画像形成ユニット及び画像形成装置
【課題】かぶり及び汚れの無い良好な画像を得ることができる。
【解決手段】静電潜像を形成するための像担持体と、像担持体と対向させて配設され、像担持体上に形成された潜像に現像剤を付着させて現像剤像を形成する現像剤担持体とを有する。現像剤のキャリヤに対する１分間の攪拌による帯電量の絶対値が、３３〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、５１（μＣ／ｇ〕以下にされる。この場合、現像剤のキャリヤに対する１分間の攪拌による帯電量の絶対値が、３３〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、５１（μＣ／ｇ〕以下にされるので、かぶり及び汚れの無い良好な画像を得ることができる。
【解決手段】静電潜像を形成するための像担持体と、像担持体と対向させて配設され、像担持体上に形成された潜像に現像剤を付着させて現像剤像を形成する現像剤担持体とを有する。現像剤のキャリヤに対する１分間の攪拌による帯電量の絶対値が、３３〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、５１（μＣ／ｇ〕以下にされる。この場合、現像剤のキャリヤに対する１分間の攪拌による帯電量の絶対値が、３３〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、５１（μＣ／ｇ〕以下にされるので、かぶり及び汚れの無い良好な画像を得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、複合機等の画像形成装置、例えば、電子写真式のプリンタには、画像形成ユニットが配設され、該画像形成ユニットに感光体ドラム、帯電ローラ、現像器等が配設される。そして、帯電ローラによって一様に、かつ、均一に帯電させられた感光体ドラムの表面をＬＥＤヘッドによって露光して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像器によって現像してトナー像を形成し、該トナー像を転写ローラによって用紙に転写し、定着器によって定着させることにより、画像を形成し、印刷を行うようになっている。
【０００３】
ところで、前記画像形成ユニットにおいて、帯電特性として、例えば、１分間攪拌した後の帯電量をＡとし、３０分間攪拌した後の帯電量をＢとしたとき、帯電量Ｂの絶対値が４〜１０〔μＣ／ｇ〕であり、
０．２≦｜Ｂ／Ａ｜≦０．６
となるトナーが使用される（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３０７８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の画像形成ユニットにおいては、帯電の立上りが悪く、例えば、プリンタが起動された直後の画像にかぶりが発生してしまう。なお、この場合、かぶりとは、０〔％〕の濃度で印刷した場合に用紙の全面にうっすらとトナーがのってしまう現象をいう。
【０００５】
本発明は、前記従来の画像形成ユニットの問題点を解決して、かぶり及び汚れの無い良好な画像を得ることができる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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのために、本発明の画像形成ユニットにおいては、静電潜像を形成するための像担持体と、該像担持体と対向させて配設され、像担持体上に形成された潜像に現像剤を付着させて現像剤像を形成する現像剤担持体とを有する。
【０００７】
そして、前記現像剤のキャリヤに対する１分間の攪拌による帯電量の絶対値が、３３〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、５１（μＣ／ｇ〕以下にされる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、画像形成ユニットにおいては、静電潜像を形成するための像担持体と、該像担持体と対向させて配設され、像担持体上に形成された潜像に現像剤を付着させて現像剤像を形成する現像剤担持体とを有する。
【０００９】
そして、前記現像剤のキャリヤに対する１分間の攪拌による帯電量の絶対値が、３３〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、５１（μＣ／ｇ〕以下にされる。
【００１０】
この場合、現像剤のキャリヤに対する１分間の攪拌による帯電量の絶対値が、３３〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、５１（μＣ／ｇ〕以下にされるので、かぶり及び汚れの無い良好な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像形成装置としてのプリンタについて説明する。
【００１２】
図１は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概略図である。
【００１３】
図に示されるように、プリンタは、像担持体としての感光体ドラム１１、帯電工程において、前記感光体ドラム１１の表面を一様に、かつ、均一に帯電させる帯電装置としての帯電ローラ１２、露光工程において、前記感光体ドラム１１の表面を露光して潜像としての静電潜像を形成する露光装置としてのＬＥＤヘッド１３、現像工程において、前記静電潜像に現像剤としてのトナーｔを付着させて可視像化し、現像剤像としてのトナー像を形成する現像器１４、転写工程において、前記トナー像を媒体としての用紙１５に転写する転写装置としての、かつ、転写部材としての転写ローラ１６、クリーニング工程において、転写後に感光体ドラム１１の表面に残留したトナーｔを除去するクリーニング装置としてのクリーニングブレード２０、定着工程において、転写されたトナー像を用紙１５に定着させる定着装置としての定着器２１等を備える。
【００１４】
前記現像器１４は、感光体ドラム１１の回転方向（矢印方向）におけるＬＥＤヘッド１３より下流側において、感光体ドラム１１と対向させて配設され、静電潜像にトナーｔを付着させる現像剤担持体としての現像ローラ２２、該現像ローラ２２にトナーｔを供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ２３、前記現像ローラ２２に当接させて配設され、現像ローラ２２上にトナーｔの薄層を形成する現像剤層形成部材としての現像ブレード２４、現像剤収容部としてのトナーカートリッジ２５等を備える。前記感光体ドラム１１、帯電ローラ１２、現像器１４、クリーニングブレード２０等は一体化され、画像形成ユニット（現像装置ユニット）が構成される。
【００１５】
なお、前記感光体ドラム１１は、帯電ローラ１２、現像ローラ２２、転写ローラ１６及びクリーニングブレード２０と、現像ローラ２２は、トナー供給ローラ２３及び現像ブレード２４と接触させられる。
【００１６】
また、４１は、用紙１５を搬送し、その間にトナー像を用紙１５に転写するための転写装置としての転写ユニットであり、該転写ユニット４１は、第１のローラとしての駆動ローラ４２、第２のローラとしての従動ローラ４３、前記駆動ローラ４２と従動ローラ４３との間に張設され、前記駆動ローラ４２を回転させることによって矢印方向に走行させられ、用紙１５を搬送するシームレスの搬送ベルト（転写ベルト）４４、及び該搬送ベルト４４を挟んで感光体ドラム１１と対向させて配設された転写ローラ１６を備える。そして、転写後に感光体ドラム１１の表面に残留したトナーｔは、クリーニングブレード２０によって掻き取られ、除去され、図示されないトナー回収部に回収される。
【００１７】
前記定着器２１は、用紙１５の第１の面と対向させて配設された第１の回転体としての円筒状のヒートローラ４５、定着ベルト５５、及び用紙１５の第２の面と対向させて、かつ、前記定着ベルト５５を介してヒートローラ４５に圧接させて配設された第２の回転体としてのバックアップローラ５３を有する。なお、５１はバックアップユニットであり、バックアップローラ５３、ハロゲンランプ４６及び定着ベルト５５によって構成される。
