JP4800330B2 - 現像剤、現像剤収容体、現像装置、画像形成ユニット及び画像形成装置 - Google Patents

現像剤、現像剤収容体、現像装置、画像形成ユニット及び画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等に使用される現像剤、現像剤収容体、現像装置、画像形成ユニット及び画像形成装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置に使用される現像剤としてのトナーは、平均粒径が８μｍ以下のトナーに対して、一次粒径の平均粒径が２０ｎｍ以下と、３０〜５０ｎｍの疎水性シリカ微粒子を添加していた（例えば特許文献１参照）。
特開平６−９５４２５号公報
しかしながら、上記特許文献１に示されるようなトナーのように、トナー粒子の粒径が小さくなるのに伴い、印刷される画像でカブリや濃度ムラなどの画像品質の低下が発生していた。
そこで、本発明は、上述のように粒径が小さくても、カブリや濃度ムラを発生させない現像剤を提供することを目的とする。また、その現像剤を備える現像剤収容体、現像装置、画像形成ユニット及び画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明の現像剤は、少なくとも結着樹脂を含有する母粒子の表面に無機微粉体からなる外添剤が添加されるトナーと、前記トナーの体積平均粒径よりも大きく、外添剤が凝集することにより形成された凝集物とを有する現像剤であって、前記トナーの体積平均粒径が３．９μｍ以上６．１μｍ以下であり、前記凝集物の大きさが７５μｍ以上１００μｍ以下であり、現像剤全体に対する前記凝集物の量が０．０１ｗｔ％以上０．１０ｗｔ％以下であることを特徴とする。



本発明の現像剤によれば、現像剤を構成するトナーの体積平均粒径が３．９μｍ以上６．１μｍ以下、現像剤を構成する凝集物の大きさが７５μｍ以上１００μｍ以下、現像剤中の凝集物の量が０．０１ｗｔ％以上０．１０ｗｔ％以下であることで、現像剤の劣化を防止することができ、カブリや濃度ムラが発生していない高品質な画像を形成することができる。
また、上述の現像剤を備える現像剤収容体は、カブリや濃度ムラが発生していない画像を形成することができる現像剤を収容することで、高品質の画像を提供することができる。
本発明の現像装置は、上述の現像剤収容体と、前記現像剤収容体に備えられた前記現像剤を担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給体と、前記現像剤供給体によって供給された前記現像剤により現像剤層を形成する現像剤層形成部材とを有することを特徴とする。この現像装置によって、カブリや濃度ムラが発生していない画像を形成することができる現像剤を現像することができ、高品質の画像を提供することができる。
また、上記現像装置を備える本発明の画像形成ユニットは、カブリや濃度ムラが発生していない画像を形成することができる現像剤を現像する現像装置によって良好な画像を形成することができ、高品質の画像を提供することができる。さらに、上記画像形成ユニットを備える本発明の本発明の画像形成装置は、良好な画像を形成することができる画像形成ユニットによって、高品質な画像を提供することができる。
本発明は、現像剤を構成するトナーの体積平均粒径が３．９μｍ以上６．１μｍ以下、現像剤を構成する凝集物の大きさが７５μｍ以上１００μｍ以下、現像剤中の凝集物の量が０．０１ｗｔ％以上０．１０ｗｔ％以下であることで、現像剤の劣化を防止することができ、カブリや濃度ムラが発生していない高品質な画像を形成することができる。そして、この現像剤を収容する現像剤収容体、現像装置、画像形成ユニット及び画像形成装置であれば、高品質な画像を提供することができる。
以下、本発明について図面を参照しながら説明する。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。
図１は、本発明による画像形成装置としてのプリンタの構成例を示す概略構成図である。プリンタ１０は、例えばカラー電子写真プリンタとしての構成を備え、記録紙カセット１１、画像形成ユニット３１〜３４、転写部１６、定着部４０を有し、更にこれらの各部に印刷用媒体としての記録紙５０を搬送するための用紙搬送ローラ４５ａ〜４５ｘ、搬送路切り替えガイド４１，４２を備えている。
記録紙カセット１１は、内部に記録紙５０を積層した状態で収納して、プリンタ１０内の下部に着脱自在に装着されている。用紙搬送ローラ４５ａ，４５ｂは、この記録紙カセット１１に収納されている記録紙５０を、その最上部から一枚ずつ捌いて用紙搬送路を図１中矢印（ｌ）方向に繰り出す。搬送ローラ４５ｃ，４５ｄ及び搬送ローラ４５ｅ，４５ｆは、記録紙５０を図１中矢印（ｅ）に沿って搬送する間に用紙の斜行を矯正し、画像形成部３０に送る。
画像形成部３０は、用紙搬送路に沿って着脱自在に配置された４つの画像形成ユニット３１〜３４と、後述するように各画像形成ユニット３１〜３４により形成された現像剤画像を、記録紙５０の上面にクーロン力により転写する転写部１６からなる。尚、直列に並べられた４つの画像形成ユニット３１〜３４は全て同じ構成であり、使用される現像剤の色、即ち、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のみが異なる。
転写部１６は、記録紙５０を静電吸着して搬送する転写ベルト１７、図示せぬ駆動部により回転されて転写ベルト１７を駆動するドライブローラ１８、ドライブローラ１８と対を成して転写ベルト１７を張架するテンションローラ１９、画像形成ユニット３１〜３４の後述する各感光ドラム１０１に対向して圧接するよう配置され、現像剤画像を記録紙５０に転写するよう電圧を印加する転写ローラ２０〜２３、転写ベルト１７上に付着した現像剤を掻き取ってクリーニングする転写ベルトクリーニングブレード２４、転写ベルトクリーニングブレード２４により掻き落とられることで回収された現像剤を収容する廃棄現像剤タンク２５からなる。
ここでブラック（Ｋ）の現像剤を備える画像形成ユニット３１の構成について説明する。なお、イエロー（Ｙ）の現像剤を備える画像形成ユニット３２、マゼンタ（Ｍ）の現像剤を備える画像形成ユニット３３、シアン（Ｃ）の現像剤を備える画像形成ユニット３４は、現像剤の色のみが異なるだけで同一であるため説明を省略する。図２は、画像形成ユニットの構成を概略的に示す要部構成図である。図２に示すように、画像形成ユニット３１は、現像ローラ１０４と、供給ローラ１０６と、現像ブレード１０７とを有する現像部１００と、現像剤収容体１２０とにより構成される現像装置１０９と、感光ドラム１０１と、帯電ローラ１０２と、クリーニングブレード１０５とを有している。画像形成ユニット３１は、画像形成部３０の所定位置に着脱自在に装着され、現像剤収容体１２０は、現像部１００に対して着脱自在に装着可能となっている。
図３は、現像剤収容体を除く画像形成ユニットの構成を概略的に示す要部構成図である。像担持体としての感光ドラム１０１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系感光体である。帯電装置としての帯電ローラ１０２は、感光ドラム１０１の周面に接して設けられ、金属シャフトと半導電性エピクロロヒドリンゴム層によって構成されている。露光装置としてのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）ヘッド１０３は、例えば６００ｄｐｉや１２００ｄｐｉのＬＥＤヘッドで、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１０１の表面に結像する位置に配置されている。
現像剤担持体としての現像ローラ１０４は、感光ドラム１０１の周面に接して設けられ、金属シャフトと半導電性ウレタンゴム層によって構成されている。現像ローラ１０４に摺接する現像剤供給体としての供給ローラ１０６は、金属シャフトと半導電性発泡シリコンスポンジ層によって構成されている。現像ローラ１０４の表面に圧接される現像剤層形成部材としての現像ブレード１０７はステンレス製であり、感光ドラム１０１の周面に圧接される現像剤回収装置としてのクリーニングブレード１０５は、ウレタンゴム製である。
図４は、現像剤収容体の内部構成を概略的に示す要部構成図である。図４のように、現像剤収容体１２０の容器１２１内の現像剤収納部１２５には、その長手方向に延在する撹拌バー１２２が回転自在に支持され、その下方には容器１２１内の現像剤を排出する排出口１２４が形成されている。シャッタ１２３は、容器１２１内にあって、この排出口１２４を開閉するために矢印（ｓ）方向にスライド可能に配設されている。
後述するように、画像形成部３０で各色の現像剤画像が転写された記録紙５０は、搬送路を図１中矢印（ｈ）方向に搬送されて定着部４０に送られる。定着部４０は、発熱ローラ１４１、加圧ローラ１４４、サーミスタ１４３及び加熱ヒータ１４２を備えている。発熱ローラ１４１は、アルミニウム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−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、更にその芯金内には例えばハロゲンランプなどの加熱ヒータ１４２が配設されている。
加圧ローラ１４４は、アルミニウム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チューブを被覆した構成で、発熱ローラ１４１との間に圧接部が形成されるように配置されている。サーミスタ１４３は、発熱ローラ１４１の表面温度検出手段であり、発熱ローラ１４１の近傍に非接触で配置される。サーミスタ１４３によって検出された温度情報は図示しない温度制御手段に送られ、温度制御手段はこの温度情報に基づいて加熱ヒータ１４２をオン／オフ制御して、発熱ローラ１４１の表面温度を所定の温度に維持する。
次に、上述した構成を有するプリンタ１０の動作について説明する。
図３のように、感光ドラム１０１は、図示しない駆動手段により図３中矢印（ａ）方向に一定周速度で回転する。感光ドラム１０１の表面に接触して設けられた帯電ローラ１０２は、図３中矢印（ｄ）方向に回転しながら、図示しない帯電ローラ用高圧電源によって供給される直流電圧を感光ドラム１０１の表面に印加し、この表面を一様均一に帯電させる。次に、感光ドラム１０１に対向して設けられたＬＥＤヘッド１０３によって、画像信号に対応した光を感光ドラム１０１の一様均一に帯電された表面に照射し、光照射部分の電位を光減衰して静電潜像を形成する。
