| 【発明の名称】 |
現像装置、画像形成装置、トナー、及び、コンピュータシステム |
| 【発明者】 |
【氏名】中島 好啓
【住所又は居所】長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコーエプソン株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】粒径の小さいトナー粒子が含まれるトナーを用いて高品質な画像を形成するための現像装置等を実現する。
【解決手段】トナー坦持体の移動方向における十点平均粗さをＲ１とし、層厚規制部材の層厚規制に用いられる側の、先端に向かう方向における十点平均粗さをＲ２としたとき、トナーを構成するトナー粒子のうち、母粒子の等価粒径Ｄが、Ｄ≦｜Ｒ１−Ｒ２｜を満たすトナー粒子についての、母粒子に対する外添剤の重量濃度は、母粒子の等価粒径Ｄが、Ｄ＞｜Ｒ１−Ｒ２｜を満たすトナー粒子についての、母粒子に対する外添剤の重量濃度よりも高い。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 母粒子と母粒子に外添された外添剤を有するトナーと、このトナーを坦持して移動するトナー坦持体と、このトナー坦持体に坦持されたトナーの層厚を規制するための層厚規制部材とを有する現像装置において、前記トナー坦持体の前記移動方向における十点平均粗さをＲ１とし、前記層厚規制部材の前記層厚規制に用いられる側の、先端に向かう方向における十点平均粗さをＲ２としたとき、前記トナーを構成するトナー粒子のうち、母粒子の等価粒径Ｄが、Ｄ≦｜Ｒ１−Ｒ２｜を満たすトナー粒子についての、母粒子に対する外添剤の重量濃度は、母粒子の等価粒径Ｄが、Ｄ＞｜Ｒ１−Ｒ２｜を満たすトナー粒子についての、母粒子に対する外添剤の重量濃度よりも高いことを特徴とする現像装置。
【請求項２】 請求項１に記載の現像装置において、前記母粒子は、離型剤を有することを特徴とする現像装置。
【請求項３】 請求項２に記載の現像装置において、前記離型剤は母粒子に対して非相溶性を有することを特徴とする現像装置。
【請求項４】 請求項３に記載の現像装置において、前記母粒子は、粉砕法により製造されていることを特徴とする現像装置。
【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の現像装置において、前記層厚規制部材の先端は、前記トナー坦持体に接触しておらず、該先端から所定距離離れた部分が、前記トナー坦持体に接触しており、その接触位置は、前記トナー坦持体の回転中心位置よりも下方であることを特徴とする現像装置。
【請求項６】 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の現像装置において、トナー粒子を前記トナー坦持体に供給する回転可能なトナー供給部材を有し、このトナー供給部材の回転方向は、前記トナー坦持体の回転方向とは逆方向であることを特徴とする現像装置。
【請求項７】 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の現像装置において、現像装置内のトナーの漏れを防止するための、前記トナー坦持体に当接しているシール部材を有し、この当接位置は、前記トナー坦持体の回転中心位置よりも上方であることを特徴とする現像装置。
【請求項８】 請求項６に記載の現像装置において、トナーを収容するトナー収容部を有し、前記トナー供給部材は前記トナー収容部の下部に配置されており、前記トナー収容部に収容されたトナーは、該トナー収容部の下部にて前記トナー供給部材によって前記トナー坦持体に供給されることを特徴とする現像装置。