【００１８】
そして、前記ヒートローラ４５内に第１の加熱体としてのハロゲンランプ４６が、バックアップローラ５３内に第２の加熱体としてのハロゲンランプ５２が配設される。また、前記ヒートローラ４５はアルミニウム製の素管の表面に弾性層４７が被覆される。
【００１９】
なお、感光体ドラム１１及びバックアップローラ５３を除く他のローラには、それぞれ回転を伝えるためのギヤが圧入又はその他の方法で取り付けられ、感光体ドラム１１に固定されたギヤをドラムギヤとし、帯電ローラ１２に固定されたギヤをチャージギヤとし、転写ローラ１６に固定されたギヤを転写ギヤとし、現像ローラ２２に固定されたギヤを現像ギヤとし、トナー供給ローラ２３に固定されたギヤをスポンジギヤとし、現像ギヤとスポンジギヤとの間に配設されたギヤをアイドルギヤとし、ヒートローラ４５に固定されたギヤをヒートローラギヤとする。
【００２０】
また、帯電ローラ１２、転写ローラ１６、現像ローラ２２及びトナー供給ローラ２３には、プリンタの本体、すなわち、装置本体に配設された図示されない電源によってバイアス電圧が印加される。そのために、図示されない制御部が配設され、各バイアス電圧が制御される。
【００２１】
本実施の形態において、感光体ドラム１１は、アルミニウム製の素管の表面に、有機化合物による感光層を被覆することによって形成される。また、前記感光体ドラム１１の外径は２９．９５〔ｍｍ〕であり、画像を形成するときの線速度（周速度）は１７７．９〔ｍｍ／ｓｅｃ〕にされる。
【００２２】
そして、現像ローラ２２は、金属（例えば、ニッケルめっきを施した銅）製の回転シャフト（芯金）の外周に、ウレタンゴムから成る弾性層を被覆し、弾性層の表面にイソシアネートから成る表面層を被覆することによって形成される。前記現像ローラ２２の外径は１９．６〔ｍｍ〕であり、画像を形成するときの線速度は２１３．３６〔ｍｍ／ｓｅｃ〕にされる。なお、ウレタンゴムにはカーボンブラックが分散され、弾性層は導電性を有する。
【００２３】
また、トナー供給ローラ２３の外径は中央部が１５．５〔ｍｍ〕であり、端部が１４．８〔ｍｍ〕であり、画像を形成するときの線速度は１４４．８７〔ｍｍ／ｓｅｃ〕にされる。トナー供給ローラ２３は、金属（例えば、ニッケルめっきを施した銅）製の回転シャフト（芯金）の外周に、セル目の径が３００〔μｍ〕以上、かつ、５００〔μｍ〕以下のシリコーン発泡ゴムから成る弾性層を被覆することによって形成される。
【００２４】
そして、本実施の形態において、現像ブレード２４は、厚さ０．０８〔ｍｍ〕のステンレス（ＳＵＳ３０４Ｂ−ＴＡ）板を折り曲げたものを２枚重ねることによって形成され、現像ローラ２２の回転方向において折り曲げた短辺が上流側に、長辺が下流側になり、かつ、撓むように現像ローラ２２に圧接させられる。
【００２５】
次に、本実施の形態におけるプリンタの動作について説明する。
【００２６】
前記構成のプリンタにおいては、前記制御部から印字指示を受けると、装置本体のモータが駆動を開始し、プリンタに配設された複数のギヤを介してドラムギヤを回転させ、感光体ドラム１１を回転させる。前記ドラムギヤから現像ギヤに回転が伝わることによって現像ローラ２２が回転し、現像ギヤからアイドルギヤを介してスポンジギヤに回転が伝わることによってトナー供給ローラ２３が回転し、ドラムギヤからチャージギヤに回転が伝わることによって帯電ローラ１２が回転する。
【００２７】
一方、前記モータの回転は、装置本体に配設された別系統の複数個のギヤを介して転写ギヤ及びドライブギヤに伝達され、転写ローラ１６を回転させ、搬送ベルト４４を走行させる。また、更に別系統の複数個のギヤを介してヒートローラギヤを回転させてヒートローラ４５を回転させ、該ヒートローラ４５の回転に伴ってバックアップローラ５３及び定着ベルト５５が連れ回りで回転させられる。前記感光体ドラム１１、帯電ローラ１２、転写ローラ１６、現像ローラ２２、トナー供給ローラ２３、駆動ローラ４２、従動ローラ４３、ヒートローラ４５及びバックアップローラ５３の回転方向、並びに搬送ベルト４４の走行方向は矢印で表される。
【００２８】
なお、モータが回転を開始するのとほぼ同時に、帯電ローラ１２、現像ローラ２２、定着器２１及び転写ローラ１６にバイアス電圧が印加され、ハロゲンランプ５２が通電させられる。
【００２９】
そして、前記帯電ローラ１２に印加されたバイアス電圧によって感光体ドラム１１の表面は一様に、かつ、均一に帯電させられ、感光体ドラム１１の帯電させられた部分がＬＥＤヘッド１３の下方に移動すると、該ＬＥＤヘッド１３は、前記制御部に送られた画像データに従って発光させられ、感光体ドラム１１の表面を照射し、静電潜像を形成する。前記感光体ドラム１１上における静電潜像が形成された部分が現像ローラ２２に到達すると、現像ブレード２４によって薄層化された現像ローラ２２上のトナーｔが、感光体ドラム１１上の静電潜像と現像ローラ２２上との電位差によって感光体ドラム１１上に移動し、トナー像が形成される。
【００３０】
そして、前記用紙１５に転写されたトナー像は、ハロゲンランプ４６によって加熱されたヒートローラ４５からの熱、及びヒートローラ４５とバックアップローラ５３との間の圧力によって用紙１５に定着させられる。一方、転写後に感光体ドラム１１の表面に残留したトナーｔはクリーニングブレード２０によって掻き取られて除去される。さらに、印刷が終了した後、除去されたトナーｔは前記制御部によって決められたシーケンスに従って回収される。
【００３１】
次に、感光体ドラム１１、現像ローラ２２及びトナー供給ローラ２３の関係について説明する。
【００３２】
図２は本発明の第１の実施の形態における感光体ドラム、現像ローラ及びトナー供給ローラの関係図である。
【００３３】
図に示されるように、感光体ドラム１１の軸１１ａと現像ローラ２２の軸２２ａとの軸間距離Ｌ１は、２４．７１〔ｍｍ〕であり、現像ローラ２２の軸２２ａとトナー供給ローラ２３の軸２３ａとの軸間距離Ｌ２は、１６．２５〔ｍｍ〕であり、感光体ドラム１１と現像ローラ２２との間でニップ部１０１を、現像ローラ２２とトナー供給ローラ２３との間でニップ部１０２を形成する。
【００３４】
現像ブレード２４の折曲部２４ａの曲げ半径Ｒは、
Ｒ＝０．２７５〔ｍｍ〕
にされる。
【００３５】
ここで、
（感光体ドラム１１の外径＋現像ローラ２２の外径）／２＝２４．７７５〔ｍｍ〕
であり、感光体ドラム１１と現像ローラ２２との軸間距離Ｌ１は２４．７１〔ｍｍ〕である。したがって、
（感光体ドラム１１の外径＋現像ローラ２２の外径）／２＞軸間距離Ｌ１
になるので、感光ドラム１１と現像ローラ２２との間にニップ部１０１が形成される。
【００３６】
また、
（現像ローラ２２の外径＋トナー供給ローラ２３の中央部の外径）／２＝１７．５５０〔ｍｍ〕
であり、
（現像ローラ２２の外径＋トナー供給ローラ２３の端部の外径）／２＝１７．２００〔ｍｍ〕
であり、現像ローラ２２とトナー供給ローラ２３との軸間距離Ｌ２は１６．２５〔ｍｍ〕である。したがって、
（現像ローラ２２の外径＋トナー供給ローラ２３の中央部の外径）／２＞軸間距離Ｌ２
（現像ローラ２２の外径＋トナー供給ローラ２３の端部の外径）／２＞軸間距離Ｌ２
となるので、現像ローラ２２とトナー供給ローラ２３との間にニップ部１０２が形成される。
【００３７】
本実施の形態においては、キャリヤを使用することなく、帯電させることができるように、トナーｔ（図１）として、磁性体を含有しない非磁性の、かつ、一成分のトナー（非磁性現像剤であり、かつ、一成分現像剤）を使用した。また、トナーｔとして、負の極性に帯電する負帯電性のトナーを使用した。そして、前記画像形成ユニットとしては、感光ドラム１１と現像ローラ２２とを接触させて現像を行う接触現像方式の画像形成ユニットを使用した。
【００３８】