図４のように、現像剤収容体１２０のシャッタ１２３は、図２のように現像部１００に装着された後に、図示せぬレバー操作によって、容器１２１の排出口１２４が開口する図４中矢印（ｓ）方向にスライドする。これにより、容器１２１内の現像剤１１０が、排出口１２４から図４中矢印（ｖ）方向に落下し、図２のように、現像部１００に供給される。現像部１００に落下した現像剤１１０は、図示しない供給ローラ用高圧電源によって電圧が印加された供給ローラ１０６の図３中矢印（ｃ）方向回転によって、現像ローラ１０４に供給される。
現像ローラ１０４は、感光ドラム１０１に密着して配置されており、図示しない現像ローラ用高圧電源によって電圧が印加されている。現像ローラ１０４は、供給ローラ１０６により搬送された現像剤１１０を吸着し、これを図４中矢印（ｂ）方向に回転搬送する。この回転搬送過程で、供給ローラ１０６より下流側にあって現像ローラ１０４に圧接して配置された現像ブレード１０７は、現像ローラ１０４に吸着した現像剤１１０を均一な厚さに均した現像剤層を形成する。
更に現像ローラ１０４は、感光ドラム１０１上に形成された静電潜像を、担持する現像剤によって反転現像する。感光ドラム１０１の導電性支持体と現像ローラ１０４間には高圧電源によってバイアス電圧が印加されているため、現像ローラ１０４と感光ドラム１０１の間には、感光ドラム１０１に形成された静電潜像に伴う電気力線が発生する。このため、現像ローラ１０４上の帯電した現像剤１１０は、静電気力により感光ドラム１０１上の静電潜像部分に付着し、この部分を現像して現像剤画像を形成する。尚、感光ドラム１０１の回転開始で始まるこの現像プロセスは、後述する所定のタイミングで開始される。
図１のように、記録紙カセット１１に収容された記録紙５０は、用紙搬送ローラ４５ａ及び４５ｂによって記録紙カセット１１から図１中矢印（ｌ）の方向に一枚ずつ取り出される。その後、図示しない記録紙ガイドに沿って、用紙搬送ローラ４５ｃ，４５ｄ及び用紙搬送ローラ４５ｅ，４５ｆによって、斜行が矯正されながら図１中矢印（ｅ）方向に搬送される。そして、回転するドライブローラ１８によって図１中矢印（ｆ）方向へ回転する転写ベルト１７へと送られる。尚、上述した現像プロセスは、記録紙５０が図１中矢印（ｅ）方向に搬送される間の所定のタイミングで開始される。
図３のように、ブラック（Ｋ）の画像形成ユニット３１の現像部１００の感光ドラム１０１に、転写ベルト１７を介して圧接状態で対向して配置され、図示しない転写ローラ用高圧電源によって電圧が印加された転写ローラ２０によって、転写ベルト１７に静電吸着して搬送される記録紙５０上に、上記した現像プロセスによって感光ドラム１０１上に形成されたブラックの現像剤画像を転写する転写プロセスが行われる。
その後、記録紙５０は、転写ベルト１７上を図１中矢印（ｆ）に沿って進み、画像形成ユニット３１及び転写ローラ２０による現像プロセス及び転写プロセスと同様のプロセスによって、画像形成ユニット３２と転写ローラ２１によってイエローの現像剤画像が、画像形成ユニット３３と転写ローラ２２によってマゼンタの現像剤画像が、そして画像形成ユニット３４と転写ローラ２３によってシアンの現像剤画像が、順次記録紙５０上に転写される。各色の現像剤画像が転写された記録紙５０は、図１中矢印（ｈ）方向へと搬送される。
各色の現像剤画像が転写された記録紙５０は、図１中矢印（ｈ）方向へと搬送され、発熱ローラ１４１と加圧ローラ１４４を備えた定着部４０へ搬送される。現像剤画像が転写された記録紙５０は、図示しない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、図１中矢印（ｉ）方向に回転する発熱ローラ１４１と、図１中矢印（ｊ）方向に回転する加圧ローラ１４４の間へ進む。そこで、発熱ローラ１４１の熱が記録紙５０上の現像剤画像を溶融し、更に記録紙５０上で溶融した現像剤画像を発熱ローラ１４１と加圧ローラ１４４との圧接部で加圧することにより現像剤画像が記録紙５０に定着する。
現像剤画像が定着した記録紙５０は、用紙搬送ローラ４５ｇ，４５ｈ及び用紙搬送ローラ４５ｉ，４５ｊによって図１中矢印（ｋ）方向に搬送され、プリンタ１０の外部へと送出される。
転写後の感光ドラム１０１の表面には、若干の現像剤１１０が残留する場合がある。この残留した現像剤１１０は、クリーニングブレード１０５によって除去される。クリーニングブレード１０５は、感光ドラム１０１の回転軸方向に沿って平行に配置され、その先端部が感光ドラム１０１の表面に当接するようにその根元部分が剛性の支持基板に取付けられ、固定される。クリーニングブレード１０５が感光ドラム１０１の周面に当接した状態で感光ドラム１０１が回転軸中心に回転することによって、転写されずに残った感光ドラム１０１表面に残留した現像剤１１０が除去される。クリーニングされた感光ドラム１０１は、繰り返し利用される。
また、連続通紙時の紙間等では各画像形成ユニット３１〜３４の感光ドラム１０１から、一部の帯電不良の現像剤が転写ベルト１７に転写される場合がある。転写ベルト１７に転写されたこの現像剤は、転写ベルト１７が図１中矢印（ｆ）方向及び図１中矢印（ｒ）方向に回転移動する際に、転写ベルトクリーニングブレード２４によって転写ベルト１７から除去されて廃棄現像剤タンク２５に溜められる。クリーニングされた転写ベルト１７は、繰り返し利用される。
尚、プリンタ１０において記録紙５０の両面に印刷を行う場合、現像剤画像が定着した記録紙５０は、用紙搬送ローラ４５ｋ，４５ｌ及び用紙搬送ローラ４５ｗ，４５ｘによって図１中矢印（ｍ）方向に搬送された後、用紙搬送ローラ４５ｗ，４５ｘによって図１中矢印（ｎ）方向に搬送されることで、記録紙５０が反転する。そして、用紙搬送ローラ４５ｍ〜４５ｖによって、図１中矢印（ｏ）方向、図１中矢印（ｐ）方向、図１中矢印（ｑ）方向の順で搬送される。そして、記録紙５０は、用紙搬送ローラ４５ｃ，４５ｄによって図１中矢印（ｅ）方向に搬送されることで、記録紙５０の先に現像剤画像が定着した面とは反対側の裏面側に対して、画像形成が行われる。
次に、現像剤について説明する。この現像剤は、上述した現像剤収容体に収容される。本発明の画像形成装置、画像形成ユニット及び現像装置は、この現像剤収容体を備えるものである。
本発明の現像剤は、トナーと凝集物とにより構成される。トナーは、少なくとも結着樹脂を含有するトナー母粒子に無機微粉体などの外添剤が添加されたものである。この結着樹脂としては、特に限定するものではないが、ポリエステル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、又はスチレン−ブタジエン系樹脂が好ましい。
また、この結着樹脂には、離型剤、着色剤等が添加され、そのほかに帯電制御剤、導電性調整剤、体質顔料、繊維状物質等の補強充填剤、酸化防止剤、老化防止剤、流動性向上剤又はクリーニング性向上剤等がといったの添加剤が適宜添加されていてもよい。
離型剤としては、特に限定するものではないが、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、オレフィンの共重合物、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス又はフィッシャートロプシュワックスといった脂肪族炭化水素系ワックス、酸化ポリエチレンワックスのといった脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物又はそれらのブロック共重合物、カルナバワックス又はモンタン酸エステルワックスといった脂肪酸エステルを主成分とするワックス類、あるいは、脱酸カルナバワックスといった脂肪酸エステル類を一部又は全部を脱酸化したものなどが挙げられる。さらに、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸又は更に長鎖のアルキル基を有する長鎖アルキルカルボン酸類といった飽和直鎖脂肪酸類、ブラシジン酸、エレオステアリン酸又はバリナリン酸といった不飽和脂肪酸類、ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコール又は更に長鎖のアルキル基を有する長鎖アルキルアルコール類といった飽和アルコール類、ソルビトールといった多価アルコール類、リノール酸アミド、オレイン酸アミド又はラウリン酸アミドといった脂肪酸アミド類、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド又はヘキサメチレンビスステアリン酸アミドといった飽和脂肪酸ビスアミド類、エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、Ｎ，Ｎ'−ジオレイルアジピン酸アミド又はＮ，Ｎ'−ジオレイルセバシン酸アミドといった不飽和脂肪酸アミド類、ｍ−キシレンビスステアリン酸アミド又はＮ，Ｎ'−ジステアリルイソフタル酸アミドといった芳香族系ビスアミド類、脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸といったビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス類、ベヘニン酸モノグリセリドといった脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物、あるいは、植物性油脂を水素添加することによって得られるヒドロキシ基を有するメチルエステル化合物などが挙げられる。この離型剤の含有量は、結着樹脂１００質量部に対して０．１〜１５質量部、好ましくは０．５〜１２重量部添加されるのが効果的であり、また、複数のワックスを併用することも好ましい。
着色剤としては、特に限定するものではないが、従来のブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのトナー用着色剤として用いられる染料、顔料等を使用することができる。例えば、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、パーマネントブラウンＦＧ、ブリリアントファーストスカーレット、ピグメントグリーンＢ、ローダミン−Ｂベース、ソルベントレッド４９、ソルベントレッド１４６、ピグメントブルー１５：３、ソルベントブルー３５、キナクリドン、カーミン６Ｂ、ジスアゾエロー等が挙げられる。この着色剤の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して、２〜２５重量部が好ましい。帯電制御剤としては、サリチル酸錯体などが挙げられる。
