(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次粒子である結着樹脂及び着色剤を含むトナー母粒子と、前記トナー母粒子の表面に付着することで流動性及び帯電性を高める外添剤と、を有する乳化重合凝集法による現像剤であって、
前記現像剤の未使用時の比表面積をαとし、
前記現像剤を、第１の条件で使用した後の前記現像剤の比表面積をβとし、
前記現像剤を、前記外添材がほぼすべての前記トナー母粒子から脱離する第２の条件で使用した後の前記現像剤の比表面積をγとしたときに、
前記第１の条件は、
前記現像剤を担持する現像剤担持体に、前記現像剤担持体上の前記現像剤の厚さを規制する層形成部材を用いて、前記現像剤を６．８[ｇｆ／ｍｍ]の線圧で圧接させ、前記現像剤担持体の現像剤量を０．４０〜０．５０[ｍｇ／ｃｍ２]として、１５０[ｍｍ／ｓｅｃ]の線速度で、前記現像剤担持体を２５０００回転させることであり、
前記第２の条件は、
前記現像剤担持体に、前記層形成部材を用いて、前記現像剤を６．８[ｇｆ／ｍｍ]の線圧で圧接させ、前記現像剤担持体の現像剤量を０．４０〜０．５０[ｍｇ／ｃｍ２]として、１５０[ｍｍ／ｓｅｃ]の線速で、前記現像剤担持体を５００００回転させることであり、
前記比表面積α、β、γは、
０．７４≦（α−γ）／γ≦１．１０
０．４０≦（β−γ）／γ≦０．６８
０≦（α−β）／γ≦０．２８
に設定されていることを特徴とする現像剤。
【請求項２】
前記トナー母粒子は、
前記乳化重合凝集法によって形成された前記結着樹脂と、前記着色剤と、ワックスと、を混合して凝集させて形成されていることを特徴とする請求項１記載の現像剤。
【請求項３】
前記現像剤は、
前記トナー母粒子に所定量の前記外添材を加え、所定時間撹拌して形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の現像剤。
【請求項４】
前記現像剤は、
前記トナー母粒子に、前記外添材及び酸化チタン微粉末を加え、攪拌して形成されていることを特徴とする請求項３記載の現像剤。
【請求項５】
前記結着樹脂は、スチレンアクリル共重合樹脂であるあることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像剤。
【請求項６】
前記現像剤は、
粒径が４．０〜６．５[μｍ]の範囲であり、前記外添剤としてシリカを使用することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像剤。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像剤と、
静電潜像を担持する回転可能な潜像担持体と、
前記潜像担持体の表面を帯電させる潜像担持体帯電部材と、
前記潜像担持体の表面に潜像を形成する露光手段と、
前記潜像担持体上に形成された前記潜像を前記現像剤により可視像化する前記現像剤担持体と、
前記現像剤担持体上の前記現像剤の厚さを規制する前記層形成部材と、
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、
を有することを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部と前記現像剤を用いて現像する現像部との間に配置された供給口と、
収容した前記現像剤を前記現像部へ供給する供給機構と、
を有することを特徴とする現像剤収容体。
【請求項９】
請求項７記載の現像装置と、
請求項８記載の現像剤収容体と、
前記現像装置において可視像化された前記現像剤を印刷媒体に転写する転写部と、
前記印刷媒体に転写された前記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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤、現像剤を使用した現像装置、現像剤収容体、及び現像装置を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置で使用される現像剤には外添剤が添加されることが一般的である。現像剤に外添剤を添加することで、現像剤の流動性、及び帯電性を向上させることができるが、外添剤が現像装置内の部材に付着することによる部材汚染や、現像剤表面の外添剤によって感光ドラムに傷がつくドラムフィルミングの発生等の不具合の要因となることが知られている。
【０００３】
特許文献１には、ドラムフィルミングに対応するために、外添するシリカの重量部と外添後の比表面積を特定した現像剤を使用することが提案されている。ここで比表面積とは、ある物体について、単位質量当たりの表面積をいう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１８３４０３号公報
