(57)【要約】【課題】解像度の高い優れた画質を実現できると共に、べたの濃度ムラ発生を防止することができる現像方法及び現像装置を提供する。【解決手段】現像ローラ１０７と、感光体２３と、現像ローラ１０７上に設けられるスペーサ１４４と、このスペーサ１４４によって現像ローラ１０７と感光体２３との間に形成された間隙ｇに電圧を印加する電圧印加手段とによって、平均粒径が２．５μｍ以上３．２μｍ以下であって、３．４６μｍ以上５．０４μｍ以下の個数が５％以上１０％以下存在し、５．４９μｍ以上の個数が１％以下存在する非磁性一成分トナーで感光体２３上の静電潜像を現像する。【選択図】図３
2008145687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像ローラと、感光体と、該現像ローラ上に設けられるスペーサと、該スペーサによって該現像ローラと該感光体との間に形成された間隙に電圧を印加する電圧印加手段とによって、平均粒径が２．５μｍ以上３．２μｍ以下であって、３．４６μｍ以上５．０４μｍ以下の個数が５％以上１０％以下存在し、５．４９μｍ以上の個数が１％以下存在する非磁性一成分トナーで該感光体上の静電潜像を現像することを特徴とする現像方法。
【請求項２】
現像ローラと、感光体と、該現像ローラ上に設けられるスペーサと、該スペーサによって該現像ローラと該感光体との間に形成された間隙に電圧を印加する電圧印加手段と、からなり、平均粒径が２．５μｍ以上３．２μｍ以下であって、３．４６μｍ以上５．０４μｍ以下の個数が５％以上１０％以下存在し、５．４９μｍ以上の個数が１％以下存在する非磁性一成分トナーによって、該感光体上の静電潜像を現像することを特徴とする現像装置。
【請求項３】
該スペーサは該現像ローラ上に設けられるテープであることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
該電圧印加手段が印加する電圧の交流成分の周波数は４以上６ｋＨｚ以下であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真、静電複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像装置の技術分野に関し、特に、像担持体と現像ローラとの間に所定の現像ギャップを有する非接触ジャンピング現像方式により非磁性一成分トナーを用いて像担持体の静電潜像を現像する現像方法及び現像装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
非磁性一成分トナーを用いた非接触現像方式では、現像ローラと感光体の間にギャップを設け、交流バイアスを印加することで、トナーを現像ローラと感光体間を往復させながら現像する。特許文献１（特開２００６−９８８５５号公報）に記載されるような非磁性一成分トナーを用いた画像形成装置では、トナーの飛翔性を確保するために、現像ローラと感光体間に正確な微小ギャップを形成する方法が提案されている。
【０００３】
画像形成装置の高解像度化を目的として、小粒径の非磁性一成分トナーを用いて、上記のような非接触現像を行うことにより、階調性が要求される画像および高解像度が要求される画像等の原稿の種類に応じた最適な画像品質が得られる画像形成装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００６−９８８５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電子写真方式の画像形成装置の解像度を向上させるために、トナーを小粒径化することが提案されているが、トナーの小粒径化に伴い、現像ローラと感光体との間のギャップにおいて、トナーの飛翔性が悪化する、という問題が顕在化してきた。非接触ジャンピング現像方式の画像形成装置においては、トナーの飛翔性が十分でないと、べたの均一性が得られずに、濃度ムラが生じる。
【０００５】
トナーの飛翔性が悪化する原因としては、鏡像力（もしくは電気映像力）による電気的な付着力と、ファンデルワールス力や液架橋力といった機械的な付着力によって、トナーが現像ローラに強い力で固着してしまうことが考えられている。現像ローラと感光体との間に電界を印加しても、このような強い付着力が存在すると、付着力に抗してトナー粒子が飛翔することができなくなるのである。
【０００６】
機械的付着力は解明されていないことも多いが、電気的な付着力に関しては以下の理論で説明できる。
電界によるトナーを飛翔させる力：ＦE＝ｑＥ
鏡像力による現像ローラへの付着力（電気的付着力）：ＦI＝ｑ2／４πε0ｒ2
ただし、ｑはトナーの電荷量（単位クーロン：Ｃ）、Ｅは現像ローラと感光体との間の電界（単位  Ｖ／ｍ）、  ｒはトナー粒子の半径、ε0は真空状態での誘電率である。
【０００７】