外添剤は、環境安定性、帯電安定性、現像性、流動性、保存性向上のために添加され、例えばシリカ微粉体などの無機微粉体が挙げられる。本発明において、上述したトナー母粒子に外添剤が添加されたものをトナーと称する。
用いられるトナーの平均体積粒径としては、３．９μｍ以上６．１μｍ以下であればよい。トナーの平均体積粒径が６．１μｍの現像剤は、６００ｄｐｉのＬＥＤヘッドによって画像形成され、記録紙５０上の現像剤画像にドットが形成された場合、濃淡ムラは発生せず、２００倍の拡大鏡にてドットを観察してもドットの現像剤抜けやドット径のバラツキなどは発生しなかった。また、トナー体積粒径が３．９μｍ及び５．０μｍの現像剤は、６００ｄｐｉのＬＥＤヘッドによって形成された画像及び１２００ｄｐｉのＬＥＤヘッドによって形成された画像の何れにおいても、濃淡ムラは発生せず、２００倍の拡大鏡にてドットを観察したところ、ドットの現像剤抜けやドット径のバラツキ等は発生しなかった。これにより、トナーの平均体積粒径を３．９μｍ以上５．０μｍ以下とすることで、より高精細な画像の形成が可能となる。
この平均体積粒径は、体積分布により算出されるもので、例えば以下の方法によって測定できる。この測定では、コールターマルチサイザー３を用い、個数分布及び体積分布を出力するインターフェース及びパーソナルコンピュータを接続した測定装置で測定することができる。そして、１級塩化ナトリウムを用いて調製された１％ＮａＣｌ水溶液や、ＩＳＯＴＯＮ Ｔ−ＩＩ（コールターサイエンティフィックジャパン社製）といった電解水溶液を１００〜１５０ｍｌ中に、分散剤として例えばアルキルベンゼンスルホン酸塩といった界面活性剤を１．０〜１．５ｍｌ加え、さらに測定試料を２〜２０ｍｇ加えた懸濁した電解液を試料とし、この試料を超音波分散機で約１分間分散処理を行いアパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて測定し、体積分布を算出し、算出した体積分布から平均体積粒径を求めることができる。
トナーとともに本発明の現像剤を構成する凝集物は、外添剤を凝集し、塊状となるもので、メッシュで篩うことで、メッシュ径に応じてメッシュを通過するものしないものに分けることができる。この凝集物は、完全に一体となっているものではないため、溶媒に分散させるコールターマルチサイザー３による粒度分布測定では、凝集物は崩壊し、細かい粒子群に分割される。凝集物の大きさとしては、７５μｍ以上１００μｍ以下が好ましい。また、この凝集物は、現像剤の全体の重量に対して、０．０１ｗｔ％以上０．１０ｗｔ％の比率で含まれる。
この凝集物は、上述した外添剤を凝集させ、７５μｍ以上１００μｍ以下メッシュによって篩い分けた凝集物を、７５μｍ以上１００μｍ以下の凝集物が存在しないトナーに対して外添させたものでもよいが、本発明はこれに限定されるものではなく、解砕を行わない又は、解砕を十分に行わないことによって７５μｍ以上１００μｍ以下の外添剤の凝集物を混在させた状態でトナー母粒子として外添させ、得られたトナー中に凝集物が混在するようにしたものであってもよい。すなわち、現像剤の重量に対して７５μｍ以上１００μｍ以下の凝集物が０．０１ｗｔ％以上０．１０ｗｔ％以下含むものであればよい。
［実施例１］
実施例１では、現像剤を構成するトナーの平均体積粒径、凝集物の添加量を変えて調製された現像剤を用いて連続通紙印刷の試験を行った。この試験には、図１に示された画像形成装置を用いた。ただし、本発明の効果をより確認しやすくするために、画像形成ユニット３４のみを使用し、画像形成ユニット３１〜３３は画像形成装置から抜いて試験を行った。なお、本発明では、一般的に現像剤に用いられる様々な種類・色目の着色剤が使用できるため、画像形成ユニット３１〜３４の全てを装着しても同様の効果が得られる。
画像形成装置の通紙速度であり感光ドラム１０１の線速でもある印刷速度は２７４ｍｍ／ｓとし、現像ローラ１０４は感光ドラム１０１に対して速度比が１．２６となるように逆方向に回転させた。供給ローラ１０６は現像ローラ１０４に対し速度比が１／１．６となるように同方向に回転させた。感光ドラム１０１の外径はφ３０ｍｍで、現像ローラ１０４の外径はφ１５．９５ｍｍで、供給ローラ１０６の外径はφ１３ｍｍである。Ａ４サイズ標準紙（例えばＯＫＩエクセレントホワイト紙、坪量８０ｇ／ｍ２）を包装紙開封面の裏面が印刷面になるように画像形成装置に備え、Ａ４サイズ標準紙の４辺のうち、短い２辺が通紙方向の先端と後端となるような方向（縦方向）で画像形成装置の搬送路を搬送させた。そして、連続通紙印刷時の紙送りで、先に搬送された紙の後端からその紙の直後に搬送された紙の先端までの距離を示す紙間を６０ｍｍに設定して３００００枚の連続通紙印刷を行った。
このとき、Ａ４サイズ標準紙１枚の印刷可能範囲（２８８ｍｍ×２００ｍｍ）に全面ベタ画像の印刷時の面積率１００％印刷のことを１００％ｄｕｔｙとした際に、０．３％ｄｕｔｙである０．８６ｍｍ×２００ｍｍの横線状印刷パターンが形成された。なお、Ａ４サイズ標準紙の３００００枚の連続通紙印刷における感光ドラム１０１の回転数は、途中に行われるテスト印刷を含めずに、１１３６４２．４回転である。この連続通紙印刷の中で、画像の濃淡ムラ及びドット形成の不良を評価するために、開始から５０００枚印刷毎にＡ４サイズ標準紙でハーフトーン画像を１０枚ずつ印刷した。
また、連続通紙印刷の開始時と終了時にＡ４サイズ標準光沢紙（例えばＯＫＩエクセレントグロス紙、坪量１２８ｇ／ｍ２）を包装紙開封面の裏面が印刷面になるように画像形成装置に備え、０．３％ｄｕｔｙで１０枚ずつ印刷した。したがって、１回の試験が問題なく終了すると、画像形成装置１つにつき、感光ドラム１０１の回転数は１１４０２８．２回転となる。
画像形成装置の品質を確認するため、画線部の印刷品質については、ハーフトーン画像でドット再現性を確認することで確認し、非画線部については、現像剤が紙面上に載らない方が良いため、現像剤が載った場合に、より目立つ光沢紙を用いて、ほとんど印字しない印刷を行うことで、その非画線部の印刷品位を確認する。光沢紙は、普通紙に比べて表面が平滑であるため、定着工程を現像剤が通過することで現像剤がつぶれて広がりやすいために目立つ。Ａ４サイズ標準紙とＡ４サイズ標準光沢紙に対して、光沢度計ＧＭ−２６Ｄ（ＭＵＲＡＫＡＭＩ ＣＯＬＯＲ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ、７５°）で測定したところ、Ａ４サイズ標準紙が１１．７％で、Ａ４サイズ光沢紙が６０．７％であった。これは、Ａ４サイズ標準光沢紙がＡ４サイズ標準紙よりも表面がより平滑で、反射率が高いものであると考えられる。
上述した連続通紙印刷による試験で得られた印刷サンプルに対し、カブリ、濃淡ムラ、ドット形成不良について評価した。カブリは、正常に帯電した現像剤に対して、低い帯電量の現像剤や逆極性に帯電した現像剤によって画像の背景部分、すなわち、非画像部分である非画線部に現像剤が付着することで起こる。また、汚れは、正常に帯電した現像剤に対して、帯電量が高い現像剤、いわゆる過剰帯電現像剤によって非画線部に現像剤が付着することで起こる。このカブリの評価では、連続通紙印刷試験で、初期と連続後のＡ４サイズ標準光沢紙に形成された非画線部についての色相（Ｌ＊ａ＊ｂ）と、画像形成ユニットを装着していない状態で定着器のみ印刷時と同様の速度、定着温度条件でＡ４サイズ標準光沢紙を通紙した光沢紙の色相（Ｌ＊ａ＊ｂ）との色相差（色差ΔＥ）を色彩色差計ＣＭ−２６００ｄ（コニカミノルタ社製、Ｃ光源、２度視野）にて、測定し、１０枚分のΔＥの平均値を算出した。この光沢紙の評価基準として、初期及び連続後におけるΔＥが共に１．５以下である場合○とし、初期又は連続後の何れか一方でもΔＥが１．５よりも大きい場合を×とした。
濃淡ムラとドット形成不良は、上述した連続通紙印刷によって形成されたハーフトーン画像で評価した。このハーフトーン画像は、６００ｄｐｉにて、縦方向２ドット分及び横方向２ドット分で形成される４マスのうち、縦方向１ドット及び横方向１ドットで形成される１マスのドットを形成する１ドット×１ドットをＡ４サイズの用紙における印刷可能範囲全面に印刷する画像のことを示す。このハーフトーン画像に対して濃淡ムラの評価を行った。濃淡ムラは、濃度が濃い部分と薄い部分との濃淡差が３０％以下を濃淡ムラなしと判断し、３０％よりも大きい場合を濃淡ムラありと判断した。また、このハーフトーン画像に対してドット形成不良を評価した。ドット形成不良は、ドット部分を２００倍に拡大し、ドットを無作為に５０個確認したうち、現像剤によってドットが形成されずに欠けたドットであったり、例えばドットとドットとの間の白地部分にドット形成箇所以外の現像剤によるチリがある場合にドット形成不良ありと判断し、ない場合をドット形成不良なしと判断した。
現像剤を構成するトナーの平均体積粒径、凝集物の添加量の異なる現像剤を用いて、上記評価項目における評価を下記表１に示した。
実施例１−１の現像剤は、結着樹脂として数平均分子量Ｍｎが３７００、ガラス転移温度Ｔｇが６２℃のポリエステル樹脂を１００重量部とし、帯電制御剤としてサリチル酸錯体「ボントロンＥ−８４」（オリエント化学工業社製）を０．２重量部、着色剤としてピグメントブルー１５：３「ＥＣＢ−３０１」（大日精化社製）を４．０重量部、及び、離型剤としてカルナウバワックス「カルナウバワックス１号粉末」（加藤洋行社製）を３．０重量部をヘンシェルミキサー（三井鉱山社製）を用いて混合した後、２軸押出機により溶融混練した。そして、冷却後、直径２ｍｍのスクリーンを有するカッターミルで粗砕化した後、衝突版式粉砕機「ディスパージョンセパレーター」（日本ニューマチック工業（株）製）を用いて粉砕し、さらに風力分級機を用いて分級し、トナー母粒子を得た。得られたトナー母粒子の粉体１００重量部に対して、ヘンシェルミキサー等の高速撹拌機により凝集した無機微粒子を分離することで解砕した外添剤として、疎水性シリカＲ９７２（日本アエロジル社製、平均一次粒径１６μｍ）２．５重量部及び疎水性シリカＲＹ−５０（日本アエロジル社製、平均一次粒径４０μｍ）２．０重量部をトナー母粒子に添加し、１０リットル容のヘンシェルミキサーで３２００（回転／分）の回転速度で２分間撹拌を撹拌した。そして、仕上げに開き目７５μｍ（ステンレス製、線径５０μｍ、平織り、２００目数／インチ、ＪＩＳ−Ｚ８８０１−１９９４準拠）の試験ふるいに粉体測定器「ＳＥＩＳＨＩＮ ＭＵＬＴＩ ＴＥＳＴＥＲ ＭＴ−１００１」を用いて振幅１．５ｍｍ、振動数５０Ｈｚの条件にてメッシュから落下しないことが確認されてからさらに３０秒間ふるい、ふるいを通過して得られたものをトナーとした。