【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に記載された従来の現像剤では、この現像剤に付着した外添剤によるフィルミングには対応しているが、外添剤による部材汚染、及び現像剤に付着した外添剤量が減少することによる流動性の低下には対応していない。この外添剤による部材汚染は、現像装置内において、現像剤を現像部材と圧迫、摩擦することで外添材が脱離することに起因して発生する。脱離した外添剤は、感光ドラムや帯電ローラ表面に付着し、部材の特性を変化させる。又、流動性の低下は、外添材が脱離することにより、現像剤に付着した外添剤量が減少することに起因して発生する。トナーの流動性が低下した場合、印刷開始部分から印刷終了部分にかけて印刷濃度が低下していく擦れ現象が発生してしまうという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の現像剤は、一次粒子である結着樹脂及び着色剤を含むトナー母粒子と、前記トナー母粒子の表面に付着することで流動性及び帯電性を高める外添剤と、を有する乳化重合凝集法による現像剤であって、前記現像剤の未使用時の比表面積をαとし、前記現像剤を、第１の条件で使用した後の前記現像剤の比表面積をβとし、前記現像剤を、前記外添材がほぼすべての前記トナー母粒子から脱離する第２の条件で使用した後の前記現像剤の比表面積をγとしたときに、前記第１の条件は、前記現像剤を担持する現像剤担持体に、前記現像剤担持体上の前記現像剤の厚さを規制する層形成部材を用いて、前記現像剤を６．８[ｇｆ／ｍｍ]の線圧で圧接させ、前記現像剤担持体の現像剤量を０．４０〜０．５０[ｍｇ／ｃｍ２]として、１５０[ｍｍ／ｓｅｃ]の線速度で、前記現像剤担持体を２５０００回転させることであり、前記第２の条件は、前記現像剤担持体に、前記層形成部材を用いて、前記現像剤を６．８[ｇｆ／ｍｍ]の線圧で圧接させ、前記現像剤担持体の現像剤量を０．４０〜０．５０[ｍｇ／ｃｍ２]として、１５０[ｍｍ／ｓｅｃ]の線速で、前記現像剤担持体を５００００回転させることであり、前記比表面積α、β、γは、
０．７４≦（α−γ）／γ≦１．１０
０．４０≦（β−γ）／γ≦０．６８
０≦（α−β）／γ≦０．２８
に設定されている。
【０００９】
本発明の現像装置は、前記現像剤と、静電潜像を担持する回転可能な潜像担持体と、前記潜像担持体の表面を帯電させる潜像担持体帯電部材と、前記潜像担持体の表面に潜像を形成する露光手段と、前記潜像担持体上に形成された前記潜像を前記現像剤により可視像化する前記現像剤担持体と、前記現像剤担持体上の前記現像剤の厚さを規制する前記層形成部材と、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、を有している。
【００１０】
本発明の現像剤収容体は、前記現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部と前記現像剤を用いて現像する現像部との間に配設された供給口と、収容した前記現像剤を前記現像部へ供給する供給機構と、を有している。
【００１１】
本発明の画像形成装置は、前記現像装置と、前記現像剤収容体と、前記現像装置において可視像化された前記現像剤を印刷媒体に転写する転写部と、前記印刷媒体に転写された前記現像剤を定着させる定着部と、を有している。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の現像剤によれば、粒径４．０［μｍ］〜６．５［μｍ］のトナーにおいて、０．７４≦（α−γ）／γ≦１．１０を満たすトナーを使用することで、初期印刷時のトナーに付着した外添剤量に起因するかすれ、及び汚れを防ぐことができる。更に、粒径４．０［μｍ］〜６．５［μｍ］のトナーにおいて、０．４０≦（β−γ）／γ≦０．６８を満たすトナーを使用することで、現像ローラを２５，０００回転させた後の印刷で、トナーに付着した外添剤量に起因するかすれ、及び汚れを防ぐことができる。
【００１３】
更に、０≦（α−β）／γ≦０．２８を満たすトナーを使用することで、脱離した外添剤に由来する濃度変化も抑えることができる。
【００１４】
本発明の現像装置によれば、前記現像剤を使用することにより、トナーに付着した外添剤量に起因するかすれ、及び汚れを防ぐことができ、脱離した外添剤に由来する濃度変化も抑えることができる。
【００１５】
本発明の現像剤収容体によれば、前記現像剤を収納することにより、トナーに付着した外添剤量に起因するかすれ、及び汚れを防ぐことができ、脱離した外添剤に由来する濃度変化も抑えることができる。
【００１６】
本発明の画像形成装置によれば、前記現像装置及び前記現像剤収容体を有することによりトナーに付着した外添剤量に起因するかすれ、及び汚れを防ぐことができ、脱離した外添剤に由来する濃度変化も抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明の実施例１における図２中の現像装置の概略を示す構成図である。
【図２】図２は本発明の実施例1における画像形成装置の概略を示す構成図である。
【図３】図３はトナーの耐久評価用印刷パターンと印刷不具合例を示す説明図である。
【図４】図４は図３の印刷パターンの拡大図である。
【図５】図５はトナーの粒径６．５[μｍ]での耐久評価結果を示す図である。
【図６】図６はトナーの粒径６．５[μｍ]での比表面積測定結果を示す図である。
【図７】図７はトナーの粒径５．５[μｍ]での耐久評価結果を示す図である。
【図８】図８はトナーの粒径５．５[μｍ]での比表面積測定結果を示す図である。
【図９】図９はトナーの粒径４．０[μｍ]での耐久評価結果を示す図である。
【図１０】図１０はトナーの粒径４．０[μｍ]での比表面積測定結果を示す図である。
【図１１】図１１は濃度変化量の測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００１９】
（実施例１の画像形成装置の構成）
図２は、本発明の実施例1における画像形成装置の概略を示す構成図である。