また、前記トナーｔとして、帯電量の１分値が−５３〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、−２５〔μＣ／ｇ〕以下であり、絶対値で表したときに、２５〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、５３〔μＣ／ｇ〕以下であるトナーを使用した。なお、１分値は、トナーｔのキャリヤに対する１分間の攪拌によって得られる帯電量を表す。
【００３９】
また、帯電量は、「ｑ／ｍ−ｍｅｔｅｒ」（ＥＰＰＩＮＧ社製）を使用して測定した。まず、セルを蓋と共に精密天秤に乗せ、目盛りを０．００００〔ｇ〕に合わせる。次に、トナーｔを、計量スプーンにすり切りいっぱいに取り、キャリヤ（パウダーテック社製、ノンフェライトキャリヤ：Ｆ１５０）と共にセルに入れる。続いて、セルに蓋をして、トナーｔ及びキャリヤを１分間振とうし、トナーｔとキャリヤとを混合することによって、トナーｔを摩擦帯電させ、セルを精密天秤に乗せ、重量を読む（このとき、サンプルの分量は２．２〜２．５〔ｇ〕は取るようにする）。精密天秤の目盛りを０．００００〔ｇ〕に合わせて、（蓋をした）セルを取り出し、「ｑ／ｍ−ｍｅｔｅｒ」の本体に取り付け、本体の扉を閉め、スタートボタンを押す。このとき、測定時間を９０秒とし、吸引量を１０００〔ｃｍ3 ／ｍｉｎ〕程度とする。
【００４０】
測定が終了した後、ＶＡＣデジタル表示値（ＶＡＣ値）を読む。続いて、（蓋をした）セルを取り出し、精密天秤に乗せ、トナー吸引量を測定する。
【００４１】
次に、セルの蓋を開け、残ったトナーｔを捨てる。セルと蓋とのメッシュ部、計量スプーン、及びすり切り板を軽くエアーブローする。また、ドアを開いた状態で左上部の「ＣＬＥＡＮ」ボタンを押し、吸引ホースによる吸引を行う。基本的に連続して２回測定し、差が±１．０以内ならば、平均して測定値とし、
帯電量〔μＣ／ｇ〕＝ (ＶＡＣ値×１０）／ (トナー吸引量〔ｇ〕）
から、トナーｔの帯電量の１分値を求める。
【００４２】
次に、前記トナーｔの作製方法について説明する。
【００４３】
まず、水溶液中にスチレン、アクリル酸、メチルメタクリル酸等のモノマー成分のミセルを形成し、重合させることによって、スチレン−アクリル共重合体の樹脂を一次粒子として得る。次に、一次粒子と、着色剤（ブラックにはカーボンブラックを、イエローにはピグメントイエロー７４を、マゼンタにはピグメントレッド２３８を、シアンにはピグメントブルー１５：３を使用するが、本実施の形態においては、ピグメントレッド２３８を使用した。）及び離型剤（ワックスとして、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）とを分散質として水溶液中に分散させ、塩析によって会合させることで分散液中に会合体を得た。そして、分散液をろ過し、会合体を乾燥させてトナー粒子（ベーストナー）を得た。
【００４４】
本実施の形態において、トナー粒子の体積平均粒径は７．０〔μｍ〕、円形度は０．９５であった。
【００４５】
前記体積平均粒径は、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）を使用し、アバーチャー径１００〔μｍ〕において３０００カウントの測定を行うことによって算出される。また、円形度については、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００（シスメックス株式会社製）によって、各トナー粒子の円形度
円形度＝（粒子像と同じ投影面積を持つ円の周囲長）／（粒子の投影像の周囲長）
を算出し、算出されたすべてのトナー粒子の各円形度の総和を、トナー粒子の粒子数（本実施の形態においては、３０００）で除算した値とした。なお、円形度は、トナー粒子の凹凸の度合いを表す指標であり、トナー粒子が完全な球形の形状を有する場合、１．００となり、トナー粒子の形状が複雑になるほど小さい値になる。
【００４６】
前記トナー粒子（ベーストナー）１００重量部に、ヘキサメチルジシラザンによって表面処理された一次粒子の平均粒径が２０〔μｍ〕の疎水性シリカを混合し、混合物の量を０．４１重量部とすることによって、帯電量の１分値が−２５〔μＣ／ｇ〕のトナーＡを得た。
【００４７】
同様に、混合物の量を０．５４重量部とすることによって帯電量の１分値が−３３〔μＣ／ｇ〕のトナーＢを、混合物の量を０．６０重量部とすることによって帯電量の１分値が−４１〔μＣ／ｇ〕のトナーＣを、混合物の量を０．７２重量部とすることによって帯電量の１分値が−５１〔μＣ／ｇ〕のトナーＤを、混合物の量を０．７５重量部とすることによって帯電量の１分値が−５３〔μＣ／ｇ〕のトナーＥを得た。
【００４８】
なお、前記トナー粒子（ベーストナー）と混合する外添剤としては、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、窒化ケイ素等を使用することができる。シリカは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を有する微粉末であり、乾式法又は湿式法のいずれかで製造されたものでも良い。また、シリカのほかに、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、ケイ酸亜鉛等を使用することもできる。さらに、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等によって表面処理されたシリカの微粉末等を使用することもできる。
【００４９】
前記外添剤の一次粒子は、走査型電子顕微鏡によって、加速電圧を１０〔ｋＶ〕、倍率を２万〜５万倍で写真を撮影する。該写真上の外添剤の一次粒子を無作為に５０個選択し、その平均粒径を一次粒径とした。
【００５０】
以上のように作製されたトナーＡ〜Ｅの初期印刷時のかぶり及び汚れを評価した。
【００５１】
まず、トナーカートリッジ２５内に、トナー３８０〔ｇ〕を入れたプリンタを二台用意し、一方のプリンタは温度２８〔℃〕、湿度８０〔％〕の高温多湿の環境（ＨＨ）の恒温室に、他方のプリンタは温度１０〔℃〕、湿度２０〔％〕の低温低湿の環境（ＬＬ）の恒温室にそれぞれ所定の時間（１２時間以上、本実施の形態においては１４時間とした。）放置し、その後、各プリンタで１枚の白紙（０．０〔Ｋ〕）に対して印刷した。
【００５２】
なお、この場合、Ａ４判の用紙サイズの光沢紙（例えば、坪量１２８〔ｇ／ｍ2 〕、光沢度５８．７（ＭＵＲＡＫＡＭＩ ＣＯＬＯＲ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ ＧＬＯＳＳ ＭＥＴＥＲ、Ｔｙｐｅ．ＧＭ−２６Ｄ、視野角７５〔°〕による測定における光沢度）の用紙１５を使用して、０〔％〕の印刷濃度の印刷（トナー像の形成を伴わない）を行った。ここで、印刷濃度は、Ａ４判の用紙サイズの用紙１５の全面にベタ画像を印刷したときの濃度を１００〔％〕とした場合の濃度をいう。
【００５３】
そして、０〔％〕の印刷濃度の印刷を行う前の光沢紙の色相（Ｌ＊ａ＊ｂ＊）と０〔％〕の印刷濃度の印刷を行った後の光沢紙の色相との色差ΔＥを、色彩色差計ＣＭ−２６００ｄ（ミノルタ社製、Ｃ光源、２度視野）を使用して測定し、かぶり及び汚れの評価を行った。評価結果を表１で表す。なお、表１における帯電量の値は絶対値である。
【００５４】
【表１】
【００５５】
この場合、色差ΔＥが大きいほど、かぶり及び汚れが大きく、画像品位が低いことを意味する。本実施の形態においては、色差ΔＥが１．７０以下を○で表し、１．７０より大きい場合を×で表した。
【００５６】
なお、高温多湿の環境下ではかぶりを、低温低湿の環境下では汚れを評価した。これは、高温多湿の環境下ではかぶりが、低温低湿の環境下では汚れが発生しやすいからである。汚れは、現像ローラ２２上のトナーｔの（表面）電位が高くなりすぎることによって現像工程のバランスが崩れ、感光体ドラム１１上の静電潜像に関係なくトナーｔが感光体ドラム１１上に現像されてしまうことによって発生する。
【００５７】
トナーＡを使用する比較例１−１においては、かぶりが発生した。トナーＢ〜Ｄを使用する実施例１−１〜１−３においては、かぶり及び汚れのいずれも発生しなかった。また、トナーＥを使用する比較例１−２においては、かぶりは発生しなかったが、汚れが発生した。