次に、１ｇの疎水性シリカＲＹ−５０をφ３０ｍｍの筒に入れ、５００ｇ／ｃｍ２の荷重が５分間かかるように重りをのせて凝集させた。凝集した疎水性シリカＲＹ−５０に対し、上述と同様の解砕方法で解砕し、開き目１００μｍの試験ふるい（ステンレス製、線径７０μｍ、平織り、１５０目数／インチ、φ７５ｍｍ、ＩＳＯ準拠でＪＩＳ使用可のもの）に上記粉体測定器を用いて振幅１．５ｍｍ、振動数５０Ｈｚの条件にてメッシュから落下しないことが確認されてからさらに３０秒間ふるった。そして、ふるいを通過した凝集シリカに対し、上述した開き目７５μｍの試験ふるいに上記粉体測定器を用いて振幅１．５ｍｍ、振動数５０Ｈｚの条件にてメッシュから落下しないことが確認されてからさらに３０秒間ふるった。ふるい上に得られた凝集シリカを、トナー１００重量部に対して０．０５０１重量部添加し、１０リットル容のヘンシェルミキサーで３２００（回転／分）の回転速度で２分間撹拌を撹拌して現像剤を得た。
得られた現像剤の体積平均粒径は、細胞計数分析装置「コールターマルチサイザー３」（ベックマンコールター社製）によるアパチャー径１００μｍにて３００００カウント測定にて、５．０μｍであった。また、同測定器で同時に得られた体積分布の２０μｍ以上の粒径は０％であった。さらに、５．０ｇの現像剤を上述した開き目１００μｍの試験ふるいにかけた後、ふるいを通過した現像剤を開き目７５μｍの試験ふるいにかけ、ふるい上の凝集シリカ残量を計量したところ、凝集シリカ量が２．５ｍｇであった。すなわち、現像剤の残留凝集物は、０．０５０ｗｔ％であった。この現像剤を上述の連続通紙印刷の試験に使用した。
この実施例１−１の現像剤の場合、カブリを評価するΔＥが初期及び連続後において１．０以下と極めて良好であった。ΔＥが１．５以下であれば、画像が印刷された用紙の白地に着目し、良く確認することで、薄く曇っていることが分かる程度で目立たないため、実用上問題ない。さらに、ΔＥが１．０以下であれば目視では分からないため全く問題がない。また、ハーフトーン画像の印刷品質を目視で確認したところ、濃淡ムラもドット形成不良も確認されなかった。
比較例１−１は、実施例１−１と同様の方法で得られたトナーに対して、凝集シリカを添加しないものを上述の連続通紙印刷の試験に使用した。この現像剤のトナーの体積平均粒径は５．０μｍであった。この現像剤を上述の連続通紙印刷の試験に使用した。この比較例１−１の現像剤の場合、７５μｍ以上１００μｍ以下の大きさの凝集物がないことで、現像装置内で凝集した現像剤を凝集物による撹拌、すなわち、凝集物によって凝集した現像剤を解すことができなくなる。そのため、現像剤の帯電ムラが発生し、連続後のカブリが増大していた。また、ハーフトーン画像で濃淡ムラが発生するとともに、ドット形成不良が発生した。
比較例１−２は、実施例１−１と同様の製造条件で、トナー母粒子の粉砕・分級工程を調整して製造し、仕上げに開き目７５μｍの試験ふるいにかけることで、現像剤を得た。この現像剤には、比較例１−１と同様に、凝集シリカを添加しなかった。この現像剤のトナーの体積平均粒径は７．８μｍであった。また、同測定器で同時に得られた体積分布の２０μｍ以上の粒径は０％であった。この現像剤を上述の連続通紙印刷の試験に使用した。比較例１−２の現像剤は、体積平均粒径が大きく、７５μｍ以上１００μｍ以下の凝集物が添加されていない。そのため、現像剤の帯電ムラが発生し、連続後のカブリが悪化した。また、ハーフトーン画像で濃淡ムラが発生するとともに、ドット形成不良が発生した。
比較例１−３は、実施例１−１と同様の製造条件で、トナー母粒子の粉砕・分級工程を調整して製造し、仕上げに開き目７５μｍの試験ふるいにかけることで、トナーを得た。このトナー１００重量部に対して、７５μｍ以上１００μｍ以下の大きさの凝集物の疎水性シリカＲＹ−５０を０．０５０１重量部添加して現像剤を調製した。この現像剤のトナーの体積平均粒径は７．８μｍであった。また、同測定器で同時に得られた体積分布の２０μｍ以上の粒径は０％であった。さらに、５．０ｇの現像剤を上述した開き目１００μｍの試験ふるいにかけた後、ふるいを通過した現像剤を開き目７５μｍの試験ふるいにかけ、ふるい上の凝集シリカ残量を計量したところ、凝集シリカ量が２．５ｍｇであった。すなわち、現像剤の残留凝集物は、０．０５０ｗｔ％であった。この現像剤を上述の連続通紙印刷の試験に使用した。比較例１−３の現像剤は、トナーの体積平均粒径が大きいため、ハーフトーン画像にて現像剤によるドット形成不良が発生した。
実施例１−２は、実施例１−１と同様の製造条件で、トナー１００重量部に対して、７５μｍ以上１００μｍ以下の大きさの凝集物の疎水性シリカＲＹ−５０を０．０１０１重量部添加して現像剤を調製した。この現像剤のトナーの体積平均粒径は５．０μｍであった。また、同測定器で同時に得られた体積分布の２０μｍ以上の粒径は０％であった。さらに、５．０ｇの現像剤を上述した開き目１００μｍの試験ふるいにかけた後、ふるいを通過した現像剤を開き目７５μｍの試験ふるいにかけ、ふるい上の凝集シリカ残量を計量したところ、凝集シリカ量が０．５ｍｇであった。すなわち、現像剤の残留凝集物は、０．０１０ｗｔ％であった。この現像剤を上述の連続通紙印刷の試験に使用した。
この実施例１−２の現像剤の場合、カブリを評価するΔＥが初期及び連続後において１．５以下と良好であった。また、ハーフトーン画像の印刷品質を目視で確認したところ、濃淡ムラもドット形成不良も確認されなかった。
実施例１−３は、実施例１−１と同様の製造条件で、トナー１００重量部に対して、７５μｍ以上１００μｍ以下の大きさの凝集物の疎水性シリカＲＹ−５０を０．１０１０重量部添加して現像剤を調製した。この現像剤のトナーの体積平均粒径は５．０μｍであった。また、同測定器で同時に得られた体積分布の２０μｍ以上の粒径は０％であった。さらに、５．０ｇの現像剤を上述した開き目１００μｍの試験ふるいにかけた後、ふるいを通過した現像剤を開き目７５μｍの試験ふるいにかけ、ふるい上の凝集シリカ残量を計量したところ、凝集シリカ量が５．０ｍｇであった。すなわち、現像剤の残留凝集物は、０．１００ｗｔ％であった。この現像剤を上述の連続通紙印刷の試験に使用した。
この実施例１−３の現像剤の場合、カブリを評価するΔＥが初期及び連続後において１．０以下と極めて良好であった。また、ハーフトーン画像の印刷品質を目視で確認したところ、濃淡ムラもドット形成不良も確認されなかった。
比較例１−４は、実施例１−１と同様に、トナー母粒子の粉砕・分級工程を調整して製造し、仕上げに開き目７５μｍの試験ふるいにかけることで、トナーを得た。このトナー１００重量部に対して、７５μｍ以上１００μｍ以下の大きさの凝集物の疎水性シリカＲＹ−５０を０．１６１０重量部添加して現像剤を調製した。この現像剤のトナーの体積平均粒径は５．０μｍであった。また、同測定器で同時に得られた体積分布の２０μｍ以上の粒径は０％であった。さらに、５．０ｇの現像剤を上述した開き目１００μｍの試験ふるいにかけた後、ふるいを通過した現像剤を開き目７５μｍの試験ふるいにかけ、ふるい上の凝集シリカ残量を計量したところ、凝集シリカ量が８．０ｍｇであった。すなわち、現像剤の残留凝集物は、０．１６０ｗｔ％であった。この現像剤を上述の連続通紙印刷の試験に使用した。比較例１−４の現像剤は、７５μｍ以上１００μｍ以下の大きさの凝集シリカの量が多いため、ハーフトーン画像にてトナーによるドット形成不良が発生していた。
実施例１−４は、実施例１−１と同様の製造条件で、トナー１００重量部に対して、７５μｍ以上１００μｍ以下の大きさの凝集物の疎水性シリカＲＹ−５０を０．０５０１重量部添加して現像剤を調製した。この現像剤のトナーの体積平均粒径は３．９μｍであった。また、同測定器で同時に得られた体積分布の２０μｍ以上の粒径は０％であった。さらに、５．０ｇの現像剤を上述した開き目１００μｍの試験ふるいにかけた後、ふるいを通過した現像剤を開き目７５μｍの試験ふるいにかけ、ふるい上の凝集シリカ残量を計量したところ、凝集シリカ量が２．５ｍｇであった。すなわち、現像剤の残留凝集物は、０．０５０ｗｔ％であった。この現像剤を上述の連続通紙印刷の試験に使用した。
この実施例１−４の現像剤の場合、カブリを評価するΔＥが初期及び連続後において１．５以下と良好であった。また、ハーフトーン画像の印刷品質を目視で確認したところ、濃淡ムラもドット形成不良も確認されなかった。
実施例１−５は、実施例１−１と同様の製造条件で、トナー１００重量部に対して、７５μｍ以上１００μｍ以下の大きさの凝集物の疎水性シリカＲＹ−５０を０．０５０１重量部添加して現像剤を調製した。この現像剤のトナーの体積平均粒径は６．１μｍであった。また、同測定器で同時に得られた体積分布の２０μｍ以上の粒径は０％であった。さらに、５．０ｇの現像剤を上述した開き目１００μｍの試験ふるいにかけた後、ふるいを通過した現像剤を開き目７５μｍの試験ふるいにかけ、ふるい上の凝集シリカ残量を計量したところ、凝集シリカ量が２．５ｍｇであった。すなわち、現像剤の残留凝集物は、０．０５０ｗｔ％であった。この現像剤を上述の連続通紙印刷の試験に使用した。
この実施例１−５の現像剤の場合、カブリを評価するΔＥが初期及び連続後において１．０以下と極めて良好であった。また、ハーフトーン画像の印刷品質を目視で確認したところ、濃淡ムラもドット形成不良も確認されなかった。
比較例１−５は、実施例１−１と同様の製造条件で、トナー母粒子の粉砕・分級工程を調整して製造し、仕上げに開き目７５μｍの試験ふるいにかけることで、トナーを得た。このトナー１００重量部に対して、７５μｍ以上１００μｍ以下の大きさの凝集物の疎水性シリカＲＹ−５０を０．０５０１重量部添加して現像剤を調製した。この現像剤のトナーの体積平均粒径は３．５μｍであった。また、同測定器で同時に得られた体積分布の２０μｍ以上の粒径は０％であった。さらに、５．０ｇの現像剤を上述した開き目１００μｍの試験ふるいにかけた後、ふるいを通過した現像剤を開き目７５μｍの試験ふるいにかけ、ふるい上の凝集シリカ残量を計量したところ、凝集シリカ量が２．５ｍｇであった。すなわち、現像剤の残留凝集物は、０．０５０ｗｔ％であった。この現像剤を上述の連続通紙印刷の試験に使用した。比較例１−５の現像剤は、トナーの体積平均粒径が小さいため、現像剤の体積に対する表面積（比表面積）が大きく感光ドラムに付着しやすい。したがって、静電潜像が形成された領域に限らず、静電潜像が形成されていない領域にも現像剤が付着してカブリが発生した。また、現像剤の帯電ムラが発生した。その結果、ハーフトーン画像で濃淡ムラとともにドット形成不良が発生していた。
