JP2007139846A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子写真方式の例えばプリンタなどでは、凝集度をある範囲に限定したトナーを使用しても、画像品位の高い印刷を行なうにためには印刷速度をあまり上げることができないという問題があった。
【解決手段】静電潜像を担持する感光ドラム１１に対向して配置され、感光ドラム上に形成された静電潜像をトナーで現像する現像ローラ１８と、現像ローラ１８上のトナーに接触して薄層化する現像ブレードとを備えた現像部を有し、現像ローラ１８の周速度を１８５ｍｍ／ｓｅｃ以上、２５０ｍｍ／ｓｅｃ以下の範囲として、円形度が０．９３以上の一成分非磁性の重合トナーであって、初期流動性が８０％以上且つ飽和圧縮率が３５％以下のトナーを用いて印刷する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリンタ等の画像形成装置に関し、特にトナーを現像剤として使用する現像装置を用いた画像形成装置に関する。

一般に、電子写真法による画像形成工程は、光導電性絶縁層を有する静電潜像担持体を一様に帯電させる帯電工程、次いでその層を露光させ、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、更にこの潜像に少なくとも着色剤を含む現像剤としてのトナーを付着させることによって可視化させる現像工程、得られた可視像を転写紙等の印刷媒体に転写させる転写工程、加熱、圧力、或いはその他適当な定着法により定着させる定着工程から成る。

このような電子写真法を用いて画像を形成する画像形成装置においては、画像を形成するための機械的要素の動作ムラ、例えば静電潜像担持体の回転ムラなどにより、形成される画像に濃淡の縞模様（画像ジッタという）が発生し、画像の品位が低下するという問題がある。この静電潜像担持体の回転ムラの発生は、静電潜像担持体に接触する現像剤担持体からの機械的負荷などが原因となっている。特許文献１に記載の画像形成装置では、静電潜像担持体の線（周）速度、即ち印刷速度を２０〜１５０ｍｍ／ｓとし、更にトナーの凝集度を３０〜８０％に規定している。これにより、静電潜像担持体に対する現像剤担持体の機械的負担を軽減して画像ジッタの発生を抑制している。

特開２００１―４２５６３号公報（第１頁、図１）

しかしながら、凝集度のみに着目したトナーでは、近年において特に顕著である更なる印刷の高速化の要望に対応しようと印刷速度を上げていくと、現像剤担持体と現像剤担持体上のトナーを薄層化する現像剤層形成手段、例えば現像ブレードとの接触部近傍にトナーが圧縮される（以下、この現象をパッキングと称す）。このように現像ブレードとの接触部近傍にパッキングされてしまうと、元々持っている現像ブレードの現像剤担持体に対する押圧にトナーのパッキングによる圧力が加わることにより、トナーがパッキングされた部分の現像剤担持体に対する押圧が増えて、その部分の現像剤担持体上の現像剤の量が減り、現像剤担持体上に一様なトナーの薄層を形成する事が出来なくなる。その結果、画像にジッタが発生して印刷品位が低下してしまうという問題があった。

本発明の目的は、これらの問題を解消し、印刷速度を上げた場合にも、画像にジッタが発生して印刷品位が低下してしまうことのない現像装置及び画像形成装置を提供することにある。

本発明の現像装置は、
静電潜像を担持する潜像担持体に対向して配置され、該潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤で現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上の現像剤に接触して該現像剤を薄層化する現像剤層形成部材とを有し、円形度が０．９３以上の一成分非磁性現像剤を前記現像剤として用いる現像装置であって、前記現像剤担持体を、周速度が１８５ｍｍ／ｓｅｃ以上、２５０ｍｍ／ｓｅｃ以下の範囲で回転し、前記現像剤の、初期流動性が８０％以上且つ飽和圧縮率が３５％以下であることを特徴とする。

