JP2012220519A

JP2012220519A - 現像剤、画像形成ユニット及び画像形成装置

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Publication number: JP2012220519A
Application number: JP2011082741A
Authority: JP
Inventors: Yuuki Matsuura; 勇希松浦
Original assignee: Oki Data Corp
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2011-04-04
Filing date: 2011-04-04
Publication date: 2012-11-12
Anticipated expiration: 2031-04-04
Also published as: JP5452538B2; US20120251188A1

Abstract

【課題】
良好な画像品位を得ながらも、十分な早さのファーストプリントを確保することができる現像剤、画像形成ユニット及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】
少なくとも樹脂及び着色剤を有する現像剤母粒子と前記現像剤母粒子の表面に添加される外添剤とを含有する現像剤であって、ゆるみかさ密度が０．３００［ｇ／ｍｌ］以上０．４２０［ｇ／ｍｌ］以下、且つ、前記現像剤母粒子に対する前記外添剤の遊離率が５［％］以上１５［％］以下である現像剤、当該現像剤を収容した画像形成ユニット、及び当該画像形成ユニットを装着した画像形成装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、現像剤、画像形成ユニット及び画像形成装置に関するものである。

一般的に、電子写真方式による画像形成工程は、光導電性絶縁層を有する像担持体を一様に帯電させる帯電工程と、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潜像を形成する露光工程と、更にこの潜像に少なくとも樹脂及び着色剤を含有する現像剤としてのトナーを現像ローラを介して付着させることによって可視化させる現像工程と、得られた可視像を転写紙等の記録媒体に転写させる転写工程と、加熱、圧力、或いはその他適当な定着方法により記録媒体に転写された可視像を定着させる定着工程と、から構成される。

このような電子写真方式により画像形成を行う画像形成装置に適用される現像剤は、一般的に、顔料、樹脂、ワックス、帯電制御剤等からなる分子量が調節されたトナー母剤粒子に対して外添剤を付着させることにより作製される。

例えば、特許文献１には、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ことを目的として、飽和見掛け密度が０．４２７［ｇ／ｍｌ］以下とされた現像剤について記載がなされている。

特開２００４−３４１１２２号公報

しかしながら、上記特許文献１に示される現像剤を用いた場合、上記条件下において、良好な画像品位は得られるものの、ファーストプリントが遅いといった問題があった。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、良好な画像品位を得ながらも、十分な速さのファーストプリントを確保することができる現像剤、画像形成ユニット及び画像形成装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明に係る現像剤は、少なくとも樹脂及び着色剤を有する現像剤母粒子と前記現像剤母粒子の表面に添加される外添剤とを含有する現像剤であって、ゆるみかさ密度が０．３００［ｇ／ｍｌ］以上０．４２０［ｇ／ｍｌ］以下、且つ、前記現像剤母粒子に対する前記外添剤の遊離率が５［％］以上１５［％］以下であることを特徴とする。

この場合において、上記現像剤のゆるみかさ密度は０．３２０［ｇ／ｍｌ］以上０．４００［ｇ／ｍｌ］以下、且つ、前記現像剤母粒子に対する前記外添剤の遊離率が７［％］以上１４［％］以下であることが好ましい。

また、本発明に係る画像形成ユニットは、潜像担持体と、前記潜像担持体上に形成された潜像に現像剤を供給することで前記潜像を可視像化させる現像剤担持体と、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部材と、を備え、前記現像剤供給部材は少なくとも樹脂及び着色剤を有する現像剤母粒子と前記現像剤母粒子の表面に添加される外添剤とを含有し、ゆるみかさ密度が０．３００［ｇ／ｍｌ］以上０．４２０［ｇ／ｍｌ］以下、好ましくは０．３２０［ｇ／ｍｌ］以上０．４００［ｇ／ｍｌ］以下、且つ、前記現像剤母粒子に対する前記外添剤の遊離率が５［％］以上１５［％］以下、好ましくは７［％］以上１４［％］以下である現像剤を前記現像剤担持体に供給することを特徴とする。

また、本発明に係る画像形成装置は、潜像担持体と、前記潜像担持体上に形成された潜像に現像剤を供給することで前記潜像を可視像化させる現像剤担持体と、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部材と、を有する画像形成ユニットと、前記潜像を可視像化させるために供給された前記現像剤を記録媒体に転写する転写部と、前記記録媒体に転写された前記現像剤を定着させる定着部と、を備え、前記現像剤供給部材は少なくとも樹脂及び着色剤を有する現像剤母粒子と前記現像剤母粒子の表面に添加される外添剤とを含有し、ゆるみかさ密度が０．３００［ｇ／ｍｌ］以上０．４２０［ｇ／ｍｌ］以下、好ましくは０．３２０［ｇ／ｍｌ］以上０．４００［ｇ／ｍｌ］以下、且つ、前記現像剤母粒子に対する前記外添剤の遊離率が５［％］以上１５［％］以下、好ましくは７［％］以上１４［％］以下である現像剤を前記現像剤担持体に供給することを特徴とする。

本発明によれば、良好な画像品位を得ながらも、十分な速さのファーストプリントを確保することができる現像剤、画像形成ユニット及び画像形成装置を提供することができる。

プリンタの概略を説明する概略構成図である。画像形成ユニットの概略を説明する概略構成図である。トナーの評価結果をまとめたグラフである。トナーの評価結果をまとめたグラフである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