上記の式によれば、鏡像力による付着力（電気的付着力）は、トナー粒子の粒径が小さくなるにつれて大きくなることがわかる。すなわち、トナー粒子の粒径が小さくなるほど、電気的付着力が増大し、トナーの飛翔性の問題が顕在化することがわかる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためのものであり、トナー粒子の粒径が小さくても、トナー粒子の十分な飛翔性を確保して、べたの濃度ムラを解決するとともに解像度の高い優れた画質を提供する現像方法及び現像装置である。
【０００９】
そのために、請求項１に係る発明は、現像ローラと、感光体と、該現像ローラ上に設けられるスペーサと、該スペーサによって該現像ローラと該感光体との間に形成された間隙に電圧を印加する電圧印加手段とによって、平均粒径が２．５μｍ以上３．２μｍ以下であって、３．４６μｍ以上５．０４μｍ以下の個数が５％以上１０％以下存在し、５．４９μｍ以上の個数が１％以下存在する非磁性一成分トナーで該感光体上の静電潜像を現像することを特徴とする現像方法である。
【００１０】
また、請求項２に係る発明は、現像ローラと、感光体と、該現像ローラ上に設けられるスペーサと、該スペーサによって該現像ローラと該感光体との間に形成された間隙に電圧を印加する電圧印加手段と、からなり、平均粒径が２．５μｍ以上３．２μｍ以下であって、３．４６μｍ以上５．０４μｍ以下の個数が５％以上１０％以下存在し、５．４９μｍ以上の個数が１％以下存在する非磁性一成分トナーによって、該感光体上の静電潜像を現像することを特徴とする現像装置である。
【００１１】
また、請求項３に係る発明は、請求項２に記載の現像装置であって、該スペーサは該現像ローラ上に設けられるテープであることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に係る発明は、請求項２又は請求項３に記載の現像装置であって、該電圧印加手段が印加する電圧の交流成分の周波数は４以上６ｋＨｚ以下であることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、解像度を向上させるためトナーを小粒径化するのに伴い発生するジャンピング現像におけるトナーの飛翔性の悪化を防止することができので、解像度の高い優れた画質を実現できると共に、べたの濃度ムラ発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施の形態に係る現像装置１００の断面を示す図である。本発明の現像装置１００は、非磁性一成分トナーを用いてトナーのジャンピング現象による現像を行う現像装置である。
【００１５】
現像装置１００は、内部にほぼ円筒状のトナー収容部１０１が形成されたハウジング１０３を備え、ハウジング１０３に対して供給ローラ１０５および現像ローラ１０７が設けられている。現像装置１００が画像形成ステーションにセットされた状態（図２参照）では、現像ローラ１０７は感光体２３に対して僅かな間隔（例えば１００〜３００μｍ）を開けて隣接しており、感光体２３の回転方向（図中の矢印参照）と反対方向へ回転駆動しながら、現像ローラ１０７の周面に供給されたトナーで感光体２３上に形成された潜像を現像する機能を有する。このような現像作用は、現像ローラ１０７に現像バイアス電源（電圧印加手段。不図示。）から直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスを印加させて、現像ローラと感光体との間に振動電圧を作用させ、感光体２３に形成された静電潜像部分に現像ローラ１０７からトナーが供給されることにより行われる。
【００１６】
供給ローラ１０５は、表面がウレタンスポンジで形成されており、供給ローラ１０５の周面が現像ローラ１０７に接触した状態で現像ローラ１０７と同方向（図１では反時計回り方向）に回転可能である。供給ローラ１０５にも現像ローラ１０７に印加される現像バイアス電圧と同等の電圧が印加されるようになっている。
【００１７】
現像ローラ１０７には、規制ブレード１０９が、板バネ部材１１１及びその下側に設けられる弾性部材１１２の作用により、常時現像ローラ１０７の周面の長手方向に亘って均一となるように圧接されており、現像ローラ１０７の周面に付着したトナーのうち余分な分を掻き落として、一定量のトナーが現像ローラ１０７の周面に担持されるようにしている。また規制ブレード１０９は、トナー１１３を適切に帯電させる機能をも有する。
【００１８】
掻き落とされたトナーは、自然落下してトナー収容部１０１内のトナー１１３に混入されるが、この点については後で詳述する。また現像ローラ１０７周面の上側には、ハウジング１０３に一端が固定されているシール部材１１５の他端側が圧接しており、これによりハウジング１０３内のトナー１１３が外部へ飛散することを防止している。