比較例１−６は、実施例１−１と同様の製造条件で、トナー母粒子を製造し、仕上げに開き目１２５μｍ（ステンレス製、線径９０μｍ、平織り、１２０目数／インチ、φ７５ｍｍ）の試験ふるいにかけることで、トナーを得た。このトナー１００重量部に対して、開き目１００μｍを通過しない凝集物の疎水性シリカＲＹ−５０を０．０１０１重量部添加して現像剤を調製した。この現像剤のトナーの体積平均粒径は５．０μｍであった。また、同測定器で同時に得られた体積分布の２０μｍ以上の粒径は０％であった。さらに、５．０ｇの現像剤を上述した開き目１００μｍの試験ふるいにかけた後、ふるいを通過した現像剤を開き目７５μｍの試験ふるいにかけ、ふるい上の凝集シリカ残量を計量したところ、凝集シリカ量が０．０ｍｇであり、現像剤の残留凝集物は０．０００ｗｔ％であった。一方、５．０ｇの現像剤を上述した開き目１００μｍの試験ふるいにかけた後、ふるい上の凝集シリカ残量を軽量したところ０．５ｍｇであり、現像剤の残留凝集物は０．０１００ｗｔ％であった。この現像剤を上述の連続通紙印刷の試験に使用した。比較例１−６の現像剤は、凝集物の大きさが１００μｍよりも大きいため、現像ブレードで凝集物がせき止められる。その結果、現像ローラ上に現像剤層が形成されない領域が現像ローラの円周方向にスジ状となって発生するため、縦方向に白スジの入った画像が形成された。したがって、現像剤によりドットが形成されない領域が発生した。
実施例１−６は、実施例１−１と同様の製造条件で、トナー１００重量部に対して、７５μｍ以上９０μｍ以下の大きさの凝集物の疎水性シリカＲＹ−５０を０．０５０１重量部添加して現像剤を調製した。この現像剤のトナーの体積平均粒径は５．０μｍであった。また、同測定器で同時に得られた体積分布の２０μｍ以上の粒径は０％であった。さらに、５．０ｇの現像剤を上述した開き目１００μｍの試験ふるいにかけた後、ふるいを通過した現像剤を開き目７５μｍの試験ふるいにかけ、ふるい上の凝集シリカ残量を計量したところ、凝集シリカ量が２．５ｍｇであった。すなわち、現像剤の残留凝集物は、０．０５０ｗｔ％であった。この現像剤を上述の連続通紙印刷の試験に使用した。
この実施例１−６の現像剤の場合、カブリを評価するΔＥが初期及び連続後において１．５以下と良好であった。また、ハーフトーン画像の印刷品質を目視で確認したところ、濃淡ムラもドット形成不良も確認されなかった。
実施例１−７は、実施例１−１と同様の製造条件で、トナー１００重量部に対して、９０μｍ以上１００μｍ以下の大きさの凝集物の疎水性シリカＲＹ−５０を０．０５０重量部添加して現像剤を調製した。この現像剤のトナーの体積平均粒径は５．０μｍであった。また、同測定器で同時に得られた体積分布の２０μｍ以上の粒径は０％であった。さらに、５．０ｇの現像剤を上述した開き目１００μｍの試験ふるいにかけた後、ふるいを通過した現像剤を開き目７５μｍの試験ふるいにかけ、ふるい上の凝集シリカ残量を計量したところ、凝集シリカ量が２．５ｍｇであった。すなわち、現像剤の残留凝集物は、０．０５０ｗｔ％であった。この現像剤を上述の連続通紙印刷の試験に使用した。
この実施例１−７の現像剤の場合、カブリを評価するΔＥが初期及び連続後において１．０以下と極めて良好であった。また、ハーフトーン画像の印刷品質を目視で確認したところ、濃淡ムラもドット形成不良も確認されなかった。
実施例１−８は、実施例１−１と同様の製造条件で、トナー１００重量部に対して、７５μｍ以上１００μｍ以下の大きさの凝集物の疎水性シリカＲＹ−５０を０．０１０１重量部添加して現像剤を調製した。この現像剤のトナーの体積平均粒径は３．９μｍであった。また、同測定器で同時に得られた体積分布の２０μｍ以上の粒径は０％であった。さらに、５．０ｇの現像剤を上述した開き目１００μｍの試験ふるいにかけた後、ふるいを通過した現像剤を開き目７５μｍの試験ふるいにかけ、ふるい上の凝集シリカ残量を計量したところ、凝集シリカ量が０．５ｍｇであった。すなわち、現像剤の残留凝集物は、０．０１０ｗｔ％であった。この現像剤を上述の連続通紙印刷の試験に使用した。
この実施例１−８の現像剤の場合、カブリを評価するΔＥが初期及び連続後において１．５以下と良好であった。また、ハーフトーン画像の印刷品質を目視で確認したところ、濃淡ムラもドット形成不良も確認されなかった。
実施例１−９は、実施例１−１と同様の製造条件で、トナー１００重量部に対して、７５μｍ以上１００μｍ以下の大きさの凝集物の疎水性シリカＲＹ−５０を０．０１０１重量部添加して現像剤を調製した。この現像剤のトナーの体積平均粒径は６．１μｍであった。また、同測定器で同時に得られた体積分布の２０μｍ以上の粒径は０％であった。さらに、５．０ｇの現像剤を上述した開き目１００μｍの試験ふるいにかけた後、ふるいを通過した現像剤を開き目７５μｍの試験ふるいにかけ、ふるい上の凝集シリカ残量を計量したところ、凝集シリカ量が０．５ｍｇであった。すなわち、現像剤の残留凝集物は、０．０１０ｗｔ％であった。この現像剤を上述の連続通紙印刷の試験に使用した。
この実施例１−９の現像剤の場合、カブリを評価するΔＥが初期及び連続後において１．５以下と良好であった。また、ハーフトーン画像の印刷品質を目視で確認したところ、濃淡ムラもドット形成不良も確認されなかった。
実施例１−１０は、実施例１−１と同様の製造条件で、トナー１００重量部に対して、７５μｍ以上１００μｍ以下の大きさの凝集物の疎水性シリカＲＹ−５０を０．１０１０重量部添加して現像剤を調製した。この現像剤のトナーの体積平均粒径は３．９μｍであった。また、同測定器で同時に得られた体積分布の２０μｍ以上の粒径は０％であった。さらに、５．０ｇの現像剤を上述した開き目１００μｍの試験ふるいにかけた後、ふるいを通過した現像剤を開き目７５μｍの試験ふるいにかけ、ふるい上の凝集シリカ残量を計量したところ、凝集シリカ量が５．０ｍｇであった。すなわち、現像剤の残留凝集物は、０．１００ｗｔ％であった。この現像剤を上述の連続通紙印刷の試験に使用した。
この実施例１−１０の現像剤の場合、カブリを評価するΔＥが初期及び連続後において１．０以下と極めて良好であった。また、ハーフトーン画像の印刷品質を目視で確認したところ、濃淡ムラもドット形成不良も確認されなかった。
実施例１−１１は、実施例１−１と同様の製造条件で、トナー１００重量部に対して、７５μｍ以上１００μｍ以下の大きさの凝集物の疎水性シリカＲＹ−５０を０．１０１０重量部添加して現像剤を調製した。この現像剤のトナーの体積平均粒径は６．１μｍであった。また、同測定器で同時に得られた体積分布の２０μｍ以上の粒径は０％であった。さらに、５．０ｇの現像剤を上述した開き目１００μｍの試験ふるいにかけた後、ふるいを通過した現像剤を開き目７５μｍの試験ふるいにかけ、ふるい上の凝集シリカ残量を計量したところ、凝集シリカ量が５．０ｍｇであった。すなわち、現像剤の残留凝集物は、０．１００ｗｔ％であった。この現像剤を上述の連続通紙印刷の試験に使用した。
この実施例１−１１の現像剤の場合、カブリを評価するΔＥが初期及び連続後において１．０以下と極めて良好であった。また、ハーフトーン画像の印刷品質を目視で確認したところ、濃淡ムラもドット形成不良も確認されなかった。
比較例１−７は、実施例１−１と同様の製造条件で、トナー１００重量部に対して、開き目７５μｍのメッシュを通過した凝集物の疎水性シリカＲＹ−５０を０．０１０１重量部添加して現像剤を調製した。この現像剤のトナーの体積平均粒径は５．０μｍであった。また、同測定器で同時に得られた体積分布の２０μｍ以上の粒径は０％であった。さらに、５．０ｇの現像剤を上述した開き目１００μｍの試験ふるいにかけた後、ふるいを通過した現像剤を開き目７５μｍの試験ふるいにかけ、ふるい上の凝集シリカ残量を計量したところ、凝集シリカ量が０．０ｍｇであった。この現像剤を上述の連続通紙印刷の試験に使用した。この比較例１−７の現像剤は、７５μｍ以上１００μｍ以下の大きさの凝集物量が少ないことで、現像装置内で凝集した現像剤を凝集物による撹拌、すなわち、凝集物によって凝集した現像剤を解すことができなくなる。そのため、現像剤の帯電ムラが発生し、連続後のカブリが増大していた。また、ハーフトーン画像で濃淡ムラが発生するとともに、ドット形成不良が発生した。
比較例１−８は、実施例１−１と同様の製造条件で、トナー１００重量部に対して、開き目７５μｍのメッシュを通過した凝集物の疎水性シリカＲＹ−５０を０．１０１０重量部添加して現像剤を調製した。この現像剤のトナーの体積平均粒径は５．０μｍであった。また、同測定器で同時に得られた体積分布の２０μｍ以上の粒径は０％であった。さらに、５．０ｇの現像剤を上述した開き目１００μｍの試験ふるいにかけた後、ふるいを通過した現像剤を開き目７５μｍの試験ふるいにかけ、ふるい上の凝集シリカ残量を計量したところ、凝集シリカ量が０．０ｍｇであった。この現像剤を上述の連続通紙印刷の試験に使用した。この比較例１−８の現像剤は、７５μｍ以上１００μｍ以下の大きさの凝集物量が少ないことで、現像装置内で凝集した現像剤を凝集物による撹拌、すなわち、凝集物によって凝集した現像剤を解すことができなくなる。そのため、現像剤の帯電ムラが発生し、連続後のカブリが増大していた。また、ハーフトーン画像で濃淡ムラが発生するとともに、ドット形成不良が発生した。
比較例１−９は、実施例１−１と同様の製造条件で、トナー１００重量部に対して、開き目７５μｍのメッシュを通過した凝集物の疎水性シリカＲＹ−５０を０．２０１０重量部添加して現像剤を調製した。この現像剤のトナーの体積平均粒径は５．０μｍであった。また、同測定器で同時に得られた体積分布の２０μｍ以上の粒径は０％であった。さらに、５．０ｇの現像剤を上述した開き目１００μｍの試験ふるいにかけた後、ふるいを通過した現像剤を開き目７５μｍの試験ふるいにかけ、ふるい上の凝集シリカ残量を計量したところ、凝集シリカ量が０．０ｍｇであった。この現像剤を上述の連続通紙印刷の試験に使用した。この比較例１−９の現像剤は、７５μｍ以上１００μｍ以下の大きさの凝集物量が少ないことで、現像装置内で凝集した現像剤を凝集物による撹拌、すなわち、凝集物によって凝集した現像剤を解すことができなくなる。そのため、現像剤の帯電ムラが発生し、連続後のカブリが増大していた。また、ハーフトーン画像で濃淡ムラが発生するとともに、ドット形成不良が発生した。
比較例１−７乃至１−９では、７５μｍ未満の大きさの凝集物を添加したが、添加量によらずトナーの帯電ムラが発生し、ハーフトーン画像での濃淡ムラドット形成不良が発生し、連続通紙印刷後のカブリについても悪化した。したがって、７５μｍ未満の大きさの凝集物量によることなく、少なくとも７５μｍ以上の大きさの凝集物の存在が濃淡ムラ、ドット形成不良の発生を抑制し、カブリの悪化を防ぐことができる。