【００５８】
このように、本実施の形態においては、トナーｔの帯電量の１分値を−５１〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、−３３〔μＣ／ｇ〕以下とした場合、初期印刷時において、かぶり及び汚れの無い良好な画像を得ることができる。
【００５９】
なお、本実施の形態における現像ローラ２２及び現像ブレード２４の材質及び構造、並びにトナーｔの原材料等は、トナーｔの帯電量の１分値が前記範囲内であれば変更することができる。また、本実施の形態においては、トナーｔとして負帯電性のトナーを使用したが、正の極性に帯電する正帯電性のトナーを使用することもできる。
【００６０】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【００６１】
前記第１の実施の形態においては、現像剤としてのトナーｔの帯電量の１分値を−５１〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、−３３〔μＣ／ｇ〕以下とすることによって、初期印刷時においてかぶり及び汚れの無い良好な画像を得ることができたが、トナーｔの帯電量の立上りを良くした場合、連続印刷を行うと現像剤担持体としての現像ローラ２２（図１）上のトナーｔの帯電量が徐々に高くなり、汚れが発生してしまう。
【００６２】
そこで、本実施の形態においては、トナーｔの経時的な帯電特性を表すものとして、トナーｔの帯電量の５分値に着目し、該５分値の範囲が−４５〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、−２３〔μＣ／ｇ〕以下であり、これを絶対値で表したときに、２３〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、４５〔μＣ／ｇ〕以下であるトナーｔを使用した。なお、５分値は、トナーｔのキャリヤに対する５分間の攪拌によって得られる帯電量を表す。
【００６３】
本実施の形態として以下に述べる方法でトナーｔを作製した。
【００６４】
前記第１の実施の形態と同様の方法でトナー粒子（ベーストナー）を作製し、トナー粒子１００重量部に疎水性シリカの微粉末を混合する際に、ヘキサメチルジシラザンによって表面処理された疎水性シリカの微粉末（以下「シリカα」という。）を０．３８重量部、粒径１００〔ｎｍ〕以上、かつ、２００〔ｎｍ〕以下のコロイダルシリカ（以下「シリカβ」という。）を０．１８重量部とすることによって、帯電量の１分値が−３３〔μＣ／ｇ〕、５分値が−２０〔μＣ／ｇ〕のトナーＦを得た。
【００６５】
同様に、シリカαを０．３９重量部、シリカβを０．１９重量部とすることによって、帯電量の１分値が−３３〔μＣ／ｇ〕、５分値が−２３〔μＣ／ｇ〕のトナーＧを、シリカαを０．４１重量部、シリカβを０．１６重量部とすることによって、帯電量の１分値が−３３〔μＣ／ｇ〕、５分値が−４５〔μＣ／ｇ〕のトナーＨを、シリカαを０．３９重量部、シリカβを０．２４重量部とすることによって、帯電量の１分値が−４１〔μＣ／ｇ〕、５分値が−２３〔μＣ／ｇ〕のトナーＩを、シリカαを０．４２重量部、シリカβを０．２２重量部とすることによって、帯電量の１分値が−４１〔μＣ／ｇ〕、５分値が−４５〔μＣ／ｇ〕のトナーＪを、シリカαを０．５３重量部、シリカβを０．２９重量部とすることによって、帯電量の１分値が−５１〔μＣ／ｇ〕、５分値が−２３〔μＣ／ｇ〕のトナーＫを、シリカαを０．５４重量部、シリカβを０．２７重量部とすることによって、帯電量の１分値が−５１〔μＣ／ｇ〕、５分値が−４５〔μＣ／ｇ〕のトナーＬを、シリカαを０．５６重量部、シリカβを０．２５重量部とすることによって、帯電量の１分値が−５１〔μＣ／ｇ〕、５分値が−５０〔μＣ／ｇ〕のトナーＭを得た。
【００６６】
なお、帯電量は、前記第１の実施の形態と同様に行い、振とう時間を１分から５分に変えて測定した。
【００６７】
前記第１の実施の形態と同じプリンタを使用し、比較例２−１においてトナーＦを、実施例２−１〜２−６においてトナーＧ〜Ｌを、比較例２−２においてトナーＭを使用して、初期印刷時、連続印刷時及び連続印刷後のかぶり及び汚れを評価した。
【００６８】
まず、現像剤収容部としてのトナーカートリッジ２５内に、トナー３８０〔ｇ〕を入れたプリンタを二台用意し、一方のプリンタは温度２８〔℃〕、湿度８０〔％〕の高温多湿の環境（ＨＨ）の恒温室に、他方のプリンタは温度１０〔℃〕、湿度２０〔％〕の低温低湿の環境（ＬＬ）の恒温室にそれぞれ所定の時間（１２時間以上、本実施の形態においては１４時間とした。）放置し、その後、各プリンタで１枚の白紙（０．０〔Ｋ〕）に対して印刷した。また、１．０〔％〕濃度の画像を２０００枚連続印刷を行い、連続印刷が終了後に白紙（２．０〔Ｋ〕）を１枚印刷した。
【００６９】
そして、第１の実施の形態と同様に色差ΔＥを、色彩色差計ＣＭ−２６００ｄ（ミノルタ社製、Ｃ光源、２度視野）を使用して測定し、初期印刷時、連続印刷中及び連続印刷後のかぶり及び汚れの評価を行った。評価結果を表２で表す。なお、表２における帯電量の値は絶対値である。
【００７０】
【表２】
【００７１】
トナーＦを使用する比較例２−１においては、連続印刷中及び連続印刷後にかぶりが発生した。これは、トナーＦの帯電量の５分値が−２０〔μＣ／ｇ〕であり、５分値の帯電量が小さいためにかぶりが発生したと考えられる。トナーＧ〜Ｌを使用する実施例２−１〜２−６においては、かぶり及び汚れのいずれも発生しなかった。また、トナーＭを使用する比較例２−２においては、かぶりは発生しなかったが、連続印刷中及び連続印刷後に汚れが発生した。
【００７２】
このように、本実施の形態においては、トナーｔの帯電量の１分値を−５１〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、−３３〔μＣ／ｇ〕以下とし、５分値を−４５〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、−２３〔μＣ／ｇ〕以下とした場合、初期印刷時、連続印刷中及び連続印刷後に、かぶり及び汚れの無い良好な画像を得ることができる。
【００７３】
前記各実施の形態においては、画像形成装置としてのプリンタに適用した例について説明したが、本発明を、複写機、ファクシミリ装置、複合機等に適用することができる。
【００７４】
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概略図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における感光体ドラム、現像ローラ及びトナー供給ローラの関係図である。
【符号の説明】
【００７６】
１１ 感光体ドラム
１２ 帯電ローラ
１３ ＬＥＤヘッド
１４ 現像器
１６ 転写ローラ
２０ クリーニングブレード
２１ 定着器
２２ 現像ローラ
１０１ ニップ部
ｔ トナー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、複合機等の画像形成装置、例えば、電子写真式のプリンタには、画像形成ユニットが配設され、該画像形成ユニットに感光体ドラム、帯電ローラ、現像器等が配設される。そして、帯電ローラによって一様に、かつ、均一に帯電させられた感光体ドラムの表面をＬＥＤヘッドによって露光して静電潜像を形成し、該静電潜像を現像器によって現像してトナー像を形成し、該トナー像を転写ローラによって用紙に転写し、定着器によって定着させることにより、画像を形成し、印刷を行うようになっている。
【０００３】
ところで、前記画像形成ユニットにおいて、帯電特性として、例えば、１分間攪拌した後の帯電量をＡとし、３０分間攪拌した後の帯電量をＢとしたとき、帯電量Ｂの絶対値が４〜１０〔μＣ／ｇ〕であり、
０．２≦｜Ｂ／Ａ｜≦０．６