また本発明の別の現像装置は、
静電潜像を担持する潜像担持体に対向して配置され、該潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤で現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体上の現像剤に接触して該現像剤を薄層化する現像剤層形成部材とを有し、円形度が０．９３未満の一成分非磁性現像剤を前記現像剤として用いる現像装置であって、前記現像剤担持体を、周速度が１８５ｍｍ／ｓｅｃ以上、２５０ｍｍ／ｓｅｃ以下の範囲で回転し、前記現像剤の、初期流動性が７４％以上且つ飽和圧縮率が４０％以下であることを特徴とする。

更に本発明の画像形成装置は、
上記した現像装置と、前記静電潜像に供給された現像剤を印刷媒体に転写する転写部材と、前記印刷媒体に転写された現像剤を定着させる定着部とを有することを特徴とする。

本発明によれば、印刷時の印字速度が１８５ｍｍ／ｓｅｃ以上、２５０ｍｍ／ｓｅｃ以下の範囲であれば、印刷画像にジッタが発生するのを抑制することができる。

実施の形態１．
図１は、本発明による画像形成装置の実施の形態１の要部構成を概略的に示す要部構成図である。

同図に示すように、画像形成装置１は、例えば電子写真プリンタとしての構成を備え、画像形成部２と定着部８とを備える。画像形成部２は、潜像担持体としての感光ドラム１１、この感体ドラム１１の周囲にその回転方向の上流側から順に配置された、帯電ローラ１２、ＬＥＤヘッド１３、現像部５、転写ローラ１４、及び感光体クリーニングローラ１５を備えている。

表層に静電潜像を形成する感光ドラム１１は、例えばアルミニウムなどのドラム形状の導体の表面に光導電層が形成され、図示しない駆動手段によって同図中の矢印方向に回転駆動される。感光ドラム１１を帯電させる帯電ローラ１２は、感光ドラム１１に接触するように配置され、感光ドラム１１に静電潜像を形成する為の露光を行なうＬＥＤヘッド１３は、例えばＬＥＤ素子とレンズアレイを有し、ＬＥＤ素子から出力される照射光が感光ドラム１１の表面に結像する位置に配置されている。

現像装置としての現像部５は、現像剤担持体である現像ローラ１８、現像剤供給部材であるスポンジローラ１７、現像剤層形成部材である現像ブレード１９、及びトナー２０を収容して落下させるトナーカートリッジ１６を備え、スポンジローラ１７は、トナーカートリッジ１６から落下したトナー２０を現像ローラ１８上に供給し、現像ブレード１９は、現像ローラ１８上のトナー２０を薄層化し、現像ローラ１８は、その表面のトナーを感光ドラム１１上の静電潜像パターンの部分に移して現像、即ちトナー像を形成する。

転写部材である転写ローラ１４は、感光ドラム１１上に担持される現像剤像であるトナー像を印刷媒体２５上へ転写させ、クリーニングローラ１５は、転写せずに残ったトナー２０を感光ドラム１１上から掻き取る。上記したように、感光ドラム１１と、帯電ローラ１２、現像ローラ１８、転写ローラ１４、及びクリーニングローラ１５とはそれぞれ互いに接触し、現像ローラ１８と、スポンジローラ１７及び現像ブレード１９も互いに接触している。

本実施の形態では、現像ローラ１８として、表面にニッケルめっきを施した鋼を芯とし、その周囲に硬度３５〜４５°（ＪＩＳＡ硬度計による）のシリコン発泡ゴムを持つローラを用いた。また現像ブレード１９は、厚みが０．０８ｍｍのステンレス板を折り曲げたものを２枚重ね、図１に示すように現像ローラ１８の回転方向（矢印方向）から見て折り曲げた短辺が上流側に、長辺が下流側になるように、且つある程度の線圧（２５〜６９ｇｆ／ｍｍ）をもって撓むように現像ローラ１８に接触させて長辺端部を固定している。