【００２０】
画像形成装置は、例えば、電子写真方式のカラーページプリンタであり、その下部に給紙トレイ１０を有している。給紙トレイ１０は、印刷媒体（例えば、印刷用紙）Ｐを格納するトレイである。給紙トレイ１０の先端部の上方には、ホッピングローラ１１、給紙ガイド１２、搬送ローラ１３ａ，１３ｂ及び転写ベルト１４が設けられており、印刷用紙Ｐを給紙トレイ１０からホッピングローラ１１により繰り出し、搬送ローラ１３ａ，１３ｂで搬送してドライブローラ１５により駆動される転写ベルト１４上を通過するように構成されている。
【００２１】
転写ベルト１４の上方には、固有のカラー画像を形成する複数の現像装置３０（＝３０Ｋ，３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ）が設けられている。複数の現像装置３０は、上流から下流方向へブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の順に配置されている。各現像装置３０は、形成する画像の色の違いがあるが基本的に同一の構成である。
【００２２】
各現像装置３０の下方には、複数の転写ローラ１６（＝１６Ｋ，１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ）が配置されている。これらの転写ベルト１４、ドライブローラ１５、及び転写ローラ１６により転写部が構成されている。転写ベルト１４の下部には、この転写ベルト１４に付着したトナー３８を掻き取るためのベルトクリーナ１９が設けられている。
【００２３】
現像装置３０Ｃの下流側には、加熱ローラ１７及び加圧ローラ１８で構成された定着部が設けられている。この定着部は、印刷用紙Ｐを加熱して圧接することで、印刷用紙Ｐの現像剤（例えば、トナー）３８を印刷用紙Ｐに定着させる機能を有している。定着部の下流側には、排出ガイド２０が設けられている。排紙ガイド２０は、トナー３８を定着させた印刷用紙Ｐをガイドして外部へ排出する機能を有している。
【００２４】
図１は、本発明の実施例１における図２中の現像装置の概略を示す構成図であり、複数の現像装置３０のうちの下流側の現像装置３０Ｃ及びその周辺の部分が拡大して示されている。
【００２５】
各現像装置３０は、印刷用紙Ｐ上にトナー３８を現像する現像部３０ａと、この現像部３０ａにトナー３８を供給するトナーカートリッジ４０とから構成されている。
【００２６】
現像部３０ａは、潜像担持体（例えば、感光ドラム）３１と、感光ドラム３１を帯電させる潜像担持体帯電部材(例えば、帯電ローラ)３２と、感光ドラム３１に潜像をつくる露光手段（例えば、露光装置）３９と、現像剤担持体（例えば、現像ローラ）３３と、現像剤供給部材（例えば、供給ローラ）３４と、薄層形成手段である層形成部材（例えば、現像ブレード）３５と、感光ドラム３１上のトナー３８を掻き取るクリーニングブレード３６と、トナー３８を収容するトナー収容部３７とにより構成されている。現像ローラ３３と、供給ローラ３４と、現像ブレード３５とは、トナー収容部３７内に配置されている。
【００２７】
感光ドラム３１は、アルミニウムの金属パイプを用いた導電性支持体と、金属パイプ上に順次積層した電荷発生層、及び電荷輸送層からなる有機系感光体を用いた光導電層とから構成されている。帯電ローラ３２は、例えば、金属シャフトと半導電性ゴム層とから構成されている。現像ローラ３３は、例えば、金属シャフトと、硬度が７３[アスカーＣ]、Ｒｚが４．０[μｍ]、外径がφ１９．６[ｍｍ]の半導電ウレタンゴム材とから構成されている。
【００２８】
供給ローラ３４は、硬度が５６[アスカーＦ]、外径がφ１５．５[ｍｍ]の半導電性発砲シリコンスポンジ層を有している。現像ブレード３５は、材質がＳＵＳ３０４Ｂ−ＴＡで、厚さが０．０８[ｍｍ]で、プレード先端の曲げ角が６０[°]で、ブレード３５の先端の曲率が０．２０のステンレス材で構成されている。
【００２９】
なお、アスカーＣ、アスカーＦとは、SRIS0101（日本ゴム協会標準規格）に規定されたデュロメータ（スプリング式硬度計）の一つで、硬さを測定するための測定器である。７３[アスカーＣ]とは、その測定器で測定した硬度を示している。Ｒｚとは、十点平均粗さのことで、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長だけ抜き取り、この抜取り部分の平均線から縦倍率の方向に測定し、最も高い山頂から５番目までの山頂の標高（Ｙｐ）の絶対値の平均値と、最も低い谷底から５番目までの谷底の標高（Ｙｖ）の絶対値の平均値との和を求め、この値をマイクロメートル（μｍ）で表したものをいう。
【００３０】
現像装置３０の各部材は、現像ローラ３３及び供給ローラ３４間の線圧が１１．５[ｇｆ/ｍｍ]で、現像ローラ３３及び感光ドラム３１間の線圧が０．４８[ｇｆ／ｍｍ]で、現像ローラ３３及び現像ブレード３５間の線圧が６．８[ｇｆ／ｍｍ]にて圧接されている。
【００３１】
トナーカートリッジ４０は、トナー３８を収容する現像剤収容部（例えば、トナー収容部）４１を有しており、その下方には、長手方向（紙面の表裏方向）に延接された供給機構（例えば、撹拌バー）４３が回転自在に支持され、その下方には、カートリッジ内のトナー３８を現像部３１ａに供給するための供給口４２が形成されている。更に、この供給口４２付近には、供給口４２を開閉するためのスライド可能なシャッタ４４が配設されている。
【００３２】
（実施例１のトナーの構成）