［第１の実施形態］
まず、本発明に係る現像剤としてのトナーを用いて画像形成を行う画像形成装置としてのプリンタについて説明する。次いで、当該トナーを潜像担持体上に形成された潜像に供給することで可視像化させる画像形成ユニット、最後に当該トナーについて順に説明する。

図１に示すように、プリンタ１は、前述した電子写真方式により記録媒体上に画像を形成する画像形成装置である。このような機能を実現するプリンタ１は、用紙カセット４を始点とし、排出ローラ１７−ピンチローラ１９対を終点とする略Ｓ字状に形成された用紙搬送経路に沿って、ブラックのトナー画像を形成する画像形成ユニット２、定着器１１を有し、更にこれらの各部材に記録媒体としての用紙３を搬送するための搬送ローラ等を備える。

用紙カセット４は、内部に用紙３を積層した状態で収納し、プリンタ１下部に着脱自在に装着されている。そして、用紙カセット４上部に設けられたホッピングローラ５は、用紙カセット４に収納された用紙３をその最上部から１枚ずつ取り出して、矢印方向に繰り出す。

搬送ローラ８はピンチローラ６と一対となって、ホッピングローラ５により繰り出された用紙３を挟持搬送する。そして、レジストローラ９はピンチローラ７と一対となって、搬送ローラ８−ピンチローラ６対から搬送された用紙３の斜行を矯正すると共に、用紙３を画像形成ユニット２に搬送する。これらの各ローラは、図示せぬ駆動モータからギア等を経由して動力が伝達されることにより回転する。

画像形成ユニット２は、用紙搬送経路に沿って着脱自在に装着されており、後述するＬＥＤ（Light Emitting Diode）ヘッド２５から照射され、像担持体としての感光ドラム２４上に形成された潜像にトナー１４を付着させることで可視像化し、トナー画像を形成する。画像形成ユニット２については、後ほど詳細に説明する。

転写ローラ１０は導電性ゴム等によって形成され、感光ドラム２４に対向して圧接するように配設される。そして、転写ローラ１０は、図示せぬ転写ローラ用電源から印加されたバイアス電圧により、感光ドラム２４上で形成されたトナー画像を用紙３に転写する。

定着部としての定着器１１は、画像形成ユニット３以降の用紙搬送経路下流側に配設され、ヒートローラ１２と、バックアップローラ１３と、図示せぬサーミスタとを備える。ヒートローラ１２は、例えば、アルミニウム等からなる中空円筒状の芯金にシリコーンゴムの耐熱弾性層を被覆し、その上にＰＦＡ（テトラフルオロエチレンーパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブを被覆することによって形成されている。そして、その芯金内には、ハロゲンランプ１５が設けられている。バックアップローラ１３は、例えば、アルミニウム等からなる芯金にシリコーンゴムの耐熱弾性層を被覆し、その上にＰＦＡチューブを被覆した構成であり、ヒートローラ１２との間に圧接部が形成されるように配設されている。サーミスタは、ヒートローラ１２の表面温度検出手段であり、ヒートローラ１２の近傍に非接触で配設される。サーミスタが検出したヒートローラ１２の表面温度の検出結果に基づき、ハロゲンランプ１５を制御することで、ヒートローラ１２の表面温度は所定の温度に維持される。可視像が転写された用紙３が所定の温度に維持されたヒートローラ１２とバックアップローラ１３とから形成される圧接部を通過することで、熱及び圧力が付与され、用紙３上のトナー１４が溶融し、トナー画像は定着される。

排出ローラ１６はピンチローラ１８と一対となって、定着器１１を通過した用紙３を挟持搬送する。そして、排出ローラ１７はピンチローラ１９と一対となって、排出ローラ１６−ピンチローラ１８対から搬送された用紙３を用紙スタッカ２０に排出する。用紙スタッカ２０は、プリンタ１の筐体外面を利用して形成されており、排出ローラ１７−ピンチローラ１９対によって排出された用紙３を積載する。

なお、図１には示されていないが、プリンタ１を構成する他の部材として、プリンタ１は、マイクロプロセッサ，ＲＯＭ（Read Only Memory），ＲＡＭ（Random Access Memory），入出力ポート，タイマ等を備える印刷制御部、印刷データ及び制御コマンドを受信してプリンタ１の全体のシーケンスを制御し印刷動作を実行するインタフェース制御部、また、インタフェース制御部を介して入力された印刷データを一時的に記憶する受信メモリ、この受信メモリに記憶された印刷データを受け取ると共に、この印刷データを編集処理することによって、形成された画像データ（イメージデータ）を記憶する画像データ編集メモリ、プリンタ１の状態を表示するための、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示装置を備える表示部、ユーザからの指示を受付けるための、例えばタッチパネル等の入力手段を備える操作部、プリンタ１の動作状態を監視するための、例えば、用紙位置検出センサ，温湿度センサ，濃度センサ等の各種センサ、画像データ編集メモリに記憶されたイメージデータをＬＥＤヘッド２５に送り、このＬＥＤヘッド２５の駆動を制御するヘッド駆動制御部、定着器１１の温度を制御する温度制御部、用紙３を搬送する各ローラを回転させるための駆動モータを制御する用紙搬送モータ制御部、感光ドラム２４等の各種ローラを回転させるための駆動モータを制御する駆動制御部、及び各ローラに電圧を印加する高圧電源等を備える。