定着部８は、印刷媒体２５の搬送路３１の搬送方向（図１の矢印Ａ方向）における画像形成部２の下流側に配設され、アルミ素管の表面をＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）でコートした円筒状のヒートローラ２１、ヒートローラ２１の内部に設置された熱源であるハロゲンランプ２２、及び弾性体ローラであるバックアップローラ２３を有し、ヒートローラ２１とバックアップローラ２３は圧接している。

画像形成部２の、帯電ローラ１２、現像ローラ１８、スポンジローラ１７、転写ローラ１４、及びＬＥＤヘッド１３、そして定着部８のハロゲンランプ２２には、それぞれ画像形成装置１本体にある図示しない電源によりバイアス電圧が印加されるようになっている。ここでの電源は、電子写真プリンタの高圧電源として一般的に用いられる電源であり、図示しない制御部により制御されている。

ここで、本実施の形態１の画像形成装置で使用し、現像部５のトナーカートリッジ１６に収容されるトナー２０について以下に説明する。

本実施の形態の画像形成装置１では、以下に説明するように、現像ローラ１８が、その外周の速度である周速度ｖｇが１８５ｍｍ／ｓｅｃ以上、２５０ｍｍ／ｓｅｃ以下の範囲で回転するものとし、使用する重合トナーの、初期流動性が８０％以上、且つ飽和圧縮率が３５％以下であることを特徴とする。

トナーの初期流動特性及び飽和圧縮率は、例えば以下のように計測することができる。

未使用トナーの流動性である初期流動性は、ここでは粉体試験装置（パウダーテスタＰＴ−Ｎ型：ホソカワミクロン製）を用いて測定した。図２は、この粉体試験装置５０による測定内容を説明するための原理図である。測定に際しては、同図に示すように、装置振動台５１上に、保持枠５６を介して、下から順に目開き４５μｍの篩５４、目開き７５μｍの篩５３、及び目開き１５０μｍの篩５２を積層状にセットし、装置振動台５１に固定する。そして、新品のトナー４．０ｇを静かに目開き１５０μｍの篩５２にのせ、振幅１．０ｍｍで１５秒間振動させた。

そして、各篩上のトナーの重量を測定して、以下の式でトナーの流動性を計算した。
Ｚ＝（目開き150μｍの篩上のトナー重量／4.0）×100
＋（目開き75μｍの篩上のトナー重量／4.0）×（3／5）×100
＋（目開き45μｍの篩上のトナー重量／4.0）×（1／5）×100
流動性（％）＝１００−Ｚ
同様の測定を３回行い、その平均値を初期流動性とした。尚、上記の計算において求められるＺの値は、一般的に凝集度と呼ばれている。

飽和圧縮率は、粉体密度測定装置（マルチテスタＭＴ−１００１：セイシン企業製）を用いて測定した。図３は、この粉体密度試験装置１００による測定内容を説明するための原理図である。測定に際しては、同図（ａ）に示すように、上下移動台１０３上に１００ｃｃメスシリンダ１０２をセットし、目開き２５０μｍの篩１０１を通して、１００ｃｃメスシリンダ１０２にトナーを１００ｃｃになるまで落とす。そして、先ずその時のトナー重量を測定し、トナーの初期密度ｄｍｉｎ（ｇ／ｃｃ（ｃｍ^３））を計算で求める。

次に、同図（ｂ）に示すように、トナーの入った１００ｃｃメスシリンダ１０２をストローク長Ｌｓ＝１８ｍｍ上方に移動した後、元の位置に下ろす。この上下動１回をタッピング回数１回とカウントし、以下飽和するまで（体積の減少がなくなるまで）繰り返し、飽和した時の体積から飽和密度ｄｍａｘ（ｇ／ｃｃ（ｃｍ^３））を求める。この初期密度ｄｍｉｎと飽和密度ｄｍａｘから
飽和圧縮率［％］＝（ｄｍａｘ−ｄｍｉｎ）／ｄｍａｘ×１００
を求める。