本実施例１におけるトナー３８は、例えば、乳化重合凝集法によって製造された一次粒子である結着樹脂（例えば、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て凝集してできるトナー粒子(以下「ベーストナー」という。)に、外添材（例えば、シリカ）、酸化チタン微粉末を加えてミキサーにより混合して構成されている。
【００３３】
ここで、乳化重合凝集法は、次の工程から構成されている。
【００３４】
（１）  水溶媒中で重合体の一次粒子である結着樹脂を作成し、結着樹脂と同じ溶媒中に、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する。
【００３５】
（２）  必要に応じてワックス、荷電制御剤等を混合し、それらを凝集することで溶媒中にトナー粒子を作成する。
【００３６】
（３）  トナー粒子を溶媒より取り出し、洗浄、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３８を得る。
【００３７】
前述したスチレンアクリル共重合樹脂は、スチレン、アクリル酸、メチルメタクリル酸から生成されて構成されている。前記着色剤は、ブラックには、カーボンブラック、イエローには、ピグメントイエロー７４、マゼンダにはピグメントレッド２３８、シアンにはピグメントブルー１５：３が用いられている。更に、前記ワックスは、高級脂肪酸エステル系ワックスであるステアリン酸ステアリルにより構成されている。
【００３８】
（実施例１における画像形成装置全体の動作）
図１、図２を用いて画像形成装置全体の動作について説明する。
【００３９】
図示しない制御部から印刷指示が出されると、画像形成装置内の図示しないモーターが回転し始め、数個のギヤを通してドラムギヤに駆動が伝わり、感光ドラム３１が矢印方向に回転する。ドラムギヤから現像ギヤに駆動が伝わることにより、現像ローラ３３が矢印方向に回転する。現像ギヤからアイドルギヤを経てスポンジギヤへ駆動が伝わることにより、供給ローラ３４が矢印方向に回転する。ドラムギヤからチャージギヤへ駆動が伝わることにより、帯電ローラ３２が矢印方向に回転する。
【００４０】
一方、画像形成装置内にある図示しないモーターの回転は、別系統の数個のギヤを通して、転写ギヤ、及びドライブギヤへ駆動が伝わり、転写ローラ１６が矢印方向に回転すると共に、転写ベルト１４が動作する。更に、別系統の数個のギヤを通してヒートローラギヤに駆動が伝わることにより、ヒートローラ１７が矢印方向に回転し、更に、加圧ローラ１８が、ヒートローラ１７の回転に従って連れ回りで矢印方向に回転する。
【００４１】
モーターが回転を始めるのとほぼ同時に、現像・転写工程のそれぞれのローラ３１、３２、３３、３４、１６と定着工程のヒートローラ１７内のハロゲンランプには画像形成装置内の図示しない電源により、それぞれ決められたバイアス電圧が印加される。
【００４２】
上記のような機構を備えた画像形成装置において、印刷用紙Ｐに画像が形成される過程は次のような動作となる。
【００４３】
給紙トレイ１０にセットされた印刷用紙Ｐは、ホッピングローラ１１によって繰り出され、搬送ローラ１３ａ，１３ｂによって転写ベルト１４に搬送される。感光ドラム３１は、帯電ローラ３２により表面を一様に帯電させられる。図示しない上位装置からの印刷ジョブは、図示しない制御部を介して露光装置３９に送られ、印刷パターンに応じた静電潜像が感光ドラム３１上に形成される。
【００４４】
供給ローラ３４は、現像ローラ３３と当接しており、周速比を一定に保ちながら互いに回転駆動することにより、トナー３８を現像ローラ３３へ供給する。現像ローラ３３上のトナー３８は、現像ローラ３３に当接している現像ブレード３５との摩擦等により帯電する。
【００４５】
現像ローラ３３は、感光ドラム３１に当接しており、トナー３８を感光ドラム３１上の静電潜像に付着させる。その後、感光体ドラム３１上のトナー３８は、転写ローラ１６との電界により印刷用紙Ｐ上に転写され、印刷用紙Ｐ上のトナー３８が定着部により定着させられる。転写後に感光体ドラム３１上に残留したトナー３８は、クリーニングブレード３６により掻き取られる。印刷用紙Ｐは、排出ガイド２０にガイドされて装置の外部に排出される。
【００４６】
（トナーの耐久性評価の実施）
トナー３８の耐久性とは、現像装置３０内でのトナー３８同士の摩擦及び現像ローラ３３、供給ローラ３４、現像ブレード３５、感光ドラム３１相互の接触部分における加圧によるトナー３８への負荷に対してベーストナーから外添材が脱離する度合いをいう。トナー３８の耐久性評価は、例えば、以下の（Ｓ１）〜（Ｓ１０）のステップを順次実行することで行われる。
【００４７】
（Ｓ１）  ベーストナーの中位径を測定する。
【００４８】
（Ｓ２）  評価用トナーを作成する。
【００４９】
（Ｓ３）  比表面積αを測定する。
【００５０】
（Ｓ４）  現像装置３０に８０［ｇ］の評価用トナーを投入し、画像形成装置を温度２２［°Ｃ］、湿度４０［％］の環境（以下「ＮＮ環境」という。）に入れ、１２時間以上放置する。
【００５１】
（Ｓ５）  放置した画像形成装置を使用して、ＮＮ環境で、かすれの有無、汚れの有無について、印刷採取し、定期データを取得する。
【００５２】
（Ｓ６）  定期データを取得した直後に、ＮＮ環境で白紙印刷パターンを１ページ毎に印刷動作し、現像ローラ３３の回転数が２５，０００回転に到達するまで印刷動作を行う。
【００５３】
