇ／ｃｍ^２〕より多いと、逆にトナー１２が媒体としての用紙２３に付着しすぎ、ハーフトーン等の印刷を行ったときに画像がつぶれたように黒っぽく（べた黒印刷に近いような印刷に）なってしまう。このことから、スポンジローラ１３に印加される電圧は−４００〜−６２０〔Ｖ〕の範囲がよいことが分かる。
【００７２】
したがって、図１に示されるような電子写真プリンタにおいて良好な画像品位を得るには、現像ローラ１４上のトナー付着量を０．５〜１．０〔ｍｇ／ｃｍ^２〕の範囲、好ましくは０．６〜０．９〔ｍｇ／ｃｍ^２〕の範囲にすればよいことが分かった。すなわち、現像ローラ１４上のトナー付着量を０．５〜１．０〔ｍｇ／ｃｍ^２〕にした状態で、実施例１〜４の４種類のトナー１２を使用し、第１の実施の形態と同様に汚れの発生の有無の試験を行ったところ、第１の実施の形態と同様の結果を得ることができた。
【００７３】
すなわち、飽和見掛け密度０．４２１７〔ｇ／ｍｌ〕以下のトナー１２は、現像ローラ１４上のトナー付着量が０．５〜１．０〔ｍｇ／ｃｍ^２〕であれば、低温低湿下において間欠的に低デューティ印刷を行っても、画像に汚れが発生することがなく、良好な画像品位を得ることができることが分かった。
【００７４】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００７５】
第１の実施の形態と同じ構造の電子写真プリンタを使用し、トナー層形成部材としての現像ブレード１５（図１）の圧力、すなわち、現像ブレード圧、及び現像部材及びトナー担持体としての現像ローラ１４の回転速度をＶ１とし、トナー供給部材としてのスポンジローラ１３の回転速度をＶ２としたときの、現像ローラ１４に対するスポンジローラ１３の回転速度比γ
γ＝Ｖ２／Ｖ１
を表５に示されるように変更し、前記現像ブレード１５によって現像ローラ１４上に形成されるトナー層の現像剤としてのトナー１２の表面電位Ｅｔを−５０〜−２５０〔Ｖ〕にした。
【００７６】
【表５】

【００７７】
この場合、図１に示される電子写真プリンタにおいて良好な画像品位を得るには、表面電位Ｅｔを−５０〜−２５０〔Ｖ〕の範囲、好ましくは−１００〜−２００〔Ｖ〕の範囲にすればよいことが分かった。すなわち、表面電位Ｅｔを−５０〜−２５０〔Ｖ〕にした状態で、実施例１〜４の４種のトナー１２を使用して、第１の実施の形態と同様に汚れの発生の有無の試験を行ったところ、第１の実施の形態と同様の結果を得ることができた。
【００７８】
このことから、飽和見掛け密度０．４２１７〔ｇ／ｍｌ〕以下のトナー１２は、表面電位Ｅｔが−５０〜−２５０〔Ｖ〕であれば、低温低湿下において間欠的に低デューティ印刷を行っても、画像に汚れが発生することがなく、良好な画像品位を得ることができることが分かった。
【００７９】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。
【００８０】
第１の実施の形態と同じ構造の電子写真プリンタを使用し、現像部材及びトナー担持体としての現像ローラ１４（図１）に印加される電圧（印加電圧）を表６に示されるように変更し、べた黒パターンを印刷したときの像担持体としての感光体ドラム２１上のトナー付着量を０．４〜０．８〔ｍｇ／ｃｍ^２〕にした。
【００８１】
【表６】

【００８２】
この場合、トナー付着量が０．４〔ｍｇ／ｃｍ^２〕未満である場合、十分な画像品位を得ることができず、０．８〔ｍｇ／ｃｍ^２〕より多いと、逆に現像剤としてのトナー１２が媒体としての用紙２３に付着しすぎ、ハーフトーンのような印刷を行ったときに画像がつぶれたように黒っぽく（べた黒印刷に近いような印刷に）なってしまう。このことから、感光体ドラム２１上のトナー付着量を０．４〜０．８〔ｍｇ／ｃｍ^２〕の範囲、好ましくは０．５〜０．７〔ｍｇ／ｃｍ^２〕の範囲にするとよいことが分かった。すなわち、感光体ドラム２１上のトナー付着量を０．４〜０．８〔ｍｇ／ｃｍ^２〕にした状態で、実施例１〜４の４種類のトナー１２を使用して、第１の実施の形態と同様に汚れの発生の有無の試験を行ったところ、第１の実施の形態と同様の結果を得ることができた。
【００８３】
このことから、飽和見掛け密度０．４２１７〔ｇ／ｍｌ〕以下のトナー１２は、感光体ドラム２１上のトナー付着量が０．４〜０．８〔ｍｇ／ｃｍ^２〕であれば、低温低湿下において間欠的に低デューティ印刷を行っても、画像に汚れが発生することがなく、良好な画像品位を得ることができることが分かった。
【００８４】
前記各実施の形態においては、間欠的に低デューティ印刷を行った場合について説明しているが、連続的に低デューティ印刷を行った場合においても、画像に乱れが発生することがなく、良好な画像品位を得ることができることが分かった。
【００８５】
また、前記各実施の形態においては、カプセル構造を有するトナー１２が使用されるようになっているが、ほぼ球状の形状を有するものであれば他の構造のトナーを使用することができる。
【００８６】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００８７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、画像形成装置においては、静電潜像が表面に形成される像担持体と、該像担持体と接触させて配設され、静電潜像にトナーを付着させる現像部材と、該現像部材と接触させて配設され、現像部材との当接部において周面が相対的に移動させられるトナー供給部材と、前記現像部材上のトナーを薄層化するトナー層形成部材とを有する。
【００８８】
そして、前記トナーは、ほぼ球状の形状を有し、現像部材及びトナー供給部材によって構成される現像部の上部から供給され、飽和見掛け密度が０．４２１７〔ｇ／ｍｌ〕以下にされる。
【００８９】
この場合、トナーの飽和見掛け密度が０．４２１７〔ｇ／ｍｌ〕以下にされるので、低温低湿下において低デューティ印刷を行っても、画像に汚れが発生することがなく、良好な画像品位を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における電子写真プリンタの概念図である。
【図２】従来の現像装置の要部を示す概念図である。
【符号の説明】
１２トナー
１３スポンジローラ
１４現像ローラ
１５ブレード
２１感光体ドラム
２２現像装置

Claims

（ａ）静電潜像が表面に形成される像担持体と、
（ｂ）該像担持体と接触させて配設され、静電潜像にトナーを付着させる現像部材と、
（ｃ）該現像部材と接触させて配設され、現像部材との当接部において周面が相対的に移動させられるトナー供給部材と、
（ｄ）前記現像部材上のトナーを薄層化するトナー層形成部材とを有するとともに、
（ｅ）前記トナーは、ほぼ球状の形状を有し、現像部材及びトナー供給部材によって構成される現像部の上部から供給され、飽和見掛け密度が０．４２１７〔ｇ／ｍｌ〕以下にされることを特徴とする画像形成装置。
前記現像部材上のトナーの付着量が０．５〜１．０〔ｍｇ／ｃｍ^２〕にされる請求項１に記載の画像形成装置。
前記現像部材上のトナーの表面電位が−５０〜−２５０〔Ｖ〕にされる請求項１に記載の画像形成装置。
前記像担持体上のトナーの付着量が０．４〜０．８〔ｍｇ／ｃｍ^２〕にされる請求項１に記載の画像形成装置。