次に、画像形成ユニット２の構成について図２を用いて説明する。図２は、画像形成ユニット２の構成を概略的に示す概略構成図である。

画像形成ユニット２は、現像剤担持体として現像ローラ２１と、現像剤供給部材としてのスポンジローラ２２と、トナー層規制手段としての現像ブレード２３と、潜像担持体としての感光ドラム２４と、感光ドラム２４の表面に潜像を形成させるＬＥＤヘッド２５と、感光ドラム２４の表面を帯電させる帯電ローラ２６と、用紙３に転写されずに残ったトナー１４を感光ドラム２４の表面から掻き取るクリーニングローラ２７とを備える。

現像ローラ２１は、導電性シャフト上に紫外線処理を行った半導電性シリコーンゴムからなる弾性層が形成され、この弾性層の表面に塗工して製膜されるウレタン系樹脂からなる表面コーティング層と、シランカップリング剤層とを備える。これらのコート層には、表面粗さを形成するためにシリカ粒子が混合されており、そのコート層の層厚は７［μｍ］〜１３［μｍ］とされている。そして、表面粗さが、必要に応じてＲｚ＝３［μｍ］〜１２［μｍ］（ＪＩＳＢ０６０１−１９９４）となるように、コート層表面は研磨されている。なお、印字濃度を確保するためには、なるべくＲｚの値は大きいことが好ましい。なお、現像ローラ抵抗は、幅２．０［ｍｍ］、直径６．０［ｍｍ］のＳＵＳ材のボールベアリングを２０［ｇｆ］の力で当接させ、シャフトとの間で１００［Ｖ］の直流電圧を印加して測定したとき、Ｒ（抵抗）＝Ｖ（電圧）／Ｉ（電流）として、１００［ＭΩ］〜５０００［ＭΩ］の値を示した。ところで、今回使用した現像ローラ２１の外径は１７．５２［ｍｍ］、周速度は２０６．２６［ｒｐｍ］である。

スポンジローラ２２は、導電性シャフト上に半導電性発泡シリコーンゴムを形成させ、所定の外径となるように研磨されている。このシリコーンゴムは、ジメチルシリコーン生ゴム、メチルフェニルシリコーン生ゴム等の各種生ゴムから形成され、さらに、補強性シリカ充填剤、加硫硬化に必要な加硫剤、及び発泡剤が添加される。ここで、発泡剤としては、例えば、重炭酸ナトリウム等の無機発泡剤、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）等の有機発泡剤を用いることができる。今回使用したスポンジローラ２２の外径は１４．６０［ｍｍ］、周速度は１３８．４４［ｒｐｍ］である。そして、ローラ硬度は、ＡｓｋｅｒＦで４８±５［°］となっている。スポンジローラ抵抗は、現像ローラ抵抗の測定と同様に、３００［Ｖ］の直流電圧を印加して測定したところ、１［ＭΩ］〜１００［ＭΩ］の値を示した。なお、画像形成ユニット２内において、スポンジローラ２２は、現像ローラ２１の表面に対して、１．０±０．１５［ｍｍ］の食い込み量をもって押し込まれるように配設されている。

現像ブレード２３は、例えば、ばね性を有する厚さ０．１［ｍｍ］程度のＳＵＳ材により形成されており、その一端側先端部は外側に向けてＬ字型に折り曲げられている。そして、現像ブレード２３の一端側先端部は、後述する画像形成動作時には、現像ローラ２１に対して所定の圧接力を持って当接するように配設されている。

潜像担持体としての感光ドラム２４は、導電性支持体と光導電層によって構成され、導電性支持体としてのアルミニウムの金属パイプに光導電層としての電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層した構成の有機感光体である。なお、今回使用した感光ドラム２４の外径は、３０［ｍｍ］、周速度は１０３．１３［ｒｐｍ］である。

ＬＥＤヘッド２５は、例えば、ＬＥＤ素子とレンズアレイとを有し、ＬＥＤ素子から出力される照射光が感光ドラム２４の表面に結像する位置となるように配設されている。

帯電ローラ２６は、導電性シャフトと導電性弾性層により形成されている。導電性弾性層は、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）を主成分とするイオン導電性のゴム弾性層であり、この弾性層表面は、イソシアネート（ＨＤＩ）成分を含む表面処理液を浸透させて硬化させる表面処理が施されており、感光ドラムの汚染性、トナーやその外添剤等の離型性が確保されている。なお、弾性層の硬さは、ＡｓｋｅｒＣ硬度計（高分子計器社製）で測定した結果、７３［°］であった。また、温度２０［℃］、湿度５０［％］条件下、使用する感光ドラムと同じ外径、表面粗さの導電性金属ドラムに対して、画像形成時と同じ圧接力を持って当接させた状態で、直流電圧５００［Ｖ］を印加したときの帯電ローラ２６の抵抗値は、６．３（ｌｏｇΩ）を示した。

クリーニングローラ２７は、φ６の金属製の芯金な外周にプライマーを介して接着させたエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）を主材とする導電性発泡層を備える。実体顕微鏡観察下において、その発泡セル径の平均は１００［μｍ］〜３００［μｍ］であった。また、４．９Ｎの加重下におけるＡｓｋｅｒＣ硬度計を用いたゴム硬度は３５［°］〜４５［°］であった。そして、クリーニングローラ抵抗は、φ３０のドラムにクリーニングローラ２７を０．２５［ｍｍ］当接させ、回転させながら４００［Ｖ］の直流電圧を印加して測定したとき、Ｒ＝Ｖ／Ｉとして、２．０Ｅ６［Ω］〜２．０Ｅ７［Ω］の値を示した。