となるトナーが使用される（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３０７８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の画像形成ユニットにおいては、帯電の立上りが悪く、例えば、プリンタが起動された直後の画像にかぶりが発生してしまう。なお、この場合、かぶりとは、０〔％〕の濃度で印刷した場合に用紙の全面にうっすらとトナーがのってしまう現象をいう。
【０００５】
本発明は、前記従来の画像形成ユニットの問題点を解決して、かぶり及び汚れの無い良好な画像を得ることができる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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのために、本発明の画像形成ユニットにおいては、静電潜像を形成するための像担持体と、該像担持体と対向させて配設され、像担持体上に形成された潜像に現像剤を付着させて現像剤像を形成する現像剤担持体とを有する。
【０００７】
そして、前記現像剤のキャリヤに対する１分間の攪拌による帯電量の絶対値が、３３〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、５１（μＣ／ｇ〕以下にされる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、画像形成ユニットにおいては、静電潜像を形成するための像担持体と、該像担持体と対向させて配設され、像担持体上に形成された潜像に現像剤を付着させて現像剤像を形成する現像剤担持体とを有する。
【０００９】
そして、前記現像剤のキャリヤに対する１分間の攪拌による帯電量の絶対値が、３３〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、５１（μＣ／ｇ〕以下にされる。
【００１０】
この場合、現像剤のキャリヤに対する１分間の攪拌による帯電量の絶対値が、３３〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、５１（μＣ／ｇ〕以下にされるので、かぶり及び汚れの無い良好な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像形成装置としてのプリンタについて説明する。
【００１２】
図１は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概略図である。
【００１３】
図に示されるように、プリンタは、像担持体としての感光体ドラム１１、帯電工程において、前記感光体ドラム１１の表面を一様に、かつ、均一に帯電させる帯電装置としての帯電ローラ１２、露光工程において、前記感光体ドラム１１の表面を露光して潜像としての静電潜像を形成する露光装置としてのＬＥＤヘッド１３、現像工程において、前記静電潜像に現像剤としてのトナーｔを付着させて可視像化し、現像剤像としてのトナー像を形成する現像器１４、転写工程において、前記トナー像を媒体としての用紙１５に転写する転写装置としての、かつ、転写部材としての転写ローラ１６、クリーニング工程において、転写後に感光体ドラム１１の表面に残留したトナーｔを除去するクリーニング装置としてのクリーニングブレード２０、定着工程において、転写されたトナー像を用紙１５に定着させる定着装置としての定着器２１等を備える。
【００１４】
前記現像器１４は、感光体ドラム１１の回転方向（矢印方向）におけるＬＥＤヘッド１３より下流側において、感光体ドラム１１と対向させて配設され、静電潜像にトナーｔを付着させる現像剤担持体としての現像ローラ２２、該現像ローラ２２にトナーｔを供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ２３、前記現像ローラ２２に当接させて配設され、現像ローラ２２上にトナーｔの薄層を形成する現像剤層形成部材としての現像ブレード２４、現像剤収容部としてのトナーカートリッジ２５等を備える。前記感光体ドラム１１、帯電ローラ１２、現像器１４、クリーニングブレード２０等は一体化され、画像形成ユニット（現像装置ユニット）が構成される。
【００１５】
なお、前記感光体ドラム１１は、帯電ローラ１２、現像ローラ２２、転写ローラ１６及びクリーニングブレード２０と、現像ローラ２２は、トナー供給ローラ２３及び現像ブレード２４と接触させられる。
【００１６】
また、４１は、用紙１５を搬送し、その間にトナー像を用紙１５に転写するための転写装置としての転写ユニットであり、該転写ユニット４１は、第１のローラとしての駆動ローラ４２、第２のローラとしての従動ローラ４３、前記駆動ローラ４２と従動ローラ４３との間に張設され、前記駆動ローラ４２を回転させることによって矢印方向に走行させられ、用紙１５を搬送するシームレスの搬送ベルト（転写ベルト）４４、及び該搬送ベルト４４を挟んで感光体ドラム１１と対向させて配設された転写ローラ１６を備える。そして、転写後に感光体ドラム１１の表面に残留したトナーｔは、クリーニングブレード２０によって掻き取られ、除去され、図示されないトナー回収部に回収される。
【００１７】
前記定着器２１は、用紙１５の第１の面と対向させて配設された第１の回転体としての円筒状のヒートローラ４５、定着ベルト５５、及び用紙１５の第２の面と対向させて、かつ、前記定着ベルト５５を介してヒートローラ４５に圧接させて配設された第２の回転体としてのバックアップローラ５３を有する。なお、５１はバックアップユニットであり、バックアップローラ５３、ハロゲンランプ４６及び定着ベルト５５によって構成される。
【００１８】
そして、前記ヒートローラ４５内に第１の加熱体としてのハロゲンランプ４６が、バックアップローラ５３内に第２の加熱体としてのハロゲンランプ５２が配設される。また、前記ヒートローラ４５はアルミニウム製の素管の表面に弾性層４７が被覆される。
【００１９】
なお、感光体ドラム１１及びバックアップローラ５３を除く他のローラには、それぞれ回転を伝えるためのギヤが圧入又はその他の方法で取り付けられ、感光体ドラム１１に固定されたギヤをドラムギヤとし、帯電ローラ１２に固定されたギヤをチャージギヤとし、転写ローラ１６に固定されたギヤを転写ギヤとし、現像ローラ２２に固定されたギヤを現像ギヤとし、トナー供給ローラ２３に固定されたギヤをスポンジギヤとし、現像ギヤとスポンジギヤとの間に配設されたギヤをアイドルギヤとし、ヒートローラ４５に固定されたギヤをヒートローラギヤとする。
【００２０】
また、帯電ローラ１２、転写ローラ１６、現像ローラ２２及びトナー供給ローラ２３には、プリンタの本体、すなわち、装置本体に配設された図示されない電源によってバイアス電圧が印加される。そのために、図示されない制御部が配設され、各バイアス電圧が制御される。
【００２１】
本実施の形態において、感光体ドラム１１は、アルミニウム製の素管の表面に、有機化合物による感光層を被覆することによって形成される。また、前記感光体ドラム１１の外径は２９．９５〔ｍｍ〕であり、画像を形成するときの線速度（周速度）は１７７．９〔ｍｍ／ｓｅｃ〕にされる。
【００２２】
そして、現像ローラ２２は、金属（例えば、ニッケルめっきを施した銅）製の回転シャフト（芯金）の外周に、ウレタンゴムから成る弾性層を被覆し、弾性層の表面にイソシアネートから成る表面層を被覆することによって形成される。前記現像ローラ２２の外径は１９．６〔ｍｍ〕であり、画像を形成するときの線速度は２１３．３６〔ｍｍ／ｓｅｃ〕にされる。なお、ウレタンゴムにはカーボンブラックが分散され、弾性層は導電性を有する。
【００２３】
また、トナー供給ローラ２３の外径は中央部が１５．５〔ｍｍ〕であり、端部が１４．８〔ｍｍ〕であり、画像を形成するときの線速度は１４４．８７〔ｍｍ／ｓｅｃ〕にされる。トナー供給ローラ２３は、金属（例えば、ニッケルめっきを施した銅）製の回転シャフト（芯金）の外周に、セル目の径が３００〔μｍ〕以上、かつ、５００〔μｍ〕以下のシリコーン発泡ゴムから成る弾性層を被覆することによって形成される。
【００２４】
そして、本実施の形態において、現像ブレード２４は、厚さ０．０８〔ｍｍ〕のステンレス（ＳＵＳ３０４Ｂ−ＴＡ）板を折り曲げたものを２枚重ねることによって形成され、現像ローラ２２の回転方向において折り曲げた短辺が上流側に、長辺が下流側になり、かつ、撓むように現像ローラ２２に圧接させられる。