比較例１−１０は、実施例１−１と同様の製造条件で、トナー１００重量部に対して、７５μｍ以上１００μｍ以下の大きさの凝集物の疎水性シリカＲＹ−５０を０．１３０８重量部添加して現像剤を調製した。この現像剤のトナーの体積平均粒径は５．０μｍであった。また、同測定器で同時に得られた体積分布の２０μｍ以上の粒径は０％であった。さらに、５．０ｇの現像剤を上述した開き目１００μｍの試験ふるいにかけた後、ふるいを通過した現像剤を開き目７５μｍの試験ふるいにかけ、ふるい上の凝集シリカ残量を計量したところ、凝集シリカ量が６．５０ｍｇであった。すなわち、現像剤の残留凝集物は、０．１３０ｗｔ％であった。この現像剤を上述の連続通紙印刷の試験に使用した。この比較例１−８の現像剤は、７５μｍ以上１００μｍ以下の大きさの凝集物量が多くなったことで、ハーフトーン画像で現像剤によるドット形成不良が発生した。
以上の結果から、現像剤を構成するトナーの体積平均粒径は、３．９μｍ以上６．１μｍ以下となる。体積平均粒径が、３．９μｍ未満である場合、粒径が小さすぎるため、現像剤の比表面積が増大する。これにより、非画像部への付着、カブリが発生してしまう。一方、体積平均粒径が６．１μｍより大きい場合、粒径が大きすぎるため、静電潜像のドットに対して、現像剤によるドット再現性の悪化、ドットの現像剤抜け、ドット径のバラツキといったドット形成不良が発生してしまう。また、トナーの体積平均粒径は、３．９μｍ以上５．０μｍ以下であることが好ましい。この範囲を満たすことで、画像形成に６００ｄｐｉのＬＥＤヘッドを使用しても、１２００ｄｐｉのＬＥＤヘッドを使用しても濃淡ムラ、ドットの現像剤抜けやドット径のバラツキ等は発生せず、より高精細な画像の形成が可能となる。
また、現像剤を構成する凝集物の大きさは、７５μｍ以上１００μｍ以下となる。凝集物の大きさが７５μｍ未満である場合、凝集した現像剤をほぐす効果がなくなってしまう。そのため、現像剤の帯電ムラが発生し、ハーフトーン画像又はベタ画像で濃淡ムラが発生してしまう。これは凝集物を全く添加しない現像剤においても発生してしまう。一方、凝集物の大きさが１００μｍより大きい場合、現像ブレードに凝集物が引っ掛かるため、引っ掛かった凝集物によって現像剤層が形成されない領域が発生するため、形成される画像に白いスジが現れてしまう。
さらに、７５μｍ以上１００μｍ以下の大きさの凝集物の現像剤中での比率は、０．０１ｗｔ％以上０．１０ｗｔ％以下となる。現像剤中の凝集物の比率が０．０１ｗｔ％未満である場合、トナーをほぐすことが十分にできないため、現像剤の帯電ムラが発生する。そのため、ハーフトーン画像又はベタ画像で濃淡ムラが発生する。なお、初期のカブリが良い場合であっても、連続通紙印刷を行った場合、経時にて現像剤自体が凝集した際に凝集物により現像剤を解すことが困難となる。一方、現像剤中の凝集物の比率が０．１０ｗｔ％より高い場合、現像剤画像中に粗大粒子である凝集物の存在比率が過剰となり、本来現像剤により形成されるべき現像剤画像に凝集物の領域の占有比率が高くなる。そのため、本来現像剤により形成されるべき現像剤画像に抜けが発生してしまう。よって、静電潜像のドットに対し、現像剤によるドット再現性の悪化、ドットの現像剤抜け、ドット径のバラツキといったドット形成不良が発生する。
このように、少なくともトナーが含有される現像剤において、現像剤を構成するトナーの体積平均粒径が３．９μｍ以上６．１μｍ以下、現像剤を構成する凝集物の粒径が７５μｍ以上１００μｍ以下、現像剤中の凝集物の比率が０．０１ｗｔ％以上０．１０ｗｔ％以下とすることで、連続通紙印刷を行っても、現像剤中の凝集物が現像装置の各部材とトナー母粒子の間、若しくは、トナー母粒子とトナー母粒子との間で、スペースを作ることで、トナー母粒子同士が擦れ合う頻度が相対的に低くなるため、現像剤の劣化を防止できる。また、現像剤の帯電性も安定させることができるため、カブリが目立たない良好なハーフトーン画像が得られる。
［実施例２］
実施例２では、現像剤の凝集度を変えて調製された現像剤を用いて試験を行った。この試験には、実施例１と同様に図１に示された画像形成ユニット３４のみを使用し、画像形成装置の印刷速度を２７４ｍｍ／ｓに設定した。そして、Ａ４サイズ標準紙が縦方向となるように画像形成装置の搬送路を搬送させた。この試験でＡ４サイズ標準紙に１００％ｄｕｔｙのベタ画像を、連続通紙印刷により１００枚形成し、１枚目、５０枚目及び１００枚目の印刷濃度を測定した。なお、下記実施例の現像剤は、トナーの体積平均粒径が３．９μｍ以上６．１μｍ以下、現像剤を構成する凝集物の粒径が７５μｍ以上１００μｍ以下、現像剤中の凝集物の比率が０．０１ｗｔ％以上０．１０ｗｔ％以下を満たすものである。
印刷濃度の測定方法は、Ｘ−Ｒｉｔｅ５２８（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製、Ｄ５０光源、ステータスＩ）を用いた。測定箇所は、紙面の縦方向上端から１／４，１／２及び３／４の位置と、紙面の横方向左端から１／４，１／２及び３／４の位置との９つの交点とし、その９つの測定箇所の平均値を印刷濃度とした。測定された印刷濃度のうち、１枚目、５０枚目及び１００枚目に印刷されたベタ画像の濃度がいずれも１．３０以上であって、１枚目、５０枚目及び１００枚目のうち、最も高い濃度値と最も低い濃度値の差（濃度差）が０．１０以下である場合○とし、１枚目、５０枚目及び１００枚目の印刷濃度がいずれも１．３５以上で、濃度差が０．０５以下である場合を◎とし、これらにあてはまらない場合を×とした。
現像剤の凝集度は以下の通りに測定した。まず、開き目２５０μｍ（ステンレス製、線径１６０μｍ、平織り、６０目数／インチ、φ７５ｍｍ、ＪＩＳ−Ｚ８８０１−１９９４準拠）の試験ふるいに現像剤２ｇをのせ、その下方に、開き目１５０μｍ（ステンレス製、線径１００μｍ、平織り、１００目数／インチ、φ７５ｍｍ、ＪＩＳ−Ｚ８８０１−１９９４準拠）の試験ふるいを重ね、さらにその下方に開き目７５μｍ（ステンレス製、線径５０μｍ、平織り、２００目数／インチ、φ７５ｍｍ、ＪＩＳ−Ｚ８８０１−１９９４準拠）の試験ふるいを重ね、粉体測定器「ＳＥＩＳＨＩＮ ＭＵＬＴＩ ＴＥＳＴＥＲ ＭＴ−１００１」にセットした。そして、振幅１．０ｍｍ、振動数５０Ｈｚにて９５秒間振動させた。振動後、開き目２５０μｍ、１５０μｍ及び７５μｍの各試験ふるい上に残っている現像剤の重さを測定し、現像剤の凝集度の計算を行った。この凝集度は、開き目２５０μｍの試験ふるい上に残った現像剤重量（ｇ）をａ、開き目１５０μｍの試験ふるい上に残った現像剤重量（ｇ）をｂ、開き目７５μｍの試験ふるい上に残った現像剤重量（ｇ）をｃ、試験前に開き目２５０μｍの試験ふるいにのっている現像剤重量（ｇ）をｄとした場合、凝集度（％）＝１００×（ａ×１＋ｂ×０．６＋ｃ×０．２）／ｄによって計算できる。この数値が小さいほど現像剤の粒子同士の摩擦力が小さく流れ易くなり、また数値が大きいほど現像剤の粒子同士の摩擦力が大きく流れにくくなる。
凝集度の異なる現像剤を用いて、印刷濃度及びその評価を下記表２に示した。
実施例２−１は、トナー母粒子の粉体１００重量部に対して外添剤として添加する疎水性シリカＲ９７２を２．０重量部として、実施例１−１と同様の製造条件でトナーを製造し、トナーに対して、７５μｍ以上１００μｍ以下の大きさの凝集物の疎水性シリカＲＹ−５０を添加して現像剤を調製した。この現像剤のトナーの体積平均粒径は５．０μｍであった。また、同測定器で同時に得られた体積分布の２０μｍ以上の粒径は０％であった。さらに、５．０ｇの現像剤を上述した開き目１００μｍの試験ふるいにかけた後、ふるいを通過した現像剤を開き目７５μｍの試験ふるいにかけ、ふるい上の凝集シリカ残量を計量したところ、凝集シリカ量が２．５ｍｇであった。すなわち、現像剤の残留凝集物は、０．０５０ｗｔ％であった。そして、この現像剤の凝集度を測定したところ、４０．３％であった。この現像剤を用いて上述した１００枚のベタ画像の印刷を行った。印刷されたベタ画像の印刷濃度は、１枚目、５０枚目及び１００枚目において１．３５以上で、濃度差は０．０５以下であり、濃度も高く、濃度変化が少なく、階調再現性が良いことが分かった。
実施例２−２は、トナー母粒子の粉体１００重量部に対して外添剤として添加する疎水性シリカＲ９７２を１．６重量部として、実施例２−１と同様の製造条件でトナーを製造し、トナーに対して、７５μｍ以上１００μｍ以下の大きさの凝集物の疎水性シリカＲＹ−５０を添加して現像剤を調製した。この現像剤のトナーの体積平均粒径は５．０μｍであった。また、同測定器で同時に得られた体積分布の２０μｍ以上の粒径は０％であった。さらに、５．０ｇの現像剤を上述した開き目１００μｍの試験ふるいにかけた後、ふるいを通過した現像剤を開き目７５μｍの試験ふるいにかけ、ふるい上の凝集シリカ残量を計量したところ、凝集シリカ量が２．５ｍｇであった。すなわち、現像剤の残留凝集物は、０．０５０ｗｔ％であった。そして、この現像剤の凝集度を測定したところ、５９．５％であった。この現像剤を用いて上述した１００枚のベタ画像の印刷を行った。印刷されたベタ画像の印刷濃度は、１枚目、５０枚目及び１００枚目において１．３５以上で、濃度差は０．０５以下であり、濃度も高く、濃度変化が少ないことが分かった。
実施例２−３は、トナー母粒子の粉体１００重量部に対して外添剤として添加する疎水性シリカＲ９７２を１．３重量部として、実施例２−１と同様の製造条件でトナーを製造し、トナーに対して、７５μｍ以上１００μｍ以下の大きさの凝集物の疎水性シリカＲＹ−５０を添加して現像剤を調製した。この現像剤のトナーの体積平均粒径は５．０μｍであった。また、同測定器で同時に得られた体積分布の２０μｍ以上の粒径は０％であった。さらに、５．０ｇの現像剤を上述した開き目１００μｍの試験ふるいにかけた後、ふるいを通過した現像剤を開き目７５μｍの試験ふるいにかけ、ふるい上の凝集シリカ残量を計量したところ、凝集シリカ量が２．５ｍｇであった。すなわち、現像剤の残留凝集物は、０．０５０ｗｔ％であった。そして、この現像剤の凝集度を測定したところ、６９．１％であった。この現像剤を用いて上述した１００枚のベタ画像の印刷を行った。印刷されたベタ画像の印刷濃度は、１枚目、５０枚目及び１００枚目において１．３５以上で、濃度差は０．１０以下であり、濃度も高く、濃度変化量が少ないことが分かった。