【００１９】
トナー収容部１０１内には、回転軸１１７を中心として図１において時計回り方向に回転するアジテータ１１９が設けられている。アジテータ１１９は、回転軸１１７を中心に互いに反対方向へ延びる２つのアーム部材１２１を備え、各アーム部材１２１はトナー収容部１０１の断面の円の直径よりも若干短い寸法に設定されている。各アーム部材１２１の先端からはアジテータ１１９の回転方向と反対方向へ撹拌フィン１２３が延びている。撹拌フィン１２３は、可撓性を有するシート部材から構成されており、その先端側は可撓性に起因する弾性力により円筒状のトナー収容部１０１の内周面に圧接している。このような構成によりアジテータ１１９が回転するとき、トナー収容部１０１の内周面と撹拌フィン１２３との間の領域１２５に存在するトナー１１３を撹拌フィン１２３で掻き上げるようにして、後述するトナーガイド部材上に搬送することができる。
【００２０】
トナー収容部１０１内に収容されるトナー１１３の上面１１４は、規制ブレード１０９が現像ローラ１０７の周面に当接している箇所１２７よりも低い位置となるように設定されている。これはトナー量が規制ブレード１０９を埋没させる程多いと、規制ブレード１０９によって掻き落とされたトナーが当該規制ブレードの近くに存在することになる結果、トナー収容部１０１内へ戻される循環経路が阻害され、また規制ブレード１０９が現像ローラ１０７から余分なトナーを掻き落として現像領域に搬送するトナー量を規制する機能およびトナーを適切に帯電させる機能が阻害されるからである。
【００２１】
トナー収容部１０１内に収容されるトナー１１３の上面１１４の位置は、より具体的には、規制ブレード１０９の下端より下方であって、板バネ部材１１１と弾性部材１１２との交点１２８の位置を上限として設定されている。トナー収容部１０１内のトナー１１３の上面１１４の位置が、前記交点１２８より上にまでくると板バネ部材１１１の動きを拘束する虞があり、これにより適正な規制圧が得られなくなる虞があり、その結果として、「一定量のトナーを現像ローラ１０７の周面に担持させる機能」や「トナーを適正に帯電させる機能」が阻害される虞がある。しかし、上記の如く、トナー１１３の上面１１４位置の上限を前記交点１２８の位置とすることにより、前記各機能が阻害される虞をなくすことができる。
【００２２】
規制ブレード１０９が現像ローラ１０７の周面に当接している箇所１２７と、トナー収容部１０１内に収容されるトナー１１３の上面１１４との間には、トナー１１３の安息角以上の傾斜角度でトナーの上面１１４側へ斜めに傾斜しているトナー案内面１２９がハウジング１０３の一部として形成されている。トナー案内面１２９は、規制ブレード１０９によって現像ローラ１０７の周面から掻き落とされたトナー１１３をトナー収容部１０１側へ案内する機能を有する。
【００２３】
規制ブレード１０９によって現像ローラ１０７の周面から掻き落とされたトナー１１３は、必ずしもトナー案内面１２９によってトナー収容部１０１に案内される必要はなく、掻き落とされたトナー１１３が直接、トナー収容部１０１に落下するような構成としてもよい。このように規制ブレード１０９が現像ローラ１０７の周面に当接している箇所１２７の下方には、規制ブレード１０９によって現像ローラ１０７の周面から掻き落とされたトナー１１３がトナー収容部１０１へ導かれるためのトナー案内空間部１３１が形成されている。
【００２４】
トナー収容部１０１の上方にはトナーガイド部材１３３が設けられている。トナーガイド部材１３３は、供給ローラ１０５から離れた側の端部１３４に設けられ、撹拌フィン１２３によって搬送されたトナー１１３を掻き取るための鋭角的に形成されたスクレーパ１３５と、該スクレーパ１３５よりも供給ローラ１０５側において上面側がトナー１１３の安息角以上の角度で傾斜し且つ平面的に形成された平坦搬送部１３７と、該平坦搬送部１３７の下流側に形成され、上面側が凹曲面を形成するように湾曲している湾曲部１４１と、該湾曲部１４１より下流側において供給ローラ１０５の周面に設定された適切な線圧で接触している当接部１４３とを備えて成る。前記平坦搬送部１３７、前記湾曲部１４１および前記当接部１４３を含むトナーガイド部材１３３の表面粗さは、トナー平均粒径未満に形成されている。
【００２５】
また、上記の当接部１４３の存在により、供給ローラ１０５の下面側に付着しているトナー１１３が重力により落下し、現像ローラへ供給できるトナーの量が減少することによる画像濃度低下を防止することができる。また湾曲部１４１と供給ローラ１０５の周面との間には、断面が楔形に狭まるようなトナーの一時貯留部１３９が形成されている。ここで断面が楔状とは、入口側が相対的に大きく、トナーの進行方向に向かって狭くなっていき、且つ楔の先端側においてトナーが自然滑落しない程度に十分狭くなっていることを意味する。
【００２６】