なお、図２には示されていないが、各ローラ及びドラムにはそれぞれ駆動を伝達するためのギアが圧入、その他の方法で固定されている。具体的には、感光ドラム２４にはドラムギアが、現像ローラ２１には現像ギアが、スポンジローラ２２にはスポンジギアが、帯電ローラ２６にはチャージギアが、クリーニングローラ２７にはクリーニングギアが、転写ローラ１０には転写ギアが、現像ギア・スポンジギア間にはアイドルギアがそれぞれ固定されている。

次に、上記構成を備えた画像形成ユニット２による現像プロセスについて説明する。

まず、図示せぬ制御部から画像形成指示が入力されると、図示せぬ駆動制御部は駆動モータの回転を開始させる。駆動モータが回転を開始すると、その駆動力は、プリンタ１本体に配設された図示せぬ複数のギアを介してドラムギアに伝達され、感光ドラム２４は回転を開始する。

また、現像ローラ２１は、ドラムギアから現像ギアに駆動力が伝達することにより、回転を開始する。同様に、スポンジローラ２２は、現像ギアからアイドルギアを介してスポンジギアへ駆動力が伝達されることにより回転を開始する。

一方、これと同時に、ドラムギアからチャージギアに駆動力が伝達されることにより帯電ローラ２６が、ドラムギアからクリーニングギアに駆動力が伝達されることによりクリーニングローラ２７が、ドラムギアから転写ギアに駆動力が伝達されることにより転写ローラ１０がそれぞれ回転を開始する。なお、それぞれのローラ、感光ドラム２４の回転方向は、図２中の矢印で示した方向である。

そして、帯電ローラ２６に印加されたバイアス電圧と、その回転により感光ドラム２４の表面は一様均一に帯電される（例えば、−６００Ｖ）。感光ドラム２４表面の帯電された部分がＬＥＤヘッド２５の下方に到達すると、図示せぬヘッド駆動制御部の制御に従い、ＬＥＤヘッド２５は入力された画像情報に基づく発光を行い、感光ドラム２４表面上に潜像を形成させる。

ところで、スポンジローラ２２には、例えば、−３００Ｖのバイアス電圧が印加されており、現像ローラ２１には、例えば、−２００Ｖのバイアス電圧が印加されている。感光ドラム２４表面に形成された潜像部分が現像ローラ２１にまで到達すると、感光ドラム２４表面上の潜像（例えば、−２０Ｖ）と現像ローラ２１との電位差により、現像ブレード２３によって薄層化された現像ローラ２１上のトナー１４が感光ドラム２４表面上の潜像部分に付着することで潜像部分は可視像化され、トナー画像が形成される。なお、感光ドラム２４の回転開始で始まるこの現像プロセスは、以下に説明するプリンタ１による画像形成プロセスにおける所定のタイミングが開始される。

次に、プリンタ１の画像形成プロセスについて説明する。

図１に示すように用紙カセット４に収容された用紙３は、ホッピングローラ５によって用紙カセット４から図１中矢印方向に一枚ずつ取り出される。その後、用紙搬送経路に沿って、搬送ローラ８−ピンチローラ６対及びレジストローラ９−ピンチローラ７対によって斜行が矯正されながら、例えば、１６２［ｍｍ／ｓｅｃ］の用紙搬送速度で画像形成ユニット２に搬送される。なお、上述した現像プロセスは、用紙３がレジストローラ９−ピンチローラ７対に搬送される間の所定のタイミングで開始される。

そして、図示せぬ転写ローラ用電源によって転写バイアスが印加された転写ローラ１０によって、上記の現像プロセスによって感光ドラム２４表面上に形成されたトナー画像を用紙３に転写する転写プロセスが行われる。

その後、用紙３はヒートローラ１２とバックアップローラ１３とを備えた定着器１１へと搬送される。トナー画像が転写された用紙３は、図示せぬ温度制御手段によって制御されて所定の表面温度に保たれたヒートローラ１２とバックアップローラ１３との間に搬送される。そこで、ヒートローラ１２の熱が用紙３上のトナー１４を溶融させ、さらに用紙３上で溶融したトナー１４をヒートローラ１２とバックアップローラ１３との圧接部で加圧することにより、トナー画像が用紙３上に定着する。

トナー画像が定着した用紙３は、排出ローラ１６−ピンチローラ１８対により搬送され、排出ローラ１７−ピンチローラ１９対によって、用紙スタッカ２０に排出される。

なお、トナー像が転写された後の感光ドラム２４の表面には、若干のトナー１４が残留する場合がある。この残留したトナー１４は、クリーニングローラ２７によって除去される。クリーニングローラ２７は、感光ドラム２４の表面の所定の位置に当接するように配設され、感光ドラム２４の回転に伴いつれ回る。クリーニングローラ２７が感光ドラム２４の表面に当接した状態で感光ドラム２４が回転軸中心に回転することによって、転写されずに感光ドラム２４の表面に残留したトナー１４が除去される。なお、クリーニングされた感光ドラム２４は繰り返し使用される。