本実施の形態では、以下に述べる方法で、使用する一成分非磁性の重合トナーを作製した。

スチレン７７．５重量部、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２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）６重量部、及び２，２‘−アゾビスイソブチロニトリル１重量部を加えて混合分散装置（アトライター「ＭＡ−０１ＳＣ」：三井三池化工機社製）に投入し、１５℃にて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、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重量部を加えて重合のための分散媒を用意した。この分散媒に重合性組成物を添加し、乳化分散装置（ＴＫホモミキサーＭ型：特殊機化工業社製）にて１５℃、８０００回転の条件下で１０分間分散させた。次に、得られた分散溶液を１リットルのセパラブルフラスコ中に移し、窒素気流下１００ｒ．ｐ．ｍ．で撹拝しながら８５℃にて１２時間反応させた。ここまでの段階でこの重合性組成物の重合反応によって得られた分散質を中間粒子と呼ぶことにする。

次いで、超音波発信機（ＵＳ−１５０：（株）日本精機製作所製）にて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、水８０重量部からなる水乳濁液を調製し、この水乳濁液を中間粒子の水系懸濁液中に９重量部滴下し、この中間粒子を膨潤させた。滴下後、光学顕微鏡にて観察を行ない、乳濁液滴がなくなり、中間粒子の膨潤が完了したことを確認した後、窒素下にて撹拝を続けながら２段目の重合として８５℃で１０時間反応せしめた。冷却後、０．５Ｎ塩酸水溶液にて分散媒を溶かし、濾過、水洗を経て風乾後、４０℃にて１０時間、１０ｍｍＨｇで減圧乾燥し、風力分級機にて分級し、平均粒径７μｍのベーストナーを得た。このベーストナー５０重量部に、疎水性シリカ微粉末（アエロジルＲ−９７２：日本アエロジル社製）０．３５重量部を加えて混合し、トナーＥを得た。更にこのベーストナーに加える微粉末の種類や添加量を変更して、初期流動性及び飽和圧縮率の異なるトナーＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｆ，Ｇを作製した。

この微粉末としては、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。

尚、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。またシリカの微粉末は、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、ケイ酸亜鉛などの何れであってもよい。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。

以上のようにして作製したトナーを重合トナーと呼び、その円形度を測定したところ、０．９３以上の円形度を有していた。ここで円形度及びその測定方法の一例について説明する。

円形度の測定方法としては、先ず１００ｍｌのビーカに中性洗剤を４〜６滴落とし（約０．５％）、その中に電解液を１００ｍｌ入れ、少し振って分散液を溶解した後、トナーをミクロスパチュラで山盛り一杯入れる。そのビーカを超音波洗浄器で６０秒分散させ、フロー式粒子像分析装置（ＦＰＩＡ−２０００：シスメックス株式会社製）を用いて以下のＬ１，Ｌ２を測定する。そして円形度は、以下の式に基づいて算出される。
円形度＝Ｌ１／Ｌ２
Ｌ１：粒子投影像の面積と同じ面積を持つ円の周囲長
Ｌ２：粒子投影像の周囲長
この円形度は、値が“１”であれば真球であり、値が“１”より小さくなるにつれて粒子形状はより不定形となる。

次に、画像形成装置１によって、以上のようにして作製した初期流動性及び飽和圧縮率の異なる７種類の重合トナーＡ〜Ｇを試料として行なった連続印刷試験とその印刷結果について説明する。

先ず、図１に示す画像形成装置の印刷動作について説明する。画像形成装置１の感光ドラム１１等の各回転部材は、図示しない制御部によって回転駆動制御される図示しないモータから所定の回転伝達経路を介して回転が伝達され、同図に示す回転方向にそれぞれ所定の回転速度で回転する。またモータの回転と略同時に、前記したように画像形成部２の各ローラ等の所定部及び定着部８のハロゲンランプ２２には、画像形成装置１本体にある図示しない電源によりバイアス電圧が印加される。