このような形状を有するトナーガイド部材１３３では、撹拌フィン１２３によって搬送されたトナー１１３をスクレーパ１３５で掻き取った後、トナー１１３は平坦搬送部１３７に沿って、その幅方向に亘って及びその傾斜方向の任意の地点において均一の速度で重力落下してゆき、一旦、トナーの一時貯留部１３９に貯留される。楔形に狭まるトナーの一時貯留部１３９では、トナー１１３が狭い領域に進行していくのに伴い、供給ローラ１０５の周面に対する圧接力が徐々に増加するため、供給ローラ１０５の周面にトナー１１３が押し付けられて、該周面にトナー１１３が担持され易くなる。尚、トナー１１３が当接部１４３を越えて押し出された場合には、トナー案内空間部１３１を落下して、直接にまたはトナー案内面１２９に案内されてトナー収容部１０１に戻される。
【００２７】
次に、本発明における現像装置を組み込んだカラー画像形成装置について説明する。
【００２８】
図２は、本発明の実施の形態に係る現像装置を用いたタンデムタイプを例とした画像形成装置の全体構成を示す断面図であり、画像形成装置１は、ハウジング３と、ハウジング３の上部に形成された排紙トレイ５と、ハウジング前面に開閉可能に設けられた扉体７とを備え、ハウジング３内には、露光ユニット９、画像形成ユニット１１、送風ファン１３、転写ベルトユニット１５及び給紙ユニット１７が設けられ、扉体７内には用紙搬送ユニット１９が設けられている。
【００２９】
画像形成ユニット１１は、異なる色のトナーを収納する４つの現像装置をセットすることができる４つの画像形成ステーション２１を備えている。４つの画像形成ステーション２１は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各現像装置用であり、図中、符号２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１Ｋで示している。各画像形成ステーション２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１Ｋには、感光体２３と、感光体２３の周囲に設けられた、コロナ帯電手段２５と、本発明の現像装置１００とが配設されている。
【００３０】
転写ベルトユニット１５は、図示しない駆動源に回転駆動される駆動ローラ２７と、駆動ローラ２７の斜め上方に設けられる従動ローラ２９と、テンションローラ３１と、これら各ローラ間に張架され、図３の反時計方向Ｘへ循環駆動される中間転写ベルト３３と、中間転写ベルト３３の表面に当接するクリーニング手段３４とを備えている。従動ローラ２９、テンションローラ３１および中間転写ベルト３３は、駆動ローラ２７に対して傾斜するように並んで配設されており、これにより中間転写ベルト３３が駆動されるとき、ベルト搬送方向Ｘが下向きになるベルト面３５が下側に位置し、搬送方向が上向きとなるベルト面３７が上側に位置するようになっている。
【００３１】
感光体２３は、アーチ状のラインに沿ってベルト面３５に圧接され、図３中、矢印で示す方向に回転駆動される。テンションローラ３１の位置を調節することにより、中間転写ベルト３３の張力、アーチの曲率等を制御することができる。
【００３２】
駆動ローラ２７は、２次転写ローラ３９のバックアップローラを兼ねている。
また駆動ローラ２７の周面には、例えば厚さ３ｍｍ程度、体積抵抗率１０5Ω・ｃｍ以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、２次転写ローラ３９を介して供給される２次転写バイアスの導電経路を構成している。また駆動ローラ２７の径は従動ローラ２９及びテンションローラ３１の径より小さく、これにより２次転写後の記録紙が記録紙自身の弾性力で剥離し易くすることができる。従動ローラ２９はクリーニング手段３４のバックアップローラとしても機能している。
【００３３】
クリーニング手段３４は、搬送方向下向きのベルト面３５側に設けられ、２次転写後に中間転写ベルト３３の表面に残留しているトナーを除去するクリーニングブレード４１と、回収したトナーを搬送するトナー搬送経路４２とを備えている。クリーニングブレード４１は、従動ローラ２９に中間転写ベルト３３が巻回している箇所に当接している。また中間転写ベルト３３の裏面には、各画像形成ステーション２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１Ｋの感光体２３に対向する位置に１次転写部材４３が当接し、１次転写部材４３には転写バイアスが印加されるようになっている。
【００３４】
露光ユニット９は、画像形成ユニット１１の斜め下方の空間に設けられており、その斜め上方には送風ファン１３が設けられている。露光ユニット９の下方には給紙ユニット１７が設けられている。露光ユニット９は、底部にポリゴンミラーモータ４５及びポリゴンミラー４７からなるスキャナ手段４９を垂直に配設している。また光路Ｂには、単一のｆ−θレンズ５１及び反射ミラー５３が設けられ、反射ミラー５３の上方には各色の走査光路が感光体２３にそれぞれ非平行となって折り返すように複数の折り返しミラー５５が設けられている。