次に、トナーについて説明する。本実施形態においては、着色剤や添加剤と、モノマーと、を水媒体中で分散させながら重合して製造される重合トナー、具体的には、乳化重合法により、スチレンアクリル共重合樹脂と着色剤とワックスとを混合し、凝集してできるトナー粒子をトナー母粒子Ａとし、これに、シリカ、酸化チタン微粉末、ポリメチルメタクリレートを加えてミキサーにて混合したものをトナーとした。

乳化重合法では、水溶媒中でトナーの結着樹脂である重合体の一次粒子を作成した後、該一次粒子と同じ溶媒中において、乳化剤（界面活性剤）によりエマルジョン化させた着色剤を混合し、必要に応じてワックス、荷電制御剤等を混合後、それらを凝集させることによりトナー粒子を作成する。そして、溶媒中からトナー粒子を取り出し、洗浄、及び乾燥により不要な溶媒成分と副生成物成分を除去して、トナー粒子を得る方法である。

本実施形態においては、スチレン、アクリル酸、メチルメタクリル酸によりスチレンアクリル共重合樹脂を作成した。また、着色剤として、カーボンブラックを用い、更にワックスとしては、高級脂肪酸エステル系ワックスとしてステアリン酸ステアリルを用いた。

上記方法により、体積平均粒径７．０［μｍ］の未外添トナーであるトナー母粒子Ａが得られた。得られたトナー母粒子Ａの体積平均粒径は、細胞計数分析装置「コールターマルチライザー３」（ベックマンコールタール社製）を用い、アパチャー径１００［μｍ］にて３０００カウント測定することにより求めた。また、円形度については、下記式（１）に基づき、「フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００」（シスメックス株式会社製）を用いて測定した。
円形度＝Ｌ１／Ｌ２・・・（１）

ここで、Ｌ１は、粒子投影像の面積と同じ面積を有する円の周囲長であり、Ｌ２は、粒子投影像の周囲長である。この円形度が１．００であれば真球であり、円形度が１．００より小さくなるにつれて粒子形状は不定形となる。本実施形態ではトナー母粒子１０点の平均を取って算出したところ、トナー母粒子の平均円形度Ａは、０．９７であった。

［実施例１−１］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を０．５重量部加えて１５分間混合し、トナーＡ−１を得た。
［実施例１−２］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を０．５重量部加えて２０分間混合し、トナーＡ−２を得た。
［実施例１−３］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を０．５重量部加えて２５分間混合し、トナーＡ−３を得た。
［実施例１−４］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を０．５重量部加えて３０分間混合し、トナーＡ−４を得た。
［実施例１−５］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を０．７重量部加えて１５分間混合し、トナーＡ−５を得た。
［実施例１−６］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を０．７重量部加えて２０分間混合し、トナーＡ−６を得た。
［実施例１−７］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を０．７重量部加えて２５分間混合し、トナーＡ−７を得た。
［実施例１−８］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を０．７重量部加えて３０分間混合し、トナーＡ−８を得た。
［実施例１−９］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を０．７重量部、酸化チタン（ＴＴＯ−５５、石原産業社製、粒径３０［ｎｍ］）０．４重量部加えて１５分間混合し、トナーＡ−９を得た。
［実施例１−１０］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を０．７重量部、酸化チタン（ＴＴＯ−５５、石原産業社製、粒径３０［ｎｍ］）０．４重量部加えて２０分間混合し、トナーＡ−１０を得た。
［実施例１−１１］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を０．７重量部、酸化チタン（ＴＴＯ−５５、石原産業社製、粒径３０［ｎｍ］）０．４重量部加えて２５分間混合し、トナーＡ−１１を得た。
［実施例１−１２］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を０．７重量部、酸化チタン（ＴＴＯ−５５、石原産業社製、粒径３０［ｎｍ］）０．４重量部加えて３０分間混合し、トナーＡ−１２を得た。
［実施例１−１３］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を０．９重量部加えて１５分間混合し、トナーＡ−１３を得た。
［実施例１−１４］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を０．９重量部加えて２０分間混合し、トナーＡ−１４を得た。
［実施例１−１５］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を０．９重量部加えて２５分間混合し、トナーＡ−１５を得た。
［実施例１−１６］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を０．９重量部加えて３０分間混合し、トナーＡ−１６を得た。
［実施例１−１７］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を０．９重量部、酸化チタン（ＴＴＯ−５５、石原産業社製、粒径３０［ｎｍ］）０．４重量部加えて１５分間混合し、トナーＡ−１７を得た。
［実施例１−１８］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を０．９重量部、酸化チタン（ＴＴＯ−５５、石原産業社製、粒径３０［ｎｍ］）０．４重量部加えて２０分間混合し、トナーＡ−１８を得た。
［実施例１−１９］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を０．９重量部、酸化チタン（ＴＴＯ−５５、石原産業社製、粒径３０［ｎｍ］）０．４重量部加えて２５分間混合し、トナーＡ−１９を得た。
［実施例１−２０］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を０．９重量部、酸化チタン（ＴＴＯ−５５、石原産業社製、粒径３０［ｎｍ］）０．４重量部加えて３０分間混合し、トナーＡ−２０を得た。
［実施例１−２１］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を１．３重量部加えて１５分間混合し、トナーＡ−２１を得た。
［実施例１−２２］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を１．３重量部加えて２０分間混合し、トナーＡ−２２を得た。
［実施例１−２３］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を１．３重量部加えて２５分間混合し、トナーＡ−２３を得た。
［実施例１−２４］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を１．３重量部加えて３０分間混合し、トナーＡ−２４を得た。
［実施例１−２５］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を１．３重量部、ＭＰ−１０００（日本綜研製、ポリメチルメタクリレート）０．６重量部加えて１５分間混合し、トナーＡ−２５を得た。
［実施例１−２６］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を１．３重量部、ＭＰ−１０００（日本綜研製、ポリメチルメタクリレート）０．６重量部加えて２０分間混合し、トナーＡ−２６を得た。
［実施例１−２７］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を１．３重量部、ＭＰ−１０００（日本綜研製、ポリメチルメタクリレート）０．６重量部加えて２５分間混合し、トナーＡ−２７を得た。
［実施例１−２８］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を１．３重量部、ＭＰ−１０００（日本綜研製、ポリメチルメタクリレート）０．６重量部加えて３０分間混合し、トナーＡ−２８を得た。
［実施例１−２９］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を１．５重量部加えて１５分間混合し、トナーＡ−２９を得た。
［実施例１−３０］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を１．５重量部加えて２０分間混合し、トナーＡ−３０を得た。
［実施例１−３１］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を１．５重量部加えて２５分間混合し、トナーＡ−３１を得た。
［実施例１−３２］
トナー母粒子Ａ１００重量部に対して「アエロジルＲＸ５０」（日本アエロジル社製）を１．５重量部加えて３０分間混合し、トナーＡ−３２を得た。