これにより、先ず帯電ローラ１２に印加された電圧とその回転により感光ドラム１１の表層は一様に帯電され始める。感光ドラム１１の帯電された部分がＬＥＤヘッド１３の下方に到達すると、ＬＥＤヘッド１３は図示しない制御部に送られた印字すべき画像に従って発光し、感光ドラム１１上に静電潜像を形成する。その後、感光ドラム１１上の静電潜像が形成された部分が現像ローラ１８にまで到達すると、感光ドラム１１上の静電潜像と現像ローラ１８との電位差により、現像ブレード１９によって薄層化された現像ローラ１８上にあるトナー２０が、感光ドラム１１上の静電潜像パターンの部分に移動して現像、即ちトナー像を形成する。

その後、転写ローラ１４によって印刷媒体２５上に転写された上記トナー像のトナーは、ハロゲンランプ２２により暖められたヒートローラ２１からの熱とヒートローラ２１・バックアップローラ２３間の圧力により、印刷媒体２５上に定着される。一方、転写されずに感光ドラム１１上に残った一部のトナーは、クリーニングローラ１５で掻き取られ、印字終了後、図示しない制御部により決められた所定のシーケンスに従い、現像部５に回収される。

以上のようにして印刷を行う画像形成装置１によって、初期流動性及び飽和圧縮率の異なる７種類の重合トナーＡ〜Ｇを試料とし、現像ローラ１８の周速度ｖｇを変えてトナー毎に以下のような条件下でＡ４用紙に連続印刷を実行し、印刷評価を行った。
１） 試験するトナー７２ｇをトナーカートリッジ１６に入れて画像形成装置１に投入する。
２） ベタ（１００％濃度）画像の印字サンプル（初期）を採取する。
３） １．２５％濃度画像の２０００枚連続印字を行なった後、ベタ（１００％濃度）画像の印字サンプル（２．０Ｋ）を採取する。
４） トナーを１５０ｇ追加する。
５） 再度１．２５％濃度画像の２０００枚連続印刷を行なった後、ベタ（１００％濃度）画像の印字サンプル（４．０Ｋ）を採取する。

尚、トナーを１５０ｇ追加して、１９００枚から２０００枚の直前位までが、現像部５（図１）内のトナーの量が最も多くなることにより、実使用において予想される現像ローラ１８と現像ブレード１９との接触部近傍に掛かる圧力が最も高くなるところである。従って、この時点で画像ジッタが起きなければ、現像部５内のトナーが消費されていくことにより、現像ローラ１８と現像ブレード１９との接触部に掛かる圧力は徐々に軽減されていくので、その後の画像ジッタの発生はないものと考えて良い。

以上のようにして、使用した重合トナーＡ〜Ｇ毎、及び設定した現像ローラ１８の周速度ｖｇ毎に、採取したそれぞれの印字サンプル（４．０Ｋ）の画像ジッタの有無を目視にて確認した結果を表１に示す。画像ジッタが発生しているものには×を、発生していないものには○を記した。尚、この時の飽和圧縮率を算出すべく前記した飽和密度ｄｍａｘを得るために行ったタッピング数は、１５００回でほぼ飽和状態となったが、より正確さを期するため２０００回まで行なった。

同表に示すように、現像ローラ１８の周速度ｖｇを１８５ｍｍ／ｓｅｃとした場合、トナーＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄでの印字サンプル（４．０Ｋ）に画像ジッタが見られた。印字速度（現像ローラ１８の周速度ｖｇと同値）が高速になればなるほど、現像ローラ１８と現像ブレード１９との接触部近傍へのトナーの供給が増え、そこにかかる圧力も増加し、パッキングが起き易くなるので、トナーＡ〜Ｄについてはこれ以上、周速度ｖｇを上げての評価は行わなかった。トナーＥ，Ｆ，Ｇでは、現像ローラ１８の周速度ｖｇが１８５〜２５０（ｍｍ／ｓｅｃ）の範囲の場合、どの印字サンプル（４．０Ｋ）においても画像ジッタは発生せず、現像ローラ１８の周速度ｖｇを２７０（ｍｍ／ｓｅｃ）まで上げた段階で、初めて画像ジッタが見られた。