【００２５】
次に、本実施の形態におけるプリンタの動作について説明する。
【００２６】
前記構成のプリンタにおいては、前記制御部から印字指示を受けると、装置本体のモータが駆動を開始し、プリンタに配設された複数のギヤを介してドラムギヤを回転させ、感光体ドラム１１を回転させる。前記ドラムギヤから現像ギヤに回転が伝わることによって現像ローラ２２が回転し、現像ギヤからアイドルギヤを介してスポンジギヤに回転が伝わることによってトナー供給ローラ２３が回転し、ドラムギヤからチャージギヤに回転が伝わることによって帯電ローラ１２が回転する。
【００２７】
一方、前記モータの回転は、装置本体に配設された別系統の複数個のギヤを介して転写ギヤ及びドライブギヤに伝達され、転写ローラ１６を回転させ、搬送ベルト４４を走行させる。また、更に別系統の複数個のギヤを介してヒートローラギヤを回転させてヒートローラ４５を回転させ、該ヒートローラ４５の回転に伴ってバックアップローラ５３及び定着ベルト５５が連れ回りで回転させられる。前記感光体ドラム１１、帯電ローラ１２、転写ローラ１６、現像ローラ２２、トナー供給ローラ２３、駆動ローラ４２、従動ローラ４３、ヒートローラ４５及びバックアップローラ５３の回転方向、並びに搬送ベルト４４の走行方向は矢印で表される。
【００２８】
なお、モータが回転を開始するのとほぼ同時に、帯電ローラ１２、現像ローラ２２、定着器２１及び転写ローラ１６にバイアス電圧が印加され、ハロゲンランプ５２が通電させられる。
【００２９】
そして、前記帯電ローラ１２に印加されたバイアス電圧によって感光体ドラム１１の表面は一様に、かつ、均一に帯電させられ、感光体ドラム１１の帯電させられた部分がＬＥＤヘッド１３の下方に移動すると、該ＬＥＤヘッド１３は、前記制御部に送られた画像データに従って発光させられ、感光体ドラム１１の表面を照射し、静電潜像を形成する。前記感光体ドラム１１上における静電潜像が形成された部分が現像ローラ２２に到達すると、現像ブレード２４によって薄層化された現像ローラ２２上のトナーｔが、感光体ドラム１１上の静電潜像と現像ローラ２２上との電位差によって感光体ドラム１１上に移動し、トナー像が形成される。
【００３０】
そして、前記用紙１５に転写されたトナー像は、ハロゲンランプ４６によって加熱されたヒートローラ４５からの熱、及びヒートローラ４５とバックアップローラ５３との間の圧力によって用紙１５に定着させられる。一方、転写後に感光体ドラム１１の表面に残留したトナーｔはクリーニングブレード２０によって掻き取られて除去される。さらに、印刷が終了した後、除去されたトナーｔは前記制御部によって決められたシーケンスに従って回収される。
【００３１】
次に、感光体ドラム１１、現像ローラ２２及びトナー供給ローラ２３の関係について説明する。
【００３２】
図２は本発明の第１の実施の形態における感光体ドラム、現像ローラ及びトナー供給ローラの関係図である。
【００３３】
図に示されるように、感光体ドラム１１の軸１１ａと現像ローラ２２の軸２２ａとの軸間距離Ｌ１は、２４．７１〔ｍｍ〕であり、現像ローラ２２の軸２２ａとトナー供給ローラ２３の軸２３ａとの軸間距離Ｌ２は、１６．２５〔ｍｍ〕であり、感光体ドラム１１と現像ローラ２２との間でニップ部１０１を、現像ローラ２２とトナー供給ローラ２３との間でニップ部１０２を形成する。
【００３４】
現像ブレード２４の折曲部２４ａの曲げ半径Ｒは、
Ｒ＝０．２７５〔ｍｍ〕
にされる。
【００３５】
ここで、
（感光体ドラム１１の外径＋現像ローラ２２の外径）／２＝２４．７７５〔ｍｍ〕
であり、感光体ドラム１１と現像ローラ２２との軸間距離Ｌ１は２４．７１〔ｍｍ〕である。したがって、
（感光体ドラム１１の外径＋現像ローラ２２の外径）／２＞軸間距離Ｌ１
になるので、感光ドラム１１と現像ローラ２２との間にニップ部１０１が形成される。
【００３６】
また、
（現像ローラ２２の外径＋トナー供給ローラ２３の中央部の外径）／２＝１７．５５０〔ｍｍ〕
であり、
（現像ローラ２２の外径＋トナー供給ローラ２３の端部の外径）／２＝１７．２００〔ｍｍ〕
であり、現像ローラ２２とトナー供給ローラ２３との軸間距離Ｌ２は１６．２５〔ｍｍ〕である。したがって、
（現像ローラ２２の外径＋トナー供給ローラ２３の中央部の外径）／２＞軸間距離Ｌ２
（現像ローラ２２の外径＋トナー供給ローラ２３の端部の外径）／２＞軸間距離Ｌ２
となるので、現像ローラ２２とトナー供給ローラ２３との間にニップ部１０２が形成される。
【００３７】
本実施の形態においては、キャリヤを使用することなく、帯電させることができるように、トナーｔ（図１）として、磁性体を含有しない非磁性の、かつ、一成分のトナー（非磁性現像剤であり、かつ、一成分現像剤）を使用した。また、トナーｔとして、負の極性に帯電する負帯電性のトナーを使用した。そして、前記画像形成ユニットとしては、感光ドラム１１と現像ローラ２２とを接触させて現像を行う接触現像方式の画像形成ユニットを使用した。
【００３８】
また、前記トナーｔとして、帯電量の１分値が−５３〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、−２５〔μＣ／ｇ〕以下であり、絶対値で表したときに、２５〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、５３〔μＣ／ｇ〕以下であるトナーを使用した。なお、１分値は、トナーｔのキャリヤに対する１分間の攪拌によって得られる帯電量を表す。
【００３９】
また、帯電量は、「ｑ／ｍ−ｍｅｔｅｒ」（ＥＰＰＩＮＧ社製）を使用して測定した。まず、セルを蓋と共に精密天秤に乗せ、目盛りを０．００００〔ｇ〕に合わせる。次に、トナーｔを、計量スプーンにすり切りいっぱいに取り、キャリヤ（パウダーテック社製、ノンフェライトキャリヤ：Ｆ１５０）と共にセルに入れる。続いて、セルに蓋をして、トナーｔ及びキャリヤを１分間振とうし、トナーｔとキャリヤとを混合することによって、トナーｔを摩擦帯電させ、セルを精密天秤に乗せ、重量を読む（このとき、サンプルの分量は２．２〜２．５〔ｇ〕は取るようにする）。精密天秤の目盛りを０．００００〔ｇ〕に合わせて、（蓋をした）セルを取り出し、「ｑ／ｍ−ｍｅｔｅｒ」の本体に取り付け、本体の扉を閉め、スタートボタンを押す。このとき、測定時間を９０秒とし、吸引量を１０００〔ｃｍ3 ／ｍｉｎ〕程度とする。
【００４０】
測定が終了した後、ＶＡＣデジタル表示値（ＶＡＣ値）を読む。続いて、（蓋をした）セルを取り出し、精密天秤に乗せ、トナー吸引量を測定する。
【００４１】
次に、セルの蓋を開け、残ったトナーｔを捨てる。セルと蓋とのメッシュ部、計量スプーン、及びすり切り板を軽くエアーブローする。また、ドアを開いた状態で左上部の「ＣＬＥＡＮ」ボタンを押し、吸引ホースによる吸引を行う。基本的に連続して２回測定し、差が±１．０以内ならば、平均して測定値とし、
帯電量〔μＣ／ｇ〕＝ (ＶＡＣ値×１０）／ (トナー吸引量〔ｇ〕）
から、トナーｔの帯電量の１分値を求める。
【００４２】
次に、前記トナーｔの作製方法について説明する。
【００４３】
まず、水溶液中にスチレン、アクリル酸、メチルメタクリル酸等のモノマー成分のミセルを形成し、重合させることによって、スチレン−アクリル共重合体の樹脂を一次粒子として得る。次に、一次粒子と、着色剤（ブラックにはカーボンブラックを、イエローにはピグメントイエロー７４を、マゼンタにはピグメントレッド２３８を、シアンにはピグメントブルー１５：３を使用するが、本実施の形態においては、ピグメントレッド２３８を使用した。）及び離型剤（ワックスとして、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）とを分散質として水溶液中に分散させ、塩析によって会合させることで分散液中に会合体を得た。そして、分散液をろ過し、会合体を乾燥させてトナー粒子（ベーストナー）を得た。
【００４４】