次に、上記トナーＡ−１からＡ−３２のゆるみかさ密度を測定した。本発明でいう、ゆるみかさ密度とは、容器にゆるく充填された状態でのトナーの詰まり具合を示す。すなわち、トナーが画像形成時の摩擦帯電時に詰まりすぎていると、帯電上昇して「汚れ」の原因となり、また、トナーが適度に詰まっていない状態では帯電不足となり、「カブリ」の発生原因となる。そのため、本実施形態においては、この「汚れ」、「カブリ」とともに、以下で説明する「ファーストプリント」の評価に従い、良好な画像品位を示すトナーのゆるみかさ密度の範囲を規定した。

ここで、本実施形態で定義する「汚れ」とは、正常に帯電したトナーに対して、帯電量が高いトナー、いわゆる、過剰帯電トナーにより画像の背景部、すなわち、非画像部にトナーが付着することと定義し、これを引き起こす過剰帯電トナーを「汚れトナー」と称する。また、本実施形態で定義する「カブリ」とは、正常に帯電したトナーに対して、低い帯電量のトナーや逆極性に帯電したトナーにより画像の背景部、すなわち、非画像部にトナーが付着することと定義し、これを引き起こす低帯電量のトナーや逆極性のトナーを「カブリトナー」と称する。

上記方法にて作製した各トナーのゆるみかさ密度は、「マルチテスター」（セイシン企業）を使用し、２５０［μｍ］の篩の上に各トナーを乗せ、振幅１［ｍｍ］で振動させたときに篩から落下するトナーを１００［ｍｌ］のメスシリンダーで受け、１００［ｍｌ］の容積となったときの重量から空のメスシリンダーの重量を減じ、トナー重量を求めることにより算出した。

次に、ゆるみかさ密度の測定と併せて、作製した各トナーの遊離率の測定を行った。遊離率測定には、「パーティクルアナライザ」（ＨＯＲＩＢＡ社製、ＤＰ−１０００）を使用した。測定条件は以下に示す通りである。
一回の測定における炭素原子（Ｃ）の検出数：５００〜１５００
ノイズカットレベル：１．５［Ｖ］以下
ソート時間：２０ｄｉｇｉｔｓ
ガス：Ｏ_２０．１［％］Ｈｅガス
分析波長：炭素原子（Ｃ）２４７．８６［ｎｍ］、ケイ素原子（Ｓｉ）２８８．１６［ｎｍ］、チタン原子（Ｔｉ）３３４．９０［ｎｍ］
そして、各原子の遊離率は、下記式（２）に基づき算出した。
遊離率＝｛（炭素原子と同時に発光しなかった原子のカウント数）／［（炭素原子と同時に発光した原子のカウント数＋炭素原子と同時に発光しなかった原子のカウント数）］｝×１００・・・（２）
なお、式（２）内の原子は、ケイ素原子、及び／又はチタン原子を示す。

次に、本実施形態に係る「ファーストプリント」について説明する。本実施形態では、定着器ウエイトを「ゼロ」にした状態で、ウォームアップした後、すなわち、プリンタの電源を投入した後、定着器が所定の温度に到達し、画像形成可能を意味する「ＯＮ−Ｌｉｎｅ」表示がなされた後、１時間放置（トナーの帯電が十分落ちている）する。そして、画像形成命令を入力し、レターサイズ標準紙（例えば、Ｘｅｒｏｘ４２００紙、白紙度９２、坪量＝２０［ｌｂ］）を縦方向送り（４辺のうち短い２辺が先端と後端）で、５［％］Ｄｕｔｙ画像（用紙１枚の印刷可能範囲に対する全面ベタ印刷時の面積率１００［％］印刷のことを１００［％］Ｄｕｔｙ画像と称したとき）を印刷させ、印刷用紙が完全に用紙スタッカ２０に排出されるまでに要する時間をファーストプリントと定義する。