尚、同様の評価は、温度２３℃・湿度５５％の環境下、温度１０℃・湿度２０％の環境下、温度２８℃・湿度８０％の環境下で行ったが、結果は何れにおいても同じであった。

従って、本実施の形態の画像形成装置１では、現像剤として円形度が０．９３以上の重合トナーを用いる場合、現像ローラ１８を周速度（ｖｇ）１８５ｍｍ／ｓｅｃ以上、２５０ｍｍ／ｓｅｃ以下の範囲で回転するものとし、初期流動性が８０％以上、且つ飽和圧縮率が３５％以下のトナーを使用する。これにより、画像ジッタのない良好な印刷を行うことが可能となる。

以上のように、印字速度が高速になればなるほど、現像ローラ１８と現像ブレード１９との接触部近傍へのトナーの供給が増え、そこにかかる圧力も増加し、パッキングが起き易くなるが、初期流動性と飽和圧縮率を規定した（いわゆる、詰まりにくい）トナーを用いれば、画像ジッタが起きる程にパッキングされる事はない。例えば本実施の形態のように重合トナーの初期流動性と飽和圧縮率を規定することによって、従来の印字速度（例えば２０〜１５０ｍｍ／ｓｅｃ）より速い速度（例えば１８５ｍｍ／ｓｅｃ〜２５０ｍｍ／ｓｅｃ）で印刷することが可能となる。

実施の形態２．
本実施の形態では、前記した実施の形態１で説明した画像形成装置１が、以下に説明するように、現像ローラ１８が、その外周の速度である周速度ｖｇが１８５ｍｍ／ｓｅｃ以上、２５０ｍｍ／ｓｅｃ以下の範囲で回転するものとし、使用する粉砕トナーの、初期流動性が７４％以上、且つ飽和圧縮率が４０％以下であることを特徴とする。先ず、本実施の形態で採用する粉砕トナーについて以下に説明する。

ここでは、円形度が０．９３未満のトナー、所謂粉砕トナー（混練することによりトナーのブロックを作り、それを機械的に粉砕して作製するトナー）を用いる。粉砕トナーは、重合トナー（化学的に重合させて作製されたトナー）に比べると、その形状は不均一で、粒径の分布が広いので、パッキングが起こりにくい。以下、一成分非磁性の粉砕トナーの製造方法について説明する。

結着樹脂としてポリエステル樹脂（数平均分子量：３７００、Ｔｇ（ガラス転移温度）：６２℃）１００重量部、帯電制御剤としてサリチル酸錯体１重量部、着色剤としてフタロシアニンブルー（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ１５：３）３重量部、離型剤（Ｔｇ（ガラス転移温度）：１００℃）１０重量部からなる組成混合物を混合機（ヘンシェルミキサー：三井三池化工機（株）製）中で十分撹拌混合した後、得られた混合物をオープンロール型連続混練機（ニーデックス：三井鉱山（株）製）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（ディスパージョンセパレータ：日本ニューマチック工業（株）製）を用いて粉砕、その後分級として遠心力を利用した風力ロータ回転型乾式気流分級機（ミクロンセパレータ：ホソカワミクロン社製）にて分級を行ない、平均粒径８μｍのベーストナーを得た。