【００３５】
露光ユニット９では、ポリゴンミラー４７から各色に対応した画像信号が、共通のデータクロック周波数に基づいて変調形成されたレーザビームで射出され、ｆ−θレンズ５１、反射ミラー５３、折り返しミラー５５を経て、各画像形成ステーション２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１Ｋの感光体２３に照射され、潜像が形成される。各画像形成ユニット１１に対する露光ユニット９のポリゴンミラー４７から感光体２３までの光路長がほぼ同一の長さになるように構成されており、そのため各光路で走査された光ビームの走査幅もほぼ同一になり、画像信号の形成にも特別な構成を必要としない。従ってレーザ光源は、それぞれ異なる画像信号によってそれぞれ異なる色の画像に対応して変調されるにも関わらず、共通のデータクロック周波数に基づいて変調形成可能であり、共通の反射面を用いるために副走査方向の相対差から生じる色ずれを防止し、構造が簡単で安価なカラー画像形成装置を構成することができる。
【００３６】
送風ファン１３は、冷却手段として機能し、矢印の方向へ空気を導き、露光ユニット９やその他の発熱部からの熱を放出する機能を果たす。これによりポリゴンミラーモータ４５の温度上昇を抑制し、画質劣化の防止とポリゴンミラーモータ４５の寿命の長期化を図ることができる。
【００３７】
給紙ユニット１７は、記録媒体Ｐが積層されている給紙カセット５７と、給紙カセット５７から記録媒体Ｐを１枚ずつ給送するピックアップローラ５９とを備えている。用紙搬送ユニット１９は、２次転写部への記録媒体Ｐの給紙タイミングを規定するゲートローラ対６１と、駆動ローラ２７及び中間転写ベルト３３に圧接される２次転写ローラ３９と、定着手段６３と、排紙ローラ対６５と、両面プリント用搬送路６７とを備えている。
【００３８】
定着手段６３は、少なくとも一方にハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵した回転自在な定着ローラ対６９と、定着ローラ対６９の少なくとも一方側のローラを他方側へ押圧付勢してシート材に２次転写された２次画像を記録媒体Ｐに押圧する押圧手段とを有し、記録媒体に２次転写された２次画像は、定着ローラ対６９の形成するニップ部において所定温度で記録媒体に定着される。
【００３９】
本発明で使用する現像装置１００は、トナーを循環して使用するタイプのものであり、各画像形成ステーション２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ及び２１Ｋにセットして使用する。これら現像装置の構成は基本的に同じである。
【００４０】
図３は、本発明の実施の形態に係る現像装置１００の現像ローラ１０７近傍を抜き出して示した図である。また、図４は、本発明の実施の形態に係る現像装置１００に用いる現像ローラ１０７と感光体２３を側面からみた図である。
【００４１】
現像ローラ１０７ には、応力収縮や熱収縮の極めて小さい例えば鉄等の金属ローラが用いられているとともに、この金属ローラ上に固定されるスペーサ１４４には弾性を有するものが用いられている。スペーサ１４４に用いられる弾性体としては、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリイミド、エポキシ、アセテート、シリコーン、アクリル、ゴム等のようなプラスチックテープやゴムテープを用いることができ、その場合絶縁体であることが好ましい。そして、このような弾性体からなるスペーサ１４４としては、シームレスの熱収縮チューブを用いることが好ましい。
【００４２】
現像ローラ１０７と感光体２３とは、このスペーサ１４４によって僅かな間隔ｇが設けられ、図示矢印で示すように互いに逆方向に回転駆動され、現像ローラ１０７と感光体２３とが対向する現像領域において、それぞれの周面が下方から上方へ同方向に移動し、現像ローラ１０７に現像バイアス電源から直流電圧に交流電圧が重畳された現像バイアスを印加させて現像ローラ１０７と感光体２３との間に振動電界を作用させ、感光体に形成された静電潜像部分に現像ローラ１０７からトナー１１３を供給して現像（ジャンピング現像）するように構成されている。間隔ｇは５０〜２００μｍ程度に設定される。なお、スペーサ１４４と接触する感光体２３表面には、有機薄膜又は無機薄膜などの保護層（不図示）を設けておくと、スペーサ１４４との接触によって引き起こされる感光体２３の機械的な摩耗を低減することができる。
【００４３】