（Ｓ７）  現像ローラ３３の回転数が２５，０００回転に到達した直後に、定期データを取得する。
【００５４】
（Ｓ８）  現像装置３０から比表面積β測定用トナーを１０［ｇ］取り出し、比表面積βを測定する。
【００５５】
（Ｓ９）  前記状態から、ＮＮ環境にて白紙印刷パターンを１ページ毎に印刷動作し、更に、現像ローラ３３を２５，０００回転させ、現像ローラ３３の総回転数が５０，０００回転に到達するまで印刷動作を行う。
【００５６】
（Ｓ１０）  現像装置３０から比表面積γを測定するためのトナー３８を１０［ｇ］取り出し、比表面積γを測定する。
【００５７】
次に、前述した（Ｓ１）〜（Ｓ１０）の各ステップについて詳細に説明する。
【００５８】
（１）  ベーストナーの中位径の測定（Ｓ１）
ベーストナーの中位径を粒度分布測定装置(ベックマンコールター社、マルチサイザーIII)を使用して測定する。測定サンプルはアイソトンII(ベックマンコールター社)を９５［質量％］と、エマルゲンを５［質量％］混合したものを分散剤に使用し、サンプル濃度が１０％以下になるようトナー３８を少量加えて、超音波振動機により１分間分散させたサンプルを使用する。測定はアパチャー径１００［μｍ］を使用し、観測粒子数が３０，０００個以上の状態で中位径を計算した。
【００５９】
なお、中位径（以下「粒径」という。）とは、粉体の粒径分布において、ある粒子径より大きい個数又は質量が、全粉体の個数又は質量の５０％を占めるときの粒子径をいう。ベックマンコールター社のマルチサイザーIIIは、コールター原理による粒度分布測定装置であり、コールター原理とは、細孔電気抵抗法と呼ばれ、電解質溶液中の細孔（アパチャー）に一定の電流を流し、その細孔を粒子が通過するときの細孔の電気抵抗の変化を計測することにより、粒子の体積を測定する方法である。
【００６０】
（２）  評価用トナーの作成（Ｓ２）
粒径が６．５[μｍ]、５．５の[μｍ]、４．０[μｍ]のときのベーストナーを用いて、評価用のトナーＡ１〜Ａ１６、トナーＢ１〜Ｂ１６、及びトナーＣ１〜Ｃ１６を作成する。
【００６１】
それぞれのベーストナー１００重量部に、疎水性シリカ微粉末であるアエロジルＲ−９７２(日本アエロジル社製)を加えて、ヘンシェルミキサー(三井鉱山株式会社製)で混合した後、篩にかける。
【００６２】
前記３種のベーストナー毎に疎水性シリカ微粉末の変量と、ミキサーによる撹拌時間の変更によって、トナー３８表面の外添剤の付着状態の異なる評価用トナーを作成する。なお、ヘンシェルミキサーは３２００回転／分の回転速度で、５分間撹拌するごとに装置を冷却させて使用する。
【００６３】
（ａ）  粒径６．５[μｍ]のときのトナーＡ１〜Ａ１６の作成
粒径６．５［μｍ］のベーストナーに疎水性シリカ微粉末を所定重量部だけ加え、所定時間撹拌してトナーＡ１〜Ａ１６を作成する。所定重量部と所定撹拌時間とは、次の通りである。なお、ここでは、トナーＡ１〜Ａ１６を単にＡ１〜Ａ１６と記した。
Ａ１：疎水性シリカ微粉末の添加量；０．５重量部、撹拌時間；５分
Ａ２：疎水性シリカ微粉末の添加量；１．０重量部、撹拌時間；５分
Ａ３：疎水性シリカ微粉末の添加量；１．０重量部、撹拌時間；１５分
Ａ４：疎水性シリカ微粉末の添加量；１．０重量部、撹拌時間；２５分
Ａ５：疎水性シリカ微粉末の添加量；１．５重量部、撹拌時間；５分
Ａ６：疎水性シリカ微粉末の添加量；１．５重量部、撹拌時間；１５分
Ａ７：疎水性シリカ微粉末の添加量；１．５重量部、撹拌時間；２５分
Ａ８：疎水性シリカ微粉末の添加量；２．０重量部、撹拌時間；５分
Ａ９：疎水性シリカ微粉末の添加量；２．０重量部、撹拌時間；１５分
Ａ１０：疎水性シリカ微粉末の添加量；２．０重量部、撹拌時間；２５分
Ａ１１：疎水性シリカ微粉末の添加量；２．０重量部、撹拌時間；５分
Ａ１２：疎水性シリカ微粉末の添加量；２．０重量部、撹拌時間；１５分
Ａ１３：疎水性シリカ微粉末の添加量；２．０重量部、撹拌時間；２５分
Ａ１４：疎水性シリカ微粉末の添加量；４．０重量部、撹拌時間；５分
Ａ１５：疎水性シリカ微粉末の添加量；４．０重量部、撹拌時間；１５分
Ａ１６：疎水性シリカ微粉末の添加量；４．０重量部、撹拌時間；２５分
【００６４】
（ｂ）  粒径５．５[μｍ]のときのトナーＢ１〜Ｂ１６の作成
前記粒径６．５［μｍ］の評価用トナーの作成と同様に、粒径５．５［μｍ］のベーストナーを使用して、疎水性シリカ微粉末を所定重量部だけ加え、所定時間撹拌して評価用のトナーＢ１〜Ｂ１６を作成する。所定重量部と所定撹拌時間は、粒径６．５［μｍ］のトナー３８を作成するときと同様の条件である。即ち、トナーＢｉ（＝１〜１６）の疎水性シリカ微粉末の所定重量部と所定撹拌時間は、トナーＡｉ（＝１〜１６）のそれと同一である。
【００６５】
（ｃ）  粒径４．０[μｍ]のときのトナーＣ１〜Ｃ１６の作成
同様に粒径４．０［μｍ］のベーストナーを使用して、トナーＣ１〜Ｃ１６を作成する。
【００６６】
（３）  比表面積αの測定（Ｓ３）
評価用トナーの外添剤付着状態を示す指標として、窒素ガス吸着量によって測定した比表面積［ｍ２／ｇ］を使用する。比表面積測定にはＴｒｉｓｔａｒ３０００(島津製作所製)を使用し、サンプル（評価用トナー）への窒素吸着量Ｖを測定する。窒素吸着量Ｖは、液体窒素温度−１９５．８[°Ｃ]における飽和蒸気圧Ｐｏ、吸着平衡圧Ｐとしたとき、Ｐ／Ｐｏが０．５、１．０、１．５、２．０、２．５、３．０、３．５となる７点で窒素吸着量Ｖを測定する。測定したＶ及びＰ／Ｐｏから、Ｘ軸にＰ／Ｐｏ、Ｙ軸にＶとした比例直線の近似式を計算し、近似式の勾配と、Ｐ／Ｐｏ＝０におけるＶの値と、ＢＥＴの吸着等温式とを使用して比表面積を計算する。実際の計算は、Ｔｒｉｓｔａｒ３０００の付属機能を利用して行う。