このベーストナーに、外添剤として疎水性シリカ微粉末（アエロジルＲ−９７２：日本アエロジル社製）２重量部を前記ヘンシェルミキサーにて１０００ｒｐｍで９０ｓｅｃ混合することで表面に添加する事により、トナーＬを得た。このベーストナーに加える微粉末の種類や添加量を変更して、初期流動性及び飽和圧縮率の異なるＨ，Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｍ，Ｎのトナーを作製した。尚、微粉末の例、初期流動性及び飽和圧縮率の計測方法については、前記した実施の形態１で説明した通りであるため、ここでの説明は省略する。

以上のようにして作製したトナーを粉砕トナーと呼び、その円形度を測定したところ、０．９３未満の円形度を有していた。円形度の測定方法は、前記した実施の形態１で説明した通りである。

次に、画像形成装置１によって、以上のようにして作製した初期流動性及び飽和圧縮率の異なる７種類の粉砕トナーＨ〜Ｎを試料として行った連続印刷試験とその印刷結果について説明する。ここで、画像形成装置１の構成及び動作については実施の形態１で説明した通りであるためここでの説明は省略する。

画像形成装置１によって、初期流動性及び飽和圧縮率の異なる７種類の粉砕トナーＨ〜Ｎを試料とし、現像ローラ１８の周速度ｖｇを変えてトナー毎に以下のような条件下でＡ４用紙に連続印刷を実行し、印刷評価を行った。
１） トナー７２ｇをトナーカートリッジ１６に入れて画像形成装置１に供給する。
２） ベタ（１００％濃度）画像の印字サンプル（初期）を採取する。
３） １．２５％濃度画像の２０００枚連続印字を行なった後、ベタ（１００％濃度）画像の印字サンプル（２．０Ｋ）を採取する。
４） トナーを１５０ｇ追加する。
５） 再度１．２５％濃度画像の２０００枚連続印刷を行ない、ベタ（１００％濃度）画像の印字サンプル（４．０Ｋ）を採取する。
尚、ここで示した条件１）〜５）は、前記した実施の形態１で行なった連続印刷条件と全く同じである。

以上のようにして、使用した粉砕トナーＨ〜Ｎ毎、及び設定した現像ローラ１８の周速度ｖｇ毎に、採取したそれぞれの印字サンプル（４．０Ｋ）の画像ジッタの有無を目視にて確認した結果を表２に示す。画像ジッタが発生しているものには×を、発生していないものには○を記した。尚、この時の飽和圧縮率を算出すべく前記した飽和密度ｄｍａｘを得るために行ったタッピング数は、１５００回でほぼ飽和状態となったが、より正確さを期するため２０００回まで行なった。

同表に示すように、現像ローラ１８の周速度Ｖｇを１８５ｍｍ／ｓｅｃとした場合、トナーＨ，Ｉ，Ｊでの印字サンプル（４．０Ｋ）に画像ジッタが見られた。印字速度（現像ローラ１８の周速度ｖｇと同値）が高速になればなるほど、現像ローラ１８と現像ブレード１９との接触部近傍へのトナーの供給が増え、そこにかかる圧力も増加し、パッキングが起き易くなるので、トナーＨ，Ｉ，Ｊについてはこれ以上、速度を上げての評価は行わなかった。トナーＫ〜Ｎでは、現像ローラ１８の周速度ｖｇが１８５〜２５０（ｍｍ／ｓｅｃ）の範囲の場合、どの印字サンプル（４．０Ｋ）においても画像ジッタは発生せず、現像ローラ１８の周速度ｖｇを２７０（ｍｍ／ｓｅｃ）まで上げた段階で、初めて画像ジッタが見られた。

尚、同様の評価は、温度２３℃・湿度５５％の環境下、温度１０℃・湿度２０％の環境下、温度２８℃・湿度８０％の環境下で行ったが、結果は何れにおいても同じであった。

従って、本実施の形態の画像形成装置１では、現像剤として円形度が０．９３未満の粉砕トナーを用いる場合、現像ローラ１８が周速度（ｖｇ）１８５ｍｍ／ｓｅｃ以上、２５０ｍｍ／ｓｅｃ以下の範囲で回転するものとし、初期流動性が７４％以上、且つ飽和圧縮率が４０％以下のトナーを使用する。これにより、画像ジッタのない良好な印刷を行うことが可能となる。