非磁性一成分トナーを用いた現像装置においては、このようなジャンピング現像を発生させるために、トナー１１３を適正に帯電しなくてはならない。このために、板バネ部材１１１の作用により弾性的に規制ブレード１０９を現像ローラ１０７に圧接するようにして、現像ローラ１０７の周面に付着したトナー１１３を帯電するようにしている。
【００４４】
「発明が解決しようとする課題」の欄にも記したとおり、トナーを小粒径化すると、すなわち、トナー粒子の平均粒径をおよそ２．５μｍ以上３．２μｍ以下程度と小さくすると、現像装置においては、トナー粒子の飛翔性が悪くなり、画像形成時べたの濃度ムラが発生しやすい。
【００４５】
ここで、現像ローラ上の全てのトナーが飛翔しないのではなく、現像ローラ上のトナーには、帯電量の高いものから低いものまであり、このうち帯電量の高いトナーほど鏡像力によって強く現像ローラに付着することとなり飛びにくくなる。
【００４６】
現像ローラ上の全てのトナーが同じように飛びやすければ、画像形成時の濃度ムラは発生しないが、トナーに帯電分布が存在すると、ジャンピング現像時に飛びやすいトナーと飛びにくいトナーがあることとなり、濃度ムラになってしまう。
【００４７】
上記のような問題を解決するために、本発明においては、トナー粒子の粒径分布を調整する。すなわち、基本的には、解像度を向上させるために、トナーを小粒径化するが、粒径がある程度大きいトナーもこの中に混在するように設定する。さらに、現像装置における現像バイアス条件も最適に調整することで、高解像度とべたの濃度ムラ発生防止の両立が図れる。図５は、本発明の実施の形態に係る現像装置１００に用いる現像ローラ１０７上のトナーを模式的に示す図である。
【００４８】
粒径がある程度大きいトナーは、現像ローラ１０７に対しては鏡像力による付着力やファンデルワールス力による付着力がそれほど強くないために、ジャンピング現像時において飛翔性については問題とならない。このような粒径がある程度大きいトナーが、現像ローラ１０７と感光体２３の間をトナーに往復するときに、現像ローラ１０７上の粒径が小さく飛翔しにくいトナーにインパクトを与えることで、粒径が小さく飛翔しにくいトナーを強制的に飛翔させる効果を期待することができる。図６は、本発明の実施の形態に係る現像装置１００におけるトナーの運動を模式的に示す図である。
【００４９】
このとき、トナーの粒子が大きいと、飛んでいるときのトナーが有する運動量も大きくなり、粒径が小さく飛びにくいトナーに衝突する際の衝撃は大きい。その結果、粒径が小さく飛びにくいトナーを飛翔させることができる。ただし、粒径がある程度大きいトナーが多くなると、高解像度の効果が薄くなる。
【００５０】
さらに、トナーが、現像ローラ１０７と感光体２３との間を往復する回数を増やすことで、粒径が小さく飛びにくいトナーの飛翔性をさらに高かめることができる。現像ローラ１０７と感光体２３との間に印加する交流バイアスの周波数を４〜６ｋＨｚ程度として、トナーを往復させるとよい。現像ローラ１０７と感光体２３との間に印加する交流バイアスの周波数が低過ぎると、上記のようなプロセスによるトナーの飛翔性が得られにくくなり、逆に高過ぎると、現像ローラ１０７と感光体２３を往復する時間が得られない。
【００５１】
次に、小粒径化したトナー粒子をベースとして、この中に粒径がある程度大きいトナーも混在したようなトナーを製造するための方法について説明する。なお、本明細書においては、トナーの粒径、粒径分布、円形度の測定方法は、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００（シスメックス株式会社）にて測定している。測定モードはＨＰＦ単独測定である。また、トナーの粒径分布は粒子径頻度データテーブルを使って解析している。
（トナー母粒子の製造１：トナー１）
・重縮合ポリエステル樹脂｛三洋化成工業（株）製、ハイマーＥＳ−８０１、非架橋成分と架橋成分の質量比（４５／５５）｝・・・１１０質量部
・カルナバワックス・・・５５質量部
・シアン顔料（フタロシアニンα型）・・・５５質量部
を加圧ニーダーで溶融混練する。溶融混練物を冷却後、１〜２ｍｍ角のサイズに粗粉砕し、（株）日本精機製作所製のコロイドミルを用い、溶融混練粉砕物２１０質量部と、前述の重縮合ポリエステル樹脂８０質量部及びメチルエチルケトン２４５質量部を混合攪拌する。
【００５２】
次に、１規定のアンモニア水を加えて十分に攪拌した後、イオン交換水１６０質量部を加え、更に３０℃で１時間攪拌する。そして、１５０質量部のイオン交換水を滴下して転相乳化により微粒子分散物を調製する。次に、イオン交換水４００質量部を加えた後、メチルエチルケトンの沸点以上の温度に加熱し、脱溶剤を行い、最終的に固形分含有量を約３４％に調整する。
【００５３】