【００６７】
始めに、未使用の状態で前述した評価用のトナーＡ１〜Ａ１６、Ｂ１〜Ｂ１６、及びＣ１〜Ｃ１６の比表面積αを測定する。
【００６８】
（４）  初期状態での定期データの取得（Ｓ４）、（Ｓ５）
現像装置３０に８０［ｇ］の評価用トナーを投入し、画像形成装置を温度２２［°Ｃ］、湿度４０［％］の環境（以下「ＮＮ環境」という。）に入れ、１２時間以上放置する。放置した画像形成装置を使用して、ＮＮ環境で印刷を行い、定期データを取得して、かすれの有無、汚れの有無について評価を行う。
【００６９】
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、トナーの耐久評価用印刷パターンと印刷不具合例を示す説明図であり、図４（ａ）、（ｂ）は、図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の印刷パターンの拡大図である。
【００７０】
図３（ａ）は白紙印刷パターンであり、図３（ｂ）は、かすれ（白抜け）、図３（ｃ）は、刷毛目汚れ、及び、図３（ｄ）は、地汚れの例を示している。図４（ａ）は１００％濃度印刷パターンを示し、更に、図４（ｂ）は２５％濃度印刷パターンを示している。図４（ａ）、（ｂ）において、黒丸は、印刷を行うドットを示し、空白は、印刷を行わないドットを示す。
【００７１】
かすれの有無はＡ４エクセレントホワイト紙７０ｋｇ（沖データ社製）に１００％濃度印刷を印刷し、得られた印刷後の紙面の下部において、図３（ｂ）のような白抜けの印刷が見られるかどうかを目視で確認する。白抜け印刷が見られない場合にかすれ無しとし印刷状態良好とする。
【００７２】
１００％濃度印刷とは、図４（ａ）に示すように、印刷可能なすべてのドットに印刷を行うことをいう。汚れは非印刷部分にトナー３８が現像されてしまう現象である。汚れは現像ローラ３３上のトナー帯電量が大きい場合に、現像ローラ３３表面の電位と現像ローラ３３上のトナー電位の総和が、感光ドラム３１表面の電位より高くなった場合に現像ローラ３３上の電位と、感光ドラム３１上の電位が平衡状態になるようにトナー３８が移動するために、非印刷部にトナー３８が現像される現象のことを指す。
【００７３】
汚れ有無は、２５％濃度印刷をＡ４エクセレントホワイト紙７０ｋｇ（沖データ社製）に行った際に、図３（ｃ）、（ｄ）に見られる印刷不具合を目視にて確認する。２５％濃度印刷とは、図４（ｂ）に示すようなドットパターンを使用し、印刷を行うことであり、印刷可能なドットのうち２５％に印刷することをいう。ここで、このドットパターンは印刷紙面の一部を拡大したもので、実際に印刷するパターンはこの２５％濃度印刷パターンがＡ４紙面全体に印刷される。
【００７４】
図３（ｃ）の刷毛目汚れとは、２５％濃度印刷を行った際に、周囲よりも高い印刷濃度である爪で掻いた様な縦線が現れる現象で、地汚れとは、印刷パターンとは関係なく、感光ドラム３１にトナー３８が現像されてしまい、印刷媒体に縦線が現れる現象である。なお、汚れに属する不具合では、刷毛目汚れのほうが地汚れに比べて軽微な不具合である。刷毛目汚れ、及び地汚れが目視にて確認されない場合、汚れ無しとして印刷状態良好とする。
【００７５】
（５）  現像ローラ３３の回転数が２５，０００回転に到達した直後の定期データの取得（Ｓ６）、（Ｓ７）
【００７６】
初期状態で定期データを取得した直後に、ＮＮ環境で白紙印刷パターンを１ページ毎に印刷動作し、現像ローラ３３の回転数が２５，０００回転に到達するまで印刷動作を行う。現像ローラ３３の回転数が２５，０００回転に到達した直後に、定期データを取得する。
【００７７】
白紙印刷パターンとは、図３（ａ）のように、なにも印刷を行わない白紙で現像装置３０を動作させることを指し、現像ローラ３３、供給ローラ３４、及び感光ドラム３１にはバイアス電圧が印加された状態で、これらの現像装置３０の各ローラ３１、３２、３３、３４が回転動作することを意味する。白紙印刷動作にはＰ厚紙Ａ４（富士ゼロックス社製）を使用する。定期データ及び白紙印刷パターンを印刷する際の、印刷用紙Ｐの通紙速度は、１５０［ｍｍ／ｓｅｃ］である。
【００７８】
なお、トナー３８に付着した外添剤が脱離し、トナー３８の流動性が低下することで、トナー３８が供給ローラ３４から現像ローラ３３へ供給がされづらくなるために、耐久試験後は、かすれが発生しやすくなる。
【００７９】
（６）  比表面積βの測定（Ｓ８）
現像装置３０から比表面積βの評価用トナーを１０［ｇ］取り出し、比表面積βを測定する。測定方法は、比表面積αの測定方法と同様である。
【００８０】
（７）  比表面積γの測定（Ｓ９）、（Ｓ１０）
比表面積βを測定した後、ＮＮ環境において白紙印刷パターンを１ページ毎に印刷し、更に、現像ローラ３３を２５，０００回転させ、現像ローラ３３の総回転数が５０，０００回転に到達するまで印刷動作を行う。現像装置３０から比表面積γを測定するためのトナー３８を１０［ｇ］取り出し、比表面積γを測定する。測定方法は、比表面積αの測定方法と同様である。現像ローラ３３を５０，０００回転させ、過剰にトナー３８に負荷をかけることでトナー３８上の外添剤をほぼすべて脱離することができる。
【００８１】