表１は、今回作製したトナーＡ−１〜Ａ−３２を用いて行った測定結果を示したものである。なお、表中、ＲＸ５０は「アエロジルＲＸ５０」、ＴｉＯ_２は酸化チタン、ＰＭＭＡはポリメチルメタクリレートをそれぞれ表す。

表１でも、明らかなように、ゆるみかさ密度が０．２９９［ｇ／ｍｌ］以下や、遊離率が５［％］未満の領域に位置するトナーにおいては、５［％］Ｄｕｔｙ画像における非画像部にトナーが付着する、いわゆる「汚れ」が発生するものがあった。そのため、評価は「×」とした。これは、トナー母粒子に外添剤が強く吸着しているため、トナーの帯電性が必要以上に上昇してしまったためだと考えられる。

一方、ゆるみかさ密度が０．４２１［ｇ／ｍｌ］以上や、遊離率が１５。１［％］以上の領域に位置するトナーにおいては、ファーストプリントが５秒以上かかる結果となった。ファーストプリントは、プリンタ仕様の重要な項目であり、これに要する時間は短い方が好ましい。したがって、本実施形態においては、ファーストプリントが５秒以上かかる結果を評価として「×」とした。これらの結果をグラフ化したのが図３である。おそらく、これらの条件では、従来の製造方法で作製されたトナーと同様に、トナー母粒子に外添剤が弱く吸着しているため、印刷可能となるトナー帯電量に達するまでの、画像形成ユニット２内における摩擦帯電に時間を要するためだと考えられる。

これらの結果から、ゆるみかさ密度が０．３００［ｇ／ｍｌ］〜０．４２０［ｇ／ｍｌ］、且つ、遊離率が５［％］〜１５［％］の範囲では、「汚れ」が発生せず、ファーストプリントが５秒未満に収まることが明らかとなった。

以上のように、第１の実施形態によれば、ゆるみかさ密度が０．３００［ｇ／ｍｌ］〜０．４２０［ｇ／ｍｌ］、且つ、遊離率が５［％］〜１５［％］の範囲のトナーを用いることにより、良好な画像品位を得ながらも、十分な早さのファーストプリントを確保することができる。

［第２の実施形態］
第２の実施形態においては、第１の実施形態において、良好な画像品位を得ながらも、十分な早さのファーストプリントを確保することができるとされたトナーＡ−６，Ａ−１１，Ａ−１３，Ａ−１４，Ａ−１５，Ａ−１６，Ａ−１７，Ａ−１８，Ａ−１９，Ａ−２０，Ａ−２１，Ａ−２２，Ａ−２３，Ａ−２４，Ａ−２６，Ａ−２９，Ａ−３０に対し、さらにドラムカブリ評価を行うことで、さらに好適なゆるみかさ密度、及び遊離率の範囲の規定を行った。

第２の実施形態においては、使用したプリンタの構成、画像形成ユニットの構成、現像プロセス・画像形成プロセス、及びトナーの作製については第１の実施形態と同じであるため、ここでの説明は省略する。

ドラムカブリ評価は、レターサイズ標準紙（例えば、Ｘｅｒｏｘ４２００紙、白紙度９２、坪量＝２０［ｌｂ］）を縦方向送り（４辺のうち短い２辺が先端と後端）で、５［％］Ｄｕｔｙ画像（用紙１枚の印刷可能範囲に対する全面ベタ印刷時の面積率１００［％］印刷のことを１００［％］Ｄｕｔｙ画像と称したとき）を５００枚印刷させて行った。このとき、１００枚の５［％］Ｄｕｔｙ画像の印刷毎に白紙を印刷させ、印刷を瞬断し、ドラムカブリを採取した。

ドラムカブリは、プリンタ１から取り出した感光ドラム２４に透明なメンディングテープを貼り付け、感光ドラム２４に付着しているトナーを剥離する目的でテープを剥離し、当該剥離したメンディングテープを白紙に貼り付ける。なお、白紙には、予めメンディングテープそのものも貼り付けておく。その後、ミノルタ測定計ＣＭ−２６００ｄ（測定径＝φ８ｍｍ）を用いて、白紙上のメンディングテープそのものに対する感光ドラム２４から剥離したメンディングテープの色差△Ｅ（△Ｅ＝{（Ｌ_１−Ｌ_２）^２＋（ａ_１−ａ_２）^２＋（ｂ_１−ｂ_２）^２}^１／２、Ｌ_１，ａ_１，ｂ_１：白紙瞬断の感光ドラム２４剥離後メンディングテープの色度、Ｌ_２，ａ_２，ｂ_２：メンディングテープそのものの色度）の平均値（同様な位置で５点）を測定することでドラムカブリを判定した。

なお、ドラムカブリについては、以下のように判定した。
○：色差△Ｅが１．５以下の場合
×：色差△Ｅが１．６以上の場合

表２は、トナーＡ−６，Ａ−１１，Ａ−１３，Ａ−１４，Ａ−１５，Ａ−１６，Ａ−１７，Ａ−１８，Ａ−１９，Ａ−２０，Ａ−２１，Ａ−２２，Ａ−２３，Ａ−２４，Ａ−２６，Ａ−２９，Ａ−３０を用いて行った測定結果を示したものである。