そして、得られた微粒子分散物２３５質量部をイオン交換水で希釈し、固形分含有量を約２０％に調整した後、２０％の食塩水６０質量部を加え、温度を６８℃に昇温し、６０分間攪拌し、その後、ノニオン型乳化剤ＮＬ−２５０（第一工業製薬（株）製）０．６質量部を添加し、７０℃、４５分攪拌し、造粒を完結させた。
【００５４】
得られたスラリーを遠心分離機で分離し、洗浄し、次いで、中央化工機（株）製の振動流動層装置を使用して、トナー母粒子中の水分量が質量比で０．５％以下となるまで乾燥し、シアントナー母粒子を得た。
（トナー母粒子の製造２：トナー２）
・重縮合ポリエステル樹脂｛三洋化成工業（株）製、ハイマーＥＳ−８０１、非架橋成分と架橋成分の質量比（４５／５５）｝・・・１１０質量部
・カルナバワックス・・・５５質量部
・シアン顔料（フタロシアニンα型）・・・５５質量部
を加圧ニーダーで溶融混練した。溶融混練物を冷却後、１〜２ｍｍ角のサイズに粗粉砕し、（株）日本精機製作所製のコロイドミルを用い、溶融混練粉砕物２１０質量部と、前述の重縮合ポリエステル樹脂８０質量部及びメチルエチルケトン２４５質量部を混合攪拌する。
【００５５】
次に、１規定のアンモニア水を加えて十分に攪拌した後、イオン交換水１６０質量部を加え、更に３０℃で１時間攪拌した。そして、１５０質量部のイオン交換水を滴下して転相乳化により微粒子分散物を調製した。次に、イオン交換水４００質量部を加えた後、メチルエチルケトンの沸点以上の温度に加熱し、脱溶剤を行い、最終的に固形分含有量を約３４％に調整する。
【００５６】
そして、得られた微粒子分散物２３５質量部をイオン交換水で希釈し、固形分含有量を約２０％に調整した後、２０％の食塩水６０質量部を加え、温度を６８℃に昇温し、６０分間攪拌し、その後、ノニオン型乳化剤ＮＬ−２５０（第一工業製薬（株）製）０．６質量部を添加し、７０℃、５０分攪拌し、造粒を完結させた。
【００５７】
得られたスラリーを遠心分離機で分離し、洗浄し、次いで、中央化工機（株）製の振動流動層装置を使用して、トナー母粒子中の水分量が質量比で０．５％以下となるまで乾燥し、シアントナー母粒子を得た。
（トナー母粒子の製造３：トナー３）
「（トナー母粒子の製造１）」において、着色剤をＰ．Ｙ．１５５に代えた以外は同様にしてイエロートナー母粒子を作製した。
・重縮合ポリエステル樹脂｛三洋化成工業（株）製、ハイマーＥＳ−８０１、非架橋成分と架橋成分の質量比（４５／５５）｝・・・１１０質量部
・カルナバワックス・・・５５質量部
・シアン顔料（フタロシアニンα型）・・・５５質量部
を加圧ニーダーで溶融混練した。溶融混練物を冷却後、１〜２ｍｍ角のサイズに粗粉砕し、（株）日本精機製作所製のコロイドミルを用い、溶融混練粉砕物２１０質量部と、前述の重縮合ポリエステル樹脂８０質量部及びメチルエチルケトン２４５質量部を混合攪拌する。
【００５８】
次に、１規定のアンモニア水を加えて十分に攪拌した後、イオン交換水１６０質量部を加え、更に３０℃で１時間攪拌する。そして、１５０質量部のイオン交換水を滴下して転相乳化により微粒子分散物を調製する。次に、イオン交換水４００質量部を加えた後、メチルエチルケトンの沸点以上の温度に加熱し、脱溶剤を行い、最終的に固形分含有量を約３４％に調整する。
【００５９】
そして、得られた微粒子分散物２３５質量部をイオン交換水で希釈し、固形分含有量を約２０％に調整した後、２０％の食塩水６０質量部を加え、温度を６８℃に昇温し、６０分間攪拌し、その後、ノニオン型乳化剤ＮＬ−２５０（第一工業製薬（株）製）０．６質量部を添加し、７０℃、６０分攪拌し、造粒を完結させた。
【００６０】
得られたスラリーを遠心分離機で分離し、洗浄し、次いで、中央化工機（株）製の振動流動層装置を使用して、トナー母粒子中の水分量が質量比で０．５％以下となるまで乾燥し、シアントナー母粒子を得た。
【００６１】
上記のようにして製造した３つのトナー及び市販トナー（特に小粒径化や粒度分布等の調整がされていない一般的なもの）の平均粒径、「３．４６μｍ以上５．０４μｍ以下の個数頻度」、「５．４９μｍ以上の個数頻度」を測定した結果を表１に示す。
【００６２】
また、表２にはトナー１のトナー粒子径範囲と個数の分布関係を、表３にはトナー２のトナー粒子径範囲と個数の分布関係を、表４にはトナー３のトナー粒子径範囲と個数の分布関係を、表５には市販トナーのトナー粒子径範囲と個数の分布関係を、それぞれ示す。
【００６３】
【表１】
2008145687.tif 000003
【００６４】
【表２】
2008145687.tif 000004
【００６５】
【表３】
2008145687.tif 000005
【００６６】
【表４】
2008145687.tif 000006
【００６７】
【表５】
2008145687.tif 000007
現像装置１０７を搭載した画像形成装置１を用いて、以上のトナー１乃至トナー３及び市販トナーによって印刷した印刷結果を表２に示す。ここで、現像ローラ１０７と感光体２３との間に印加する交流バイアスのバイアス条件としては、Ｖｄｃ＝−２００［Ｖ］、Ｖｐｐ＝８００［Ｖ］、周波数６ｋＨｚの矩形波とした。