上記の（４）初期状態での定期データの取得から（７）比表面積γの測定まで、現像ローラ３３上のトナー付着量は０．４０〜０．５０［ｍｇ／ｃｍ２］を維持するように、各ローラへ印加するバイアス電圧を調整する。本実施例１でのバイアス電圧の設定は、例えば、帯電ローラバイアスが−１１００［Ｖ］、現像ローラバイアスが−２２０［Ｖ］で、供給ローラバイアスが−３５０［Ｖ］である。但し、現像ローラ３３上のトナー付着量が減少した場合は、供給ローラバイアスを２０［Ｖ］刻みで変更することでトナー付着量を調整する。
【００８２】
（実施例１の効果）
本実施例１によれば、次の（１）、（２）のような効果が得られる。
【００８３】
（１）  トナーの耐久性評価の結果
図５は、トナーの粒系６．５[μｍ]での耐久評価結果を示す図である。
【００８４】
図５においては、トナーＡ１〜Ａ１６毎に、投入された外添剤量（＝シリカ量）と、撹拌時間（＝外添時間）と、かすれの有無と、汚れの有無とが記載されている。かすれの有無と汚れの有無とは、初期状態と２５，０００回転後に分けて記載されており、良好な場合は○印を、不良の場合は、×印を付してある。
【００８５】
図６は、トナーの粒系６．５[μｍ]での比表面積測定結果を示す図である。
図６においては、トナーＡ１〜Ａ１６毎に、比表面積αと、比表面積βと、比表面積γと、初期状態でトナーに付着している外添剤量を示すパラメータであり、初期状態での汚れ、かすれに関係するパラレメータ（α−γ）／γと、現像ローラ３３の２５，０００回転時でのトナー３８に付着している外添剤量を示すパラメータであり現像ローラ３３の２５，０００回転時での汚れ、かすれに関係のあるパラメータ（β−γ）／γとが記載されている。
【００８６】
図６によれば、比表面積γは、トナーＡ１〜Ａ１６において、１．０２±０．０３［ｍ２／ｇ］であり、現像ローラ３３を５０，０００回転させることによりトナー３８に付着した外添剤の脱離がほぼ完全になされていることが分かる。
【００８７】
図６のパラメータ（α−γ）／γにおいて、図５の初期状態及び２５，００回転後のかすれと汚れの有無を参照すると、０．７４以上のトナー３８を用いることで、かすれを防ぐことができ、１．１０以下のトナー３８を用いることで汚れが発生しないことが分かる。
【００８８】
同様に図６のパラメータ（β−γ）／γにおいては、０．４０以上のトナー３８を用いることで、かすれを防ぐことができ、０．６３以下のトナー３８を用いることで汚れが発生しないことが分かる。
【００８９】
図７は、トナーの粒系５．５[μｍ]での耐久評価結果を示す図であり、図８は、トナーの粒系５．５[μｍ]での比表面積測定結果を示す図である。
【００９０】
図７及び図８の見方は、図５及び図６の見方と同様である。即ち、図８の比表面積γは、トナーＢ１〜Ｂ１６において、１．２１±０．０２［ｍ２／ｇ］であり、現像ローラ３３を５０，０００回転することにより、トナー３８に付着した外添剤の脱離がほぼ完全になされていることが分かる。
【００９１】
図８のパラメータ（α−γ）／γにおいて、０．７４以上のトナー３８を用いることで、かすれを防ぐことができ、１．１０以下のトナー３８を用いることで汚れを防ぐことができることが分かる。
【００９２】
図８のパラメータ（β−γ）／γにおいて、０．４０以上のトナー３８を用いることで、かすれを防ぐことができ、０．６８以下のトナー３８を用いることで汚れを防ぐことができることが分かる。
【００９３】
図９は、トナーの粒系４．０[μｍ]での耐久評価結果を示す図であり、図１０は、トナーの粒系４．０[μｍ]での比表面積測定結果を示す図である。
【００９４】
図１０の比表面積γは、トナーＣ１〜Ｃ１６において、１．６２±０．０２［ｍ２／ｇ］であり、現像ローラ３３の５０，０００回転でトナー３８に付着した外添剤の脱離がほぼ完全になされていることが分かる。
【００９５】
図１０のパラメータ（α−γ）／γにおいて、０．４０以上のトナー３８を用いることで、かすれを防ぐことができ、０．８１以下のトナー３８を用いることで汚れを防ぐことができることが分かる。
【００９６】
図１０のパラメータ（β−γ）／γにおいて、０．７４以上のトナー３８を用いることで、かすれを防ぐことができ、０．５７以下のトナー３８を用いることで汚れを防ぐことができることが分かる。
【００９７】
（２）
本実施例１の現像剤によれば、粒径４．０［μｍｌ］〜６．５［μｍ］のトナー３８において、条件１である０．７４≦（α−γ）／γ≦１．１０を満たすトナー３８を使用することで、初期印刷において、トナー３８に付着した外添剤量に起因するかすれ、及び汚れを防ぐことができる。更に、粒径４．０［μｍ］〜６．５［μｍ］のトナー３８において、条件２である０．４０≦（β−γ）／γ≦０．６８を満たすトナー３８を使用することで、現像ローラ３３を２５，０００回転ときに、現像部材がトナー３８を圧迫、摩擦することで外添剤が脱離することに起因するかすれ、及び汚れを防ぐことができる。
【００９８】
上記の２つの条件を満たすことで、耐久性が良好なトナー３８を得ることができる。
【実施例２】
【００９９】
（実施例２の画像形成装置の構成）
本実施例２における画像形成装置、及び現像装置３０の構成は、実施例１と同様の構成である。更に、トナー３８の構成についても、実施例１と同様である。
【０１００】
実施例１では、トナー３８に付着した外添剤量が特定の範囲となるように設定することで、汚れ、かすれの発生を防止した。しかし、付着した外添剤量が特定の範囲であるトナー３８を使用しでも、外添剤の脱離は発生する。
【０１０１】