本実施の形態において、トナー粒子の体積平均粒径は７．０〔μｍ〕、円形度は０．９５であった。
【００４５】
前記体積平均粒径は、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）を使用し、アバーチャー径１００〔μｍ〕において３０００カウントの測定を行うことによって算出される。また、円形度については、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００（シスメックス株式会社製）によって、各トナー粒子の円形度
円形度＝（粒子像と同じ投影面積を持つ円の周囲長）／（粒子の投影像の周囲長）
を算出し、算出されたすべてのトナー粒子の各円形度の総和を、トナー粒子の粒子数（本実施の形態においては、３０００）で除算した値とした。なお、円形度は、トナー粒子の凹凸の度合いを表す指標であり、トナー粒子が完全な球形の形状を有する場合、１．００となり、トナー粒子の形状が複雑になるほど小さい値になる。
【００４６】
前記トナー粒子（ベーストナー）１００重量部に、ヘキサメチルジシラザンによって表面処理された一次粒子の平均粒径が２０〔μｍ〕の疎水性シリカを混合し、混合物の量を０．４１重量部とすることによって、帯電量の１分値が−２５〔μＣ／ｇ〕のトナーＡを得た。
【００４７】
同様に、混合物の量を０．５４重量部とすることによって帯電量の１分値が−３３〔μＣ／ｇ〕のトナーＢを、混合物の量を０．６０重量部とすることによって帯電量の１分値が−４１〔μＣ／ｇ〕のトナーＣを、混合物の量を０．７２重量部とすることによって帯電量の１分値が−５１〔μＣ／ｇ〕のトナーＤを、混合物の量を０．７５重量部とすることによって帯電量の１分値が−５３〔μＣ／ｇ〕のトナーＥを得た。
【００４８】
なお、前記トナー粒子（ベーストナー）と混合する外添剤としては、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、窒化ケイ素等を使用することができる。シリカは、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を有する微粉末であり、乾式法又は湿式法のいずれかで製造されたものでも良い。また、シリカのほかに、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、ケイ酸亜鉛等を使用することもできる。さらに、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等によって表面処理されたシリカの微粉末等を使用することもできる。
【００４９】
前記外添剤の一次粒子は、走査型電子顕微鏡によって、加速電圧を１０〔ｋＶ〕、倍率を２万〜５万倍で写真を撮影する。該写真上の外添剤の一次粒子を無作為に５０個選択し、その平均粒径を一次粒径とした。
【００５０】
以上のように作製されたトナーＡ〜Ｅの初期印刷時のかぶり及び汚れを評価した。
【００５１】
まず、トナーカートリッジ２５内に、トナー３８０〔ｇ〕を入れたプリンタを二台用意し、一方のプリンタは温度２８〔℃〕、湿度８０〔％〕の高温多湿の環境（ＨＨ）の恒温室に、他方のプリンタは温度１０〔℃〕、湿度２０〔％〕の低温低湿の環境（ＬＬ）の恒温室にそれぞれ所定の時間（１２時間以上、本実施の形態においては１４時間とした。）放置し、その後、各プリンタで１枚の白紙（０．０〔Ｋ〕）に対して印刷した。
【００５２】
なお、この場合、Ａ４判の用紙サイズの光沢紙（例えば、坪量１２８〔ｇ／ｍ2 〕、光沢度５８．７（ＭＵＲＡＫＡＭＩ ＣＯＬＯＲ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ ＧＬＯＳＳ ＭＥＴＥＲ、Ｔｙｐｅ．ＧＭ−２６Ｄ、視野角７５〔°〕による測定における光沢度）の用紙１５を使用して、０〔％〕の印刷濃度の印刷（トナー像の形成を伴わない）を行った。ここで、印刷濃度は、Ａ４判の用紙サイズの用紙１５の全面にベタ画像を印刷したときの濃度を１００〔％〕とした場合の濃度をいう。
【００５３】
そして、０〔％〕の印刷濃度の印刷を行う前の光沢紙の色相（Ｌ＊ａ＊ｂ＊）と０〔％〕の印刷濃度の印刷を行った後の光沢紙の色相との色差ΔＥを、色彩色差計ＣＭ−２６００ｄ（ミノルタ社製、Ｃ光源、２度視野）を使用して測定し、かぶり及び汚れの評価を行った。評価結果を表１で表す。なお、表１における帯電量の値は絶対値である。
【００５４】
【表１】
【００５５】
この場合、色差ΔＥが大きいほど、かぶり及び汚れが大きく、画像品位が低いことを意味する。本実施の形態においては、色差ΔＥが１．７０以下を○で表し、１．７０より大きい場合を×で表した。
【００５６】
なお、高温多湿の環境下ではかぶりを、低温低湿の環境下では汚れを評価した。これは、高温多湿の環境下ではかぶりが、低温低湿の環境下では汚れが発生しやすいからである。汚れは、現像ローラ２２上のトナーｔの（表面）電位が高くなりすぎることによって現像工程のバランスが崩れ、感光体ドラム１１上の静電潜像に関係なくトナーｔが感光体ドラム１１上に現像されてしまうことによって発生する。
【００５７】
トナーＡを使用する比較例１−１においては、かぶりが発生した。トナーＢ〜Ｄを使用する実施例１−１〜１−３においては、かぶり及び汚れのいずれも発生しなかった。また、トナーＥを使用する比較例１−２においては、かぶりは発生しなかったが、汚れが発生した。
【００５８】
このように、本実施の形態においては、トナーｔの帯電量の１分値を−５１〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、−３３〔μＣ／ｇ〕以下とした場合、初期印刷時において、かぶり及び汚れの無い良好な画像を得ることができる。
【００５９】
なお、本実施の形態における現像ローラ２２及び現像ブレード２４の材質及び構造、並びにトナーｔの原材料等は、トナーｔの帯電量の１分値が前記範囲内であれば変更することができる。また、本実施の形態においては、トナーｔとして負帯電性のトナーを使用したが、正の極性に帯電する正帯電性のトナーを使用することもできる。
【００６０】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【００６１】
前記第１の実施の形態においては、現像剤としてのトナーｔの帯電量の１分値を−５１〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、−３３〔μＣ／ｇ〕以下とすることによって、初期印刷時においてかぶり及び汚れの無い良好な画像を得ることができたが、トナーｔの帯電量の立上りを良くした場合、連続印刷を行うと現像剤担持体としての現像ローラ２２（図１）上のトナーｔの帯電量が徐々に高くなり、汚れが発生してしまう。
【００６２】
そこで、本実施の形態においては、トナーｔの経時的な帯電特性を表すものとして、トナーｔの帯電量の５分値に着目し、該５分値の範囲が−４５〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、−２３〔μＣ／ｇ〕以下であり、これを絶対値で表したときに、２３〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、４５〔μＣ／ｇ〕以下であるトナーｔを使用した。なお、５分値は、トナーｔのキャリヤに対する５分間の攪拌によって得られる帯電量を表す。
【００６３】
本実施の形態として以下に述べる方法でトナーｔを作製した。
【００６４】
前記第１の実施の形態と同様の方法でトナー粒子（ベーストナー）を作製し、トナー粒子１００重量部に疎水性シリカの微粉末を混合する際に、ヘキサメチルジシラザンによって表面処理された疎水性シリカの微粉末（以下「シリカα」という。）を０．３８重量部、粒径１００〔ｎｍ〕以上、かつ、２００〔ｎｍ〕以下のコロイダルシリカ（以下「シリカβ」という。）を０．１８重量部とすることによって、帯電量の１分値が−３３〔μＣ／ｇ〕、５分値が−２０〔μＣ／ｇ〕のトナーＦを得た。
【００６５】