本実施形態においては、５００枚の印刷までに５［％］Ｄｕｔｙ画像の非画像部にトナーが付着したものを「汚れ」とした。また、５００枚の印刷までにドラムカブリ（△Ｅ）が１．６を超えると、非画像部が灰色のように見えるため、ドラムカブリ（△Ｅ）が１．６を超えた場合を「カブリ」とした。

図４は、これらの結果をグラフ化したものである。表２、及び図４に示されるように、遊離率が７［％］以下の領域に位置するトナーでは、５００枚の印刷中に「汚れ」が発生した。また、遊離率が１４．１［％］以上の領域に位置するトナーについては「カブリ」が発生した。そして、ゆるみかさ密度が０．３２０［ｇ／ｍｌ］未満、０．４０１［ｇ／ｍｌ］以上の領域に位置するトナーについては、「汚れ」又は「カブリ」が発生した。

「汚れ」の発生については、トナー母粒子に外添剤が強く吸着しているため、トナーの帯電性が必要以上に上昇してしまったためだと考えられる。また、「カブリ」についは、トナー母粒子に外添剤が弱く吸着しているため、少しの印刷で外添剤が剥がれ落ち、十分な帯電量が維持されなかったためだと考えられる。

これらの結果から、ゆるみかさ密度が０．３２０［ｇ／ｍｌ］〜０．４００［ｇ／ｍｌ］、且つ、遊離率が７［％］〜１４［％］の範囲では、「汚れ」、「カブリ」が発生せず、ファーストプリントが５秒未満に収まることが明らかとなった。

以上のように、第２の実施形態によれば、ゆるみかさ密度が０．３２０［ｇ／ｍｌ］〜０．４００［ｇ／ｍｌ］、且つ、遊離率が７［％］〜１４［％］の範囲のトナーを用いることにより、良好な画像品位を得ながらも、十分な早さのファーストプリントを確保することができる。

なお、本実施形態の説明においては、体積平均粒径が７．０［μｍ］、平均円形度Ａが０．９７を示すトナー母粒子について説明したが、本発明は、これに限定されず、体積平均粒径が６．８〜７．３［μｍ］、平均円形度Ａが０．９５〜０．９８を示すトナー母粒子であれば同等の効果を得ることが可能である。

すなわち、体積平均粒径が６．８［μｍ］未満であるとトナー像の用紙への転写性が低下し、体積平均粒径が７．３［μｍ］を超過すると潜像部分のドットに対するトナー像のドットの再現性が低下する。また、平均円形度Ａが０．９５未満であると、トナー像の用紙への転写性が低下する。なお、平均円形度Ａはその値が１．００（すなわち、真球）を示すことが理想的である。しかしながら、真球のトナー母粒子を製造することは事実上困難であり、その値が０．９８以下であれば同等の効果が得られる。しかし、平均円形度Ａの値が０．９８超過であれば、良好な結果を得ることがきるものと推測される。

本発明にかかる実施形態においては、画像形成装置として、プリンタを一例として説明したが、プリンタ以外にも、例えば、ＭＦＰ（Multi Function Peripheral）、ファクシミリ、複写装置等にも本発明を適用することが可能である。

１プリンタ
２画像形成ユニット
３用紙
４用紙カセット
５ホッピングローラ
６ピンチローラ
７ピンチローラ
８搬送ローラ
９レジストローラ
１０転写ローラ
１１定着器
１２ヒートローラ
１３バックアップローラ
１４トナー
１５ハロゲンランプ
１６排出ローラ
１７排出ローラ
１８ピンチローラ
１９ピンチローラ
２０用紙スタッカ
２１現像ローラ
２２スポンジローラ
２３現像ブレード
２４感光ドラム
２５ＬＥＤヘッド
２６帯電ローラ
２７クリーニングローラ

Claims

少なくとも樹脂及び着色剤を有する現像剤母粒子と前記現像剤母粒子の表面に添加される外添剤とを含有する現像剤であって、
ゆるみかさ密度が０．３００［ｇ／ｍｌ］以上０．４２０［ｇ／ｍｌ］以下、且つ、前記現像剤母粒子に対する前記外添剤の遊離率が５［％］以上１５［％］以下であること
を特徴とする現像剤。
前記ゆるみかさ密度が０．３２０［ｇ／ｍｌ］以上０．４００［ｇ／ｍｌ］以下、且つ、前記現像剤母粒子に対する前記外添剤の遊離率が７［％］以上１４［％］以下であること
を特徴とする請求項１記載の現像剤。
潜像担持体と、
前記潜像担持体上に形成された潜像に現像剤を供給することで前記潜像を可視像化させる現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部材とを備え、
前記現像剤供給部材は請求項１、又は請求項２記載の現像剤を前記現像剤担持体に供給すること
を特徴とする画像形成ユニット。
潜像担持体と、
前記潜像担持体上に形成された潜像に現像剤を供給することで前記潜像を可視像化させる現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給部材とを有する画像形成ユニットと、
前記潜像を可視像化するために供給された前記現像剤を記録媒体に転写する転写部と、
前記記録媒体に転写された前記現像剤を定着させる定着部とを備え、
前記現像剤供給部材は請求項１、又は請求項２記載の現像剤を前記現像剤担持体に供給すること
を特徴とする画像形成装置。