以上のように、印字速度が高速になればなるほど、現像ローラ１８と現像ブレード１９との接触部近傍へのトナーの供給が増え、そこにかかる圧力も増加し、パッキングが起き易くなるが、初期流動性と飽和圧縮率を規定した（いわゆる、詰まりにくい）トナーを用いれば、画像ジッタが起きる程にパッキングされる事はない。例えば本実施の形態のように粉砕トナーの初期流動性と飽和圧縮率を規定することによって、従来の印字速度（例えば２０〜１５０ｍｍ／ｓｅｃ）より速い速度（例えば１８５ｍｍ／ｓｅｃ〜２５０ｍｍ／ｓｅｃ）で印刷することが可能となる。

尚、前記した各実施の形態では、電子写真プリンタとしての構成を備えた画像形成装置を例にして本発明を説明したが、これに限定されるものではなく、電子写真方式を用いたファックス・コピー機等にも適用可能である。

また、前記した各実施の形態で説明した現像ローラ、現像ブレードの各材質及び構造、トナーの原材料等はあくまで一例であり、他の現像ローラ、現像フレード、トナーを用いてもよく、トナーの初期流動性・飽和圧縮率の値が規定した範囲内であれば、その効果に影響を与えるものではない。

本発明による画像形成装置の要部構成を概略的に示す要部構成図である。 粉体試験装置による測定内容を説明するための原理図である。 粉体密度試験装置による測定内容を説明するための原理図である。

符号の説明

１ 画像形成装置、
２ 画像形成部、
５ 現像部、
８ 定着部、
１１ 感光ドラム、
１２ 帯電ローラ、
１３ ＬＥＤヘッド、
１４ 転写ローラ、
１５ クリーニングローラ、
１６ トナーカートリッジ、
１７ スポンジローラ、
１８ 現像ローラ、
１９ 現像ブレード、
２０ トナー、
２１ ヒートローラ、
２２ ハロゲンランプ、
２３ バックアップローラ、
２５ 印刷媒体、
３１ 搬送路。

Claims (5)

1. 静電潜像を担持する潜像担持体に対向して配置され、該潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤で現像する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体上の現像剤に接触して該現像剤を薄層化する現像剤層形成部材と
   を有し、円形度が０．９３以上の一成分非磁性現像剤を前記現像剤として用いる現像装置において、
   前記現像剤担持体を、周速度が１８５ｍｍ／ｓｅｃ以上、２５０ｍｍ／ｓｅｃ以下の範囲で回転し、
   前記現像剤の、初期流動性が８０％以上且つ飽和圧縮率が３５％以下である
   ことを特徴とする現像装置。
2. 前記現像剤が重合トナーであることを特徴とする請求項１記載の現像装置
3. 静電潜像を担持する潜像担持体に対向して配置され、該潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤で現像する現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体上の現像剤に接触して該現像剤を薄層化する現像剤層形成部材と
   を有し、円形度が０．９３未満の一成分非磁性現像剤を前記現像剤として用いる現像装置において、
   前記現像剤担持体を、周速度が１８５ｍｍ／ｓｅｃ以上、２５０ｍｍ／ｓｅｃ以下の範囲で回転し、
   前記現像剤の、初期流動性が７４％以上且つ飽和圧縮率が４０％以下である
   ことを特徴とする現像装置。
4. 前記現像剤が粉砕トナーであることを特徴とする請求項３記載の現像装置。
5. 請求項１乃至４の何れかの現像装置と、
   前記静電潜像に供給された現像剤を印刷媒体に転写する転写部材と、
   前記印刷媒体に転写された現像剤を定着させる定着部と
   を有することを特徴とする画像形成装置。

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