比較例２−１は、トナー母粒子の粉体１００重量部に対して外添剤として添加する疎水性シリカＲ９７２を１．０重量部として、実施例２−１と同様の製造条件でトナーを製造し、トナーに対して、７５μｍ以上１００μｍ以下の大きさの凝集物の疎水性シリカＲＹ−５０を添加して現像剤を調製した。この現像剤のトナーの体積平均粒径は５．０μｍであった。また、同測定器で同時に得られた体積分布の２０μｍ以上の粒径は０％であった。さらに、５．０ｇの現像剤を上述した開き目１００μｍの試験ふるいにかけた後、ふるいを通過した現像剤を開き目７５μｍの試験ふるいにかけ、ふるい上の凝集シリカ残量を計量したところ、凝集シリカ量が２．５ｍｇであった。すなわち、現像剤の残留凝集物は、０．０５０ｗｔ％であった。そして、この現像剤の凝集度を測定したところ、７５．５％であった。この現像剤を用いて上述した１００枚のベタ画像の印刷を行った。印刷されたベタ画像の印刷濃度は、１枚目及び５０枚目において１．３５以上であったが、１００枚目において１．３０未満となった。濃度差は０．１０より大きくなり、濃度変化が大きく安定性が悪くなった。
比較例２−２は、実施例１−１で調製した現像剤を使用した。この現像剤の凝集度を測定したところ、３２．０％であった。この現像剤を用いて上述した１００枚のベタ画像の印刷を行った。印刷されたベタ画像の印刷濃度は、１枚目において１．３０未満で、初期の濃度が低くなった。
実施例２−４は、疎水性シリカＲ９７２に代わってトナー母粒子の粉体１００重量部に対して外添剤として添加する疎水性シリカＲＸ３００（日本アエロジル社製、平均一次粒径７ｎｍ）を０．６重量部として、実施例２−１と同様の製造条件でトナーを製造し、トナーに対して、７５μｍ以上１００μｍ以下の大きさの凝集物の疎水性シリカＲＹ−５０を添加して現像剤を調製した。この現像剤のトナーの体積平均粒径は５．０μｍであった。また、同測定器で同時に得られた体積分布の２０μｍ以上の粒径は０％であった。さらに、５．０ｇの現像剤を上述した開き目１００μｍの試験ふるいにかけた後、ふるいを通過した現像剤を開き目７５μｍの試験ふるいにかけ、ふるい上の凝集シリカ残量を計量したところ、凝集シリカ量が２．５ｍｇであった。すなわち、現像剤の残留凝集物は、０．０５０ｗｔ％であった。そして、この現像剤の凝集度を測定したところ、５５．１％であった。この現像剤を用いて上述した１００枚のベタ画像の印刷を行った。印刷されたベタ画像の印刷濃度は、１枚目、５０枚目及び１００枚目において１．３５以上で、濃度差は０．０５以下であり、濃度も高く、濃度変化が少ないことが分かった。
実施例２−５は、疎水性シリカＲ９７２に代わってトナー母粒子の粉体１００重量部に対して外添剤として添加する疎水性シリカＲＸ３００を０．４重量部として、実施例２−１と同様の製造条件でトナーを製造し、トナーに対して、７５μｍ以上１００μｍ以下の大きさの凝集物の疎水性シリカＲＹ−５０を添加して現像剤を調製した。この現像剤のトナーの体積平均粒径は５．０μｍであった。また、同測定器で同時に得られた体積分布の２０μｍ以上の粒径は０％であった。さらに、５．０ｇの現像剤を上述した開き目１００μｍの試験ふるいにかけた後、ふるいを通過した現像剤を開き目７５μｍの試験ふるいにかけ、ふるい上の凝集シリカ残量を計量したところ、凝集シリカ量が２．５ｍｇであった。すなわち、現像剤の残留凝集物は、０．０５０ｗｔ％であった。そして、この現像剤の凝集度を測定したところ、６０．９％であった。この現像剤を用いて上述した１００枚のベタ画像の印刷を行った。印刷されたベタ画像の印刷濃度は、１枚目、５０枚目及び１００枚目において１．３５以上で、濃度差は０．０５以下であり、濃度も高く、濃度変化が少ないことが分かった。
比較例２−３は、疎水性シリカＲ９７２に代わってトナー母粒子の粉体１００重量部に対して外添剤として添加する疎水性シリカＲＸ３００を０．２重量部として、実施例２−１と同様の製造条件でトナーを製造し、トナーに対して、７５μｍ以上１００μｍ以下の大きさの凝集物の疎水性シリカＲＹ−５０を添加して現像剤を調製した。この現像剤のトナーの体積平均粒径は５．０μｍであった。また、同測定器で同時に得られた体積分布の２０μｍ以上の粒径は０％であった。さらに、５．０ｇの現像剤を上述した開き目１００μｍの試験ふるいにかけた後、ふるいを通過した現像剤を開き目７５μｍの試験ふるいにかけ、ふるい上の凝集シリカ残量を計量したところ、凝集シリカ量が２．５ｍｇであった。すなわち、現像剤の残留凝集物は、０．０５０ｗｔ％であった。そして、この現像剤の凝集度を測定したところ、７３．２％であった。この現像剤を用いて上述した１００枚のベタ画像の印刷を行った。印刷されたベタ画像の印刷濃度は、１枚目及び５０枚目において１．３５以上であったが、１００枚目において１．３０未満となった。濃度差は０．１０より大きくなり、濃度変化が大きく安定性が悪くなった。
比較例２−４は、疎水性シリカＲ９７２に代わってトナー母粒子の粉体１００重量部に対して外添剤として添加する疎水性シリカＲＸ３００を１．２重量部として、実施例２−１と同様の製造条件でトナーを製造し、トナーに対して、７５μｍ以上１００μｍ以下の大きさの凝集物の疎水性シリカＲＹ−５０を添加して現像剤を調製した。この現像剤のトナーの体積平均粒径は５．０μｍであった。また、同測定器で同時に得られた体積分布の２０μｍ以上の粒径は０％であった。さらに、５．０ｇの現像剤を上述した開き目１００μｍの試験ふるいにかけた後、ふるいを通過した現像剤を開き目７５μｍの試験ふるいにかけ、ふるい上の凝集シリカ残量を計量したところ、凝集シリカ量が２．５ｍｇであった。すなわち、現像剤の残留凝集物は、０．０５０ｗｔ％であった。そして、この現像剤の凝集度を測定したところ、３８．４％であった。この現像剤を用いて上述した１００枚のベタ画像の印刷を行った。印刷されたベタ画像の印刷濃度は、１枚目において１．３０未満となり、初期の濃度が低くなった。
実施例２−６は、実施例２−２で用いたトナーで疏水性シリカＲ９７２の添加量を１．６重量部から２．０重量部に変更した現像剤を用いた。この現像剤のトナーの体積平均粒径は５．０μｍであった。また、同測定器で同時に得られた体積分布の２０μｍ以上の粒径は０％であった。さらに、５．０ｇの現像剤を上述した開き目１００μｍの試験ふるいにかけた後、ふるいを通過した現像剤を開き目７５μｍの試験ふるいにかけ、ふるい上の凝集シリカ残量を計量したところ、凝集シリカ量が２．５ｍｇであった。すなわち、現像剤の残留凝集物は、０．０５０ｗｔ％であった。そして、この現像剤の凝集度を測定したところ、４１．０％であった。印刷されたベタ画像の印刷濃度は、１枚目、５０枚目及び１００枚目において１．３５以上で、濃度差は０．０５以下であり、濃度が安定し、印刷品質が良かった。
比較例２−５は、比較例１−１で調製した現像剤を使用した。この現像剤の凝集度を測定したところ、３０．３％であった。この現像剤を用いて上述した１００枚のベタ画像の印刷を行った。印刷されたベタ画像の印刷濃度は、１枚目において１．３０未満となり、初期の濃度が低くなった。
比較例２−６は、比較例１−２で調製した現像剤を使用した。この現像剤の凝集度を測定したところ、２５．０％であった。この現像剤を用いて上述した１００枚のベタ画像の印刷を行った。印刷されたベタ画像の印刷濃度は、１枚目、５０枚目及び１００枚目において１．３０未満となり、濃度が低くなった。
比較例２−７は、比較例１−３で調製した現像剤を使用した。この現像剤の凝集度を測定したところ、２０．９％であった。この現像剤を用いて上述した１００枚のベタ画像の印刷を行った。印刷されたベタ画像の印刷濃度は、１枚目、５０枚目及び１００枚目において１．３０未満で、濃度が低くなった。
比較例２−８は、実施例１−２で調製した現像剤を使用した。この現像剤の凝集度を測定したところ、３７．４％であった。この現像剤を用いて上述した１００枚のベタ画像の印刷を行った。印刷されたベタ画像の印刷濃度は、１枚目において１．３０未満で、濃度差は０．１０より大きくなり、初期の濃度が低く、濃度変化も大きく安定性が悪くなった。
実施例２−７は、実施例１−３で調製した現像剤を使用した。この現像剤の凝集度を測定したところ、４３．５％であった。この現像剤を用いて上述した１００枚のベタ画像の印刷を行った。印刷されたベタ画像の印刷濃度は、１枚目、５０枚目及び１００枚目において１．３５以上で、濃度差は０．０５以下であり、濃度も高く、濃度変化が少ないことが分かった。
実施例２−８は、実施例１−４で調製した現像剤を使用した。この現像剤の凝集度を測定したところ、５０．１％であった。この現像剤を用いて上述した１００枚のベタ画像の印刷を行った。印刷されたベタ画像の印刷濃度は、１枚目、５０枚目及び１００枚目において１．３５以上で、濃度差は０．０５以下であり、濃度も高く、濃度変化が少ないことが分かった。
比較例２−９は、実施例１−５で調製した現像剤を使用した。この現像剤の凝集度を測定したところ、２６．６％であった。この現像剤を用いて上述した１００枚のベタ画像の印刷を行った。印刷されたベタ画像の印刷濃度は、１枚目及び５０枚目において１．３０未満となり、濃度が低くなった。
比較例２−１０は、比較例１−５で調製した現像剤を使用した。この現像剤の凝集度を測定したところ、３９．８％であった。この現像剤を用いて上述した１００枚のベタ画像の印刷を行った。印刷されたベタ画像の印刷濃度は、１枚目において１．３０未満となり、初期の濃度が低くなった。
比較例２−１１は、実施例１−６で調製した現像剤を使用した。この現像剤の凝集度を測定したところ、３１．８％であった。この現像剤を用いて上述した１００枚のベタ画像の印刷を行った。印刷されたベタ画像の印刷濃度は、１枚目において１．３０未満で、濃度差は０．１０より大きくなり、初期の濃度が低く、濃度変化が大きく安定性が悪くなった。
比較例２−１２は、実施例１−７で調製した現像剤を使用した。この現像剤の凝集度を測定したところ、３４．９％であった。この現像剤を用いて上述した１００枚のベタ画像の印刷を行った。印刷されたベタ画像の印刷濃度は、１枚目において１．３０未満で、濃度差は０．１０より大きくなり、初期の濃度が低く、濃度変化が大きく安定性が悪くなった。
以上の結果から、現像剤の凝集度が４０．３％以上６０．９％以下とすることで、現像剤の搬送性が安定し、良好なベタ画像を初期から安定的に形成することができる。すなわち、トナーの体積平均粒径が３．９μｍ以上６．１μｍ以下、現像剤を構成する凝集物の粒径が７５μｍ以上１００μｍ以下、現像剤中の凝集物の比率が０．０１ｗｔ％以上０．１０ｗｔ％以下を満たすも現像剤のうち、現像剤の凝集度が４０．３％以上６０．９％以下の現像剤であれば、カブリや濃度ムラやドット形成不良といった問題が発生しないだけでなく、連続印刷を行っても濃度変化が少なく、初期から十分な濃度の画像を形成することができる。
［実施例３］
実施例３では、現像ローラ１０４に当接する現像ブレード１０７の曲げＲと、現像ブレード１０７の厚さとを変えて、現像ローラ１０４に形成される現像剤層の単位面積あたりの現像剤付着量を変えて、残像について評価した。