【００６８】
【表６】
2008145687.tif 000008
表６からもわかるように、べた濃度ムラはトナー１で発生し、トナー２、トナー３及び市販トナーでは発生しなかった。また、トナー１乃至トナー３では良好な印字品質を得られたが、市販トナーでは良好な印字品質が得られなかった。
【００６９】
これは、トナー１では、小粒径化したトナー粒子（粒径が３．４６μｍ以下５．０４μｍ以下のトナー粒子）とある程度粒径が大きいトナー粒子（粒径が５．４９μｍ以上のトナー粒子）のバランスがあまりよくなく、ある程度粒径が大きいトナー粒子による、小粒径化したトナー粒子の叩き出し効果が発揮できなかったものと考えられる。
【００７０】
このような結果に鑑み、本発明においては、平均粒径が２．５μｍ以上３．２μｍ以下であって、３．４６μｍ以上５．０４μｍ以下の個数が５％以上１０％以下存在し、５．４９μｍ以上の個数が１％以下存在する非磁性一成分トナーを用いてジャンピング現像を行うように設定する。
【００７１】
以上、本発明によれば解像度を向上させるためトナーを小粒径化するのに伴い発生するジャンピング現像におけるトナーの飛翔性の悪化を防止することができので、解像度の高い優れた画質を実現できると共に、べたの濃度ムラ発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施の形態に係る現像装置１００の断面を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る現像装置を用いたタンデムタイプを例とした画像形成装置の全体構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る現像装置１００の現像ローラ１０７近傍を抜き出して示した図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る現像装置１００に用いる現像ローラ１０７と感光体２３を側面からみた図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る現像装置１００に用いる現像ローラ１０７上のトナーを模式的に示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る現像装置１００におけるトナーの運動を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
１・・・画像形成装置、３・・・ハウジング、５・・・排紙トレイ、７・・・扉体、９・・・露光ユニット、１１・・・画像形成ユニット、１３・・・送風ファン、１５・・・転写ベルトユニット、１７・・・給紙ユニット、１９・・・用紙搬送ユニット、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ・・・画像形成ステーション、２３・・・感光体、２５・・・コロナ帯電手段、２７・・・駆動ローラ、２９・・・従動ローラ、３１・・・テンションローラ、３３・・・中間転写ベルト、３４・・・クリーニング手段、３９・・・２次転写ローラ、４１・・・クリーニングブレード、４５・・・ポリゴンミラーモータ、４７・・・ポリゴンミラー、４９・・・スキャナ手段、５１・・・ｆ−θレンズ、５３・・・反射ミラー、５５・・・折り返しミラー、５７・・・給紙カセット、６１・・・ゲートローラ対、６３・・・定着手段、６５・・・排紙ローラ対、６７・・・両面プリント用搬送路、６９・・・定着ローラ対、１００・・・現像装置、１０１・・・トナー収容部、１０３・・・ハウジング、１０５・・・供給ローラ、１０７・・・現像ローラ、１０９・・・規制ブレード、１１１・・・板バネ部材、１１２・・・弾性部材、１１３・・・トナー、１１７・・・回転軸、１１９・・・アジテータ、１２１・・・アーム部材、１２３・・・撹拌フィン、１２９・・・トナー案内面、１３１・・・トナー案内空間部、１３３・・・トナーガイド部材、１３５・・・スクレーパ、１３７・・・平坦搬送部、１３９・・・一時貯留部、１４１・・・湾曲部、１４３・・・当接部、１４４・・・スペーサ
【図１】
2008145687.tif 000009
【図２】
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【図３】
2008145687.tif 000011
【図４】
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【図５】
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【図６】
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