同様に、シリカαを０．３９重量部、シリカβを０．１９重量部とすることによって、帯電量の１分値が−３３〔μＣ／ｇ〕、５分値が−２３〔μＣ／ｇ〕のトナーＧを、シリカαを０．４１重量部、シリカβを０．１６重量部とすることによって、帯電量の１分値が−３３〔μＣ／ｇ〕、５分値が−４５〔μＣ／ｇ〕のトナーＨを、シリカαを０．３９重量部、シリカβを０．２４重量部とすることによって、帯電量の１分値が−４１〔μＣ／ｇ〕、５分値が−２３〔μＣ／ｇ〕のトナーＩを、シリカαを０．４２重量部、シリカβを０．２２重量部とすることによって、帯電量の１分値が−４１〔μＣ／ｇ〕、５分値が−４５〔μＣ／ｇ〕のトナーＪを、シリカαを０．５３重量部、シリカβを０．２９重量部とすることによって、帯電量の１分値が−５１〔μＣ／ｇ〕、５分値が−２３〔μＣ／ｇ〕のトナーＫを、シリカαを０．５４重量部、シリカβを０．２７重量部とすることによって、帯電量の１分値が−５１〔μＣ／ｇ〕、５分値が−４５〔μＣ／ｇ〕のトナーＬを、シリカαを０．５６重量部、シリカβを０．２５重量部とすることによって、帯電量の１分値が−５１〔μＣ／ｇ〕、５分値が−５０〔μＣ／ｇ〕のトナーＭを得た。
【００６６】
なお、帯電量は、前記第１の実施の形態と同様に行い、振とう時間を１分から５分に変えて測定した。
【００６７】
前記第１の実施の形態と同じプリンタを使用し、比較例２−１においてトナーＦを、実施例２−１〜２−６においてトナーＧ〜Ｌを、比較例２−２においてトナーＭを使用して、初期印刷時、連続印刷時及び連続印刷後のかぶり及び汚れを評価した。
【００６８】
まず、現像剤収容部としてのトナーカートリッジ２５内に、トナー３８０〔ｇ〕を入れたプリンタを二台用意し、一方のプリンタは温度２８〔℃〕、湿度８０〔％〕の高温多湿の環境（ＨＨ）の恒温室に、他方のプリンタは温度１０〔℃〕、湿度２０〔％〕の低温低湿の環境（ＬＬ）の恒温室にそれぞれ所定の時間（１２時間以上、本実施の形態においては１４時間とした。）放置し、その後、各プリンタで１枚の白紙（０．０〔Ｋ〕）に対して印刷した。また、１．０〔％〕濃度の画像を２０００枚連続印刷を行い、連続印刷が終了後に白紙（２．０〔Ｋ〕）を１枚印刷した。
【００６９】
そして、第１の実施の形態と同様に色差ΔＥを、色彩色差計ＣＭ−２６００ｄ（ミノルタ社製、Ｃ光源、２度視野）を使用して測定し、初期印刷時、連続印刷中及び連続印刷後のかぶり及び汚れの評価を行った。評価結果を表２で表す。なお、表２における帯電量の値は絶対値である。
【００７０】
【表２】
【００７１】
トナーＦを使用する比較例２−１においては、連続印刷中及び連続印刷後にかぶりが発生した。これは、トナーＦの帯電量の５分値が−２０〔μＣ／ｇ〕であり、５分値の帯電量が小さいためにかぶりが発生したと考えられる。トナーＧ〜Ｌを使用する実施例２−１〜２−６においては、かぶり及び汚れのいずれも発生しなかった。また、トナーＭを使用する比較例２−２においては、かぶりは発生しなかったが、連続印刷中及び連続印刷後に汚れが発生した。
【００７２】
このように、本実施の形態においては、トナーｔの帯電量の１分値を−５１〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、−３３〔μＣ／ｇ〕以下とし、５分値を−４５〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、−２３〔μＣ／ｇ〕以下とした場合、初期印刷時、連続印刷中及び連続印刷後に、かぶり及び汚れの無い良好な画像を得ることができる。
【００７３】
前記各実施の形態においては、画像形成装置としてのプリンタに適用した例について説明したが、本発明を、複写機、ファクシミリ装置、複合機等に適用することができる。
【００７４】
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概略図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における感光体ドラム、現像ローラ及びトナー供給ローラの関係図である。
【符号の説明】
【００７６】
１１ 感光体ドラム
１２ 帯電ローラ
１３ ＬＥＤヘッド
１４ 現像器
１６ 転写ローラ
２０ クリーニングブレード
２１ 定着器
２２ 現像ローラ
１０１ ニップ部
ｔ トナー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）静電潜像を形成するための像担持体と、
（ｂ）該像担持体と対向させて配設され、像担持体上に形成された潜像に現像剤を付着させて現像剤像を形成する現像剤担持体とを有するとともに、
（ｃ）前記現像剤のキャリヤに対する１分間の攪拌による帯電量の絶対値が、３３〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、５１（μＣ／ｇ〕以下にされることを特徴とする画像形成ユニット。
【請求項２】
前記現像剤のキャリヤに対する５分間の攪拌による帯電量の絶対値が、２３〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、４５〔μＣ／ｇ〕以下にされる請求項１に記載の画像形成ユニット。
【請求項３】
前記キャリヤはノンフェライトキャリヤである請求項１又は２に記載の画像形成ユニット。
【請求項４】
（ａ）前記現像剤担持体は像担持体と当接させて配設され、
（ｂ）該像担持体と前記現像剤担持体との間にニップ部が形成される請求項１又は２に記載の画像形成ユニット。
【請求項５】
前記現像剤は非磁性現像剤である請求項１又は２に記載の画像形成ユニット。
【請求項６】
前記現像剤は一成分現像剤である請求項１又は２に記載の画像形成ユニット。
【請求項７】
前記現像剤は負帯電性の現像剤である請求項１又は２に記載の画像形成ユニット。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成ユニットが搭載された画像形成装置。
【請求項１】
（ａ）静電潜像を形成するための像担持体と、
（ｂ）該像担持体と対向させて配設され、像担持体上に形成された潜像に現像剤を付着させて現像剤像を形成する現像剤担持体とを有するとともに、
（ｃ）前記現像剤のキャリヤに対する１分間の攪拌による帯電量の絶対値が、３３〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、５１（μＣ／ｇ〕以下にされることを特徴とする画像形成ユニット。
【請求項２】
前記現像剤のキャリヤに対する５分間の攪拌による帯電量の絶対値が、２３〔μＣ／ｇ〕以上、かつ、４５〔μＣ／ｇ〕以下にされる請求項１に記載の画像形成ユニット。
【請求項３】
前記キャリヤはノンフェライトキャリヤである請求項１又は２に記載の画像形成ユニット。
【請求項４】
（ａ）前記現像剤担持体は像担持体と当接させて配設され、
（ｂ）該像担持体と前記現像剤担持体との間にニップ部が形成される請求項１又は２に記載の画像形成ユニット。
【請求項５】
前記現像剤は非磁性現像剤である請求項１又は２に記載の画像形成ユニット。
【請求項６】
前記現像剤は一成分現像剤である請求項１又は２に記載の画像形成ユニット。
【請求項７】
前記現像剤は負帯電性の現像剤である請求項１又は２に記載の画像形成ユニット。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成ユニットが搭載された画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−２１６５８２（Ｐ２００８−２１６５８２Ａ）
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５３１４１（Ｐ２００７−５３１４１）
【出願日】平成１９年３月２日（２００７．３．２）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２日（２００７．３．２）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
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