この試験には、実施例２−２で調製された現像剤を用い、実施例１及び実施例２と同様に図１に示された画像形成ユニット３４のみを使用した。現像ローラ１０４に形成される現像剤層の現像剤の付着量は、以下の通りに測定した。面積１ｃｍ２の面を１つ有するステンレス製の金属ブロックを用意し、この面積１ｃｍ２の面に対し、両面テープ（Ｔｏｏ製）を同じ面積にカットして貼り付ける。両面テープのもう一方の面は現像剤が付着可能な状態としておき、現像ローラ１０４上の現像剤層に密着させる。さらに、外部直流電源によって現像ローラ１０４の金属シャフトをＧＮＤにとり、＋３００Ｖをブロックから現像ローラ１０４上の現像剤層に印加し、現像剤層をブロックへ付着させた。そして、１ｃｍ２あたりの現像剤層がブロックに移動し、ブロックの現像剤が付着する前とした後の重量から、１ｃｍ２あたりの現像ローラ上の現像剤層を計測した。
残像の評価については、Ａ４サイズ標準紙を縦方向送りで搬送し、画像形成装置の印刷速度は２７４ｍｍ／ｓで、図５に示されるように、紙面上端に文字「Ａ」を形成し、その下方をベタ画像を形成させた。形成された画像の濃度を測定した。測定方法は、実施例２の濃度測定で用いたＸ−Ｒｉｔｅ５２８を使用し、図５に示される測定箇所３００，３０１，３０２の３箇所の濃度を測定し、測定箇所３００，３０１，３０２のうち、最も高い濃度値と最も低い濃度値の差（濃度差）を算出することによって残像を確認した。濃度は１．３０以上で、かつ濃度差が０．０６以下となることで、残像が目立たなくなるため、測定箇所３００，３０１，３０２の３箇所の測定で濃度がいずれも１．３０以上であって、濃度差が０．０６以下である場合○とした。そして、濃度が１．３５以上で、濃度差が０．０３以下となることで、残像は目視による判別ができなくなるため、測定箇所３００，３０１，３０２の３箇所の測定で濃度がいずれも１．３５以上であって、濃度差が０．０３以下の場合◎とした。さらに、これらにあてはまらない場合を×とした。その結果を下記表３に示す。
実施例３−１は、画像形成ユニット３４に用いた現像ブレード１０７に先端曲げＲが０．１９ｍｍ、厚さが０．０８ｍｍのＳＵＳ３０４を用いた。画像形成装置の印刷速度は、２７４ｍｍ／ｓとし、現像剤層の付着量を測定した。その結果、現像剤層の付着量は、０．３０ｍｇ／ｃｍ２であった。その後、上述した画像を印刷し、濃度を測定して残像を確認した。各測定箇所の濃度は１．３５以上で、濃度差は０．０３であり、残像は非常に良好であった。
実施例３−２は、画像形成ユニット３４に用いた現像ブレード１０７に先端曲げＲが０．２２ｍｍ、厚さが０．０８ｍｍのＳＵＳ３０４を用いて、実施例３−１と同様に、現像剤層の付着量を測定した。その結果、現像剤層の付着量は、０．４３ｍｇ／ｃｍ２であった。その後、上述した画像を印刷し、濃度を測定して残像を確認した。各測定箇所の濃度は１．３５以上で、濃度差は０．００であり、残像は非常に良好であった。
実施例３−３は、画像形成ユニット３４に用いた現像ブレード１０７に先端曲げＲが０．２８ｍｍ、厚さが０．０８ｍｍのＳＵＳ３０４を用いて、実施例３−１と同様に、現像剤層の付着量を測定した。その結果、現像剤層の付着量は、０．５８ｍｇ／ｃｍ２であった。その後、上述した画像を印刷し、濃度を測定して残像を確認した。各測定箇所の濃度は１．３５以上で、濃度差は０．０５であり、残像は良好であった。
比較例３−１は、画像形成ユニット３４に用いた現像ブレード１０７に先端曲げＲが０．３１ｍｍ、厚さが０．０８ｍｍのＳＵＳ３０４を用いて、実施例３−１と同様に、現像剤層の付着量を測定した。その結果、現像剤層の付着量は、０．６５ｍｇ／ｃｍ２であった。その後、上述した画像を印刷し、濃度を測定して残像を確認した。各測定箇所の濃度は１．３５以上であったが、濃度差が０．１１であり、いわゆるトナー供給不足によるネガ残像が発生した。
比較例３−２は、画像形成ユニット３４に用いた現像ブレード１０７に先端曲げＲが０．１７ｍｍ、厚さが０．０８ｍｍのＳＵＳ３０４を用いて、実施例３−１と同様に、現像剤層の付着量を測定した。その結果、現像剤層の付着量は、０．２５ｍｇ／ｃｍ２であった。その後、上述した画像を印刷し、濃度を測定して残像を確認した。その結果、濃度が１．３０より低くなった測定箇所があり、濃度差も０．０８となり、いわゆるトナー帯電の立ち上がり性が悪く、ポジ残像が発生した。また、濃度も低く濃度不良となった。
実施例３−４は、画像形成ユニット３４に用いた現像ブレード１０７に先端曲げＲが０．３１ｍｍ、厚さが０．１０ｍｍのＳＵＳ３０４を用いて、実施例３−１と同様に、現像剤層の付着量を測定した。その結果、現像剤層の付着量は、０．５２ｍｇ／ｃｍ２であった。その後、上述した画像を印刷し、濃度を測定して残像を確認した。各測定箇所の濃度は１．３５以上で、濃度差は０．０２であり、残像は非常に良好であった。
比較例３−３は、現像剤に実施例２−２で調製される際に、凝集物を添加しないで調製された現像剤を使用し、画像形成ユニット３４に用いた現像ブレード１０７に先端曲げＲが０．２２ｍｍ、厚さが０．０８ｍｍのＳＵＳ３０４を用いて、実施例３−１と同様に、現像剤層の付着量を測定した。その結果、現像剤層の付着量は、０．４２ｍｇ／ｃｍ２であった。その後、上述した画像を印刷し、濃度を測定して残像を確認した。その結果、濃度が１．３０より低くなった測定箇所があり、濃度差も０．１２となり、いわゆるトナー供給不足によるネガ残像が発生してしまった。また、濃度も低く濃度不良となった。
以上の結果から、現像ローラ１０４上の現像剤層の付着量を０．３０ｍｇ／ｃｍ２以上０．５８ｍｇ／ｃｍ２以下とすることで、残像を防ぐことができる。さらに、現像ローラ１０４上の現像剤層の付着量を０．３０ｍｇ／ｃｍ２以上０．５２ｍｇ／ｃｍ２以下とすることで、目視で残像が確認できないほどより良好である。すなわち、トナーの体積平均粒径が３．９μｍ以上６．１μｍ以下、現像剤を構成する凝集物の粒径が７５μｍ以上１００μｍ以下、現像剤中の凝集物の比率が０．０１ｗｔ％以上０．１０ｗｔ％以下を満たすも現像剤を備える現像装置のうち、現像ローラ１０４上の現像剤層の付着量を０．３０ｍｇ／ｃｍ２以上０．５２ｍｇ／ｃｍ２以下であれば、現像剤の帯電立ち上がり性を早めることができるとともに、現像剤と現像ローラの付着力を弱めることから、良好な濃度で、残像の発生しない良好な画像を提供することができる。
本発明に用いる感光体ドラムとしては、例えばアルミ等の導電性気体ローラ上に、セレン、非晶質シリコンなどの感光層を設けた無機感光体ドラムや、結着樹脂中に電荷発生剤や電荷輸送剤を分散させた有機感光層を設けた有機感光体ドラムなどが使用される。
本発明に用いられる現像ローラ１０４としては、上述のもの以外に、ステンレス等の導電性基体シャフト上に、シリコンゴム、ウレタンゴムをカーボン等で電気抵抗を調節するなどした一般的な現像ローラが挙げられる。また、本発明に用いられる現像ブレード１０７としては、上述のもの以外の金属やシリコンゴム等のゴム材量等、一般的に現像ブレードが用いられ、適宜電圧を印加しても良い。
本発明の画像形成装置の概略図である。 本発明の画像形成ユニットの構成例を示す概略構成図である。 本発明の画像形成ユニットの要部構成図である。 本発明の現像剤収容体の構成を示す概略構成図である。 実施例３で残像を確認するための試験で使用される画像を説明する図である。
符号の説明
１０ プリンタ
１１ 記録紙カセット
１６ 転写部
１７ 転写ベルト
１８ ドライブローラ
１９ テンションローラ
２０〜２３ 転写ローラ
２４ 転写ベルトクリーニングブレード
２５ 廃棄現像剤タンク
３０ 画像形成部
３１〜３４ 各画像形成ユニット
４０ 定着部
４１，４２ 搬送路切り替えガイド
４５ａ〜４５ｘ 用紙搬送ローラ
５０ 記録紙
１００ 現像部
１００ 結着樹脂
１０１ 感光ドラム
１０２ 帯電ローラ
１０３ ヘッド
１０４ 現像ローラ
１０５ クリーニングブレード
１０６ 供給ローラ
１０７ 現像ブレード
１０９ 現像装置
１１０ 現像剤
１２０ 現像剤収容体
１２１ 容器
１２２ 撹拌バー
１２３ シャッタ
１２４ 排出口
１２５ 現像剤収納部
１４１ 発熱ローラ
１４２ 加熱ヒータ
１４３ サーミスタ
１４４ 加圧ローラ

Claims (10)

  1. 少なくとも結着樹脂を含有する母粒子の表面に無機微粉体からなる外添剤が添加されるトナーと、
    前記トナーの体積平均粒径よりも大きく、外添剤が凝集することにより形成された凝集物とを有する現像剤であって、
    前記トナーの体積平均粒径が３．９μｍ以上６．１μｍ以下であり、
    前記凝集物の大きさが７５μｍ以上１００μｍ以下であり、
    現像剤全体に対する前記凝集物の量が０．０１ｗｔ％以上０．１０ｗｔ％以下であることを特徴とする現像剤。
  2. 前記トナーの体積平均粒径は３．９μｍ以上５．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の現像剤。
  3. 前記凝集物は、開き目１００μｍのメッシュを通過し、開き目７５μｍのメッシュ上に残存するものであることを特徴とする請求項１に記載の現像剤。
  4. 現像剤全体の凝集度が４０．３％以上６９．１％以下であることを特徴とする請求項１に記載の現像剤。
  5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の現像剤を備えることを特徴とする現像剤収容体。
  6. 請求項５記載の現像剤収容体と、
    前記現像剤収容体に備えられた前記現像剤を担持する現像剤担持体と、
    前記現像剤担持体に前記現像剤を供給する現像剤供給体と、
    前記現像剤供給体によって供給された前記現像剤により現像剤層を形成する現像剤層形成部材とを有することを特徴とする現像装置。
  7. 前記現像剤層は、前記現像剤担持体上に０．３０ｍｇ／ｃｍ２以上０．５８ｍｇ／ｃｍ２以下の現像剤量であることを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
  8. 前記現像剤層は、前記現像剤担持体上に０．３０ｍｇ／ｃｍ２以上０．５２ｍｇ／ｃｍ２以下の現像剤量であることを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
  9. 請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載の現像装置を搭載することを特徴とする画像形成ユニット。
  10. 請求項９に記載の画像形成ユニットを搭載する画像形成装置。
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