一般的にトナー３８から脱離した外添剤は感光ドラム３１に付着し、クリーニングブレード３６をすり抜け、感光ドラム３１から帯電ローラ３２へと付着する。帯電ローラ３２上の外添剤が付着した部分では、帯電ローラ３２が感光ドラム３１上を帯電させる能力が低下するため、現像ローラ３３上のトナー３８を感光ドラム３１に現像させたときの現像量が増加してしまう。その結果、印刷用紙Ｐ上において、濃度むらの発生や初期印刷と耐久性評価後での濃度変化が発生する。
【０１０２】
これらの不都合を解消するために、本実施例２では、初期印刷と耐久性評価後での濃度変化と、外添剤脱離量との関係を調べることにより、印刷濃度変化が良好となるパラメータ（α−β）／γの範囲を明らかにする。
【０１０３】
（実施例２におけるトナーの印刷濃度の測定）
本実施例２では、例えば、次の（１）〜（５）の手順でトナー３８の印刷濃度変化量の測定を行った。
【０１０４】
（１）  現像装置３０に８０［ｇ］の測定用トナー３８を投入する。
【０１０５】
（２）  画像形成装置を温度２２［°Ｃ］、湿度４０［％］のＮＮ環境に入れ、１２時間以上放置する。
【０１０６】
（３）  放置を行った画像形成装置を使用してＮＮ環境で、定期データを取得する。
【０１０７】
（４）  定期データを取得した直後に、ＮＮ環境で白紙印刷パターンを１ページ毎に印刷動作し、現像ローラ３３の回転数が２５，０００回転に到達するまで印刷動作を行う。
【０１０８】
（５）  現像ローラ３３の回転数が２５，０００回転に到達した直後に定期データを採取する。
【０１０９】
白紙印刷を行う条件、現像装置３０の測定条件は、実施例１と同様である。
定期データは、実施例１とは異なり、印刷濃度変化について印刷採取、評価を行う。印刷濃度変化は、Ａ４エクセレントホワイト紙７０ｋｇ（沖データ社製）に２５％濃度印刷を印刷し、得られた印刷後の紙面において、紙面上端の両側端部と中央部の３箇所で濃度を測定し、その平均値を測定値とする。
【０１１０】
初期の濃度と現像ローラ３３の２５，０００回転時の濃度差が０．０５以下の場合、印刷濃度変化良好とする。
【０１１１】
図１１は、濃度変化量の測定結果を示す図である。
図１１においては、実施例１において良好と判断された評価用のトナーＡ５、Ａ６、Ａ９、Ｂ６、Ｂ９、Ｂ１２、Ｃ６ついて、トナー３８に使用されているベーストナーの粒径と、投入された外添剤量（＝シリカ量）と、撹拌時間（＝外添時間）と、印刷濃度と、脱離した外添剤量の指標であるパラメータ（α―β）／γとが記載されている。
【０１１２】
印刷濃度には、初期状態の濃度と、現像ローラ３３を２５，０００回転された後の濃度と、濃度変化量が記載されている。パラメータ（α一β）／γは、評価用のトナー３８毎に、初期のトナー３８から現像ローラ３３を２５，０００回転する間に脱離した外添剤量をあらわすパラメータである。各評価用のトナー３８の比表面積α、β、γは、実施例１において測定したものを使用した。
【０１１３】
この結果から、０≦（α−β）／γ≦０．２８のとき濃度変化は良好であることがわかる。
【０１１４】
（実施例２の効果）
本実施例２のトナー３８によれば、粒径４．０［μｍ］〜６．５［μｍ］のトナー３８において、０．７４≦（α−γ）／γ≦１．１０と、０．４０≦（β−γ）／γ≦０．６８を満たした耐久性良好なトナー３８において、更に、０≦（α−β）／γｌ≦０．２８を満たすトナー３８を使用することで、トナー３８に付着した外添剤量に起因するかすれ、及び汚れを防ぎ、脱離した外添剤に由来する濃度変化も抑えることができる。
【０１１５】
（変形例）
本発明は、上記実施例に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（ａ）、（ｂ）のようなものがある。
【０１１６】
（ａ）  実施例１、２では、画像形成装置としてカラーページプリンタを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ファクシミリ装置、複写機やＭＦＰ（MultiFunction  Printer/Product/Peripheral）等にも利用できる。
【０１１７】
（ｂ）  実施例１、２においては、トナー３８の外添剤付着量を調整するために、添加する外添剤の量と撹拌時間（＝外添時間）を調整したが、あくまで一例であり、外添を行う周囲温度により外添剤付着量を調整してもよい。
【符号の説明】
【０１１８】
３０            現像装置
３１            感光体ドラム
３２            帯電ローラ
３３            現像ローラ
３４            供給ローラ
４０            トナーカートリッジ                
【図１】
0005479119.tif 000002
【図２】
0005479119.tif 000003
【図３】
0005479119.tif 000004
【図４】
0005479119.tif 000005
【図５】
0005479119.tif 000006
【図６】
0005479119.tif 000007
【図７】
0005479119.tif 000008
【図８】
0005479119.tif 000009
【図９】
0005479119.tif 000010
【図１０】
0005479119.tif 000011
【図１１】
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