【請求項９】 母粒子と母粒子に外添された外添剤を有するトナーと、このトナーを坦持して移動するトナー坦持体と、このトナー坦持体に坦持されたトナーの層厚を規制するための層厚規制部材とを有する現像装置において、前記トナー坦持体の前記移動方向における十点平均粗さをＲ１とし、前記層厚規制部材の前記層厚規制に用いられる側の、先端に向かう方向における十点平均粗さをＲ２としたとき、前記トナーを構成するトナー粒子のうち、母粒子の等価粒径Ｄが、Ｄ≦｜Ｒ１−Ｒ２｜を満たすトナー粒子についての、母粒子に対する外添剤の重量濃度は、母粒子の等価粒径Ｄが、Ｄ＞｜Ｒ１−Ｒ２｜を満たすトナー粒子についての、母粒子に対する外添剤の重量濃度よりも高く、前記母粒子は、母粒子に対して非相溶性を有する離型剤を有し、前記母粒子は、粉砕法により製造されており、前記層厚規制部材の先端は、前記トナー坦持体に接触しておらず、該先端から所定距離離れた部分が、前記トナー坦持体に接触しており、その接触位置は、前記トナー坦持体の回転中心位置よりも下方であり、トナー粒子を前記トナー坦持体に供給する回転可能なトナー供給部材を有し、このトナー供給部材の回転方向は、前記トナー坦持体の回転方向とは逆方向であり、前記現像装置内のトナーの漏れを防止するための、前記トナー坦持体に当接しているシール部材を有し、この当接位置は、前記トナー坦持体の回転中心位置よりも上方であり、トナーを収容するトナー収容部を有し、前記トナー供給部材は前記トナー収容部の下部に配置されており、前記トナー収容部に収容されたトナーは、該トナー収容部の下部にて前記トナー供給部材によって前記トナー坦持体に供給される、ことを特徴とする現像装置。
【請求項１０】 母粒子と母粒子に外添された外添剤を有するトナーと、このトナーを坦持して移動するトナー坦持体と、このトナー坦持体に坦持されたトナーの層厚を規制するための層厚規制部材とを有する現像装置を備えた画像形成装置において、前記トナー坦持体の前記移動方向における十点平均粗さをＲ１とし、前記層厚規制部材の前記層厚規制に用いられる側の、先端に向かう方向における十点平均粗さをＲ２としたとき、前記トナーを構成するトナー粒子のうち、母粒子の等価粒径Ｄが、Ｄ≦｜Ｒ１−Ｒ２｜を満たすトナー粒子についての、母粒子に対する外添剤の重量濃度は、母粒子の等価粒径Ｄが、Ｄ＞｜Ｒ１−Ｒ２｜を満たすトナー粒子についての、母粒子に対する外添剤の重量濃度よりも高いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】 請求項２乃至請求項９のいずれかに記載の現像装置を備えた画像形成装置。
【請求項１２】 トナーを坦持して移動するトナー坦持体と、このトナー坦持体に坦持されたトナーの層厚を規制するための層厚規制部材とを有する現像装置に用いられ、母粒子と母粒子に外添された外添剤を有するトナーであって、前記トナー坦持体の前記移動方向における十点平均粗さをＲ１とし、前記層厚規制部材の前記層厚規制に用いられる側の、先端に向かう方向における十点平均粗さをＲ２としたとき、前記トナーを構成するトナー粒子のうち、母粒子の等価粒径Ｄが、Ｄ≦｜Ｒ１−Ｒ２｜を満たすトナー粒子についての、母粒子に対する外添剤の重量濃度は、母粒子の等価粒径Ｄが、Ｄ＞｜Ｒ１−Ｒ２｜を満たすトナー粒子についての、母粒子に対する外添剤の重量濃度よりも高いことを特徴とするトナー。
【請求項１３】 コンピュータ本体、表示装置、入力装置、及び、母粒子と母粒子に外添された外添剤を有するトナーと、このトナーを坦持して移動するトナー坦持体と、このトナー坦持体に坦持されたトナーの層厚を規制するための層厚規制部材とを有する現像装置を備えた画像形成装置、を具備したコンピュータシステムにおいて、前記トナー坦持体の前記移動方向における十点平均粗さをＲ１とし、前記層厚規制部材の前記層厚規制に用いられる側の、先端に向かう方向における十点平均粗さをＲ２としたとき、前記トナーを構成するトナー粒子のうち、母粒子の等価粒径Ｄが、Ｄ≦｜Ｒ１−Ｒ２｜を満たすトナー粒子についての、母粒子に対する外添剤の重量濃度は、母粒子の等価粒径Ｄが、Ｄ＞｜Ｒ１−Ｒ２｜を満たすトナー粒子についての、母粒子に対する外添剤の重量濃度よりも高いことを特徴とするコンピュータシステム。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】
【従来の技術】紙、布、フィルム等の各種の媒体に画像を形成する画像形成装置として、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の各種の装置が知られており、これらの画像形成装置の中には、トナーを用いて媒体に画像を形成するものがある。
【０００２】このトナーを製造する方法としては、粉砕法、重合法等の様々な方法があるが、どのような製造方法で製造したとしても、製造されたトナーの粒子の粒径は一定の範囲内で分布しており、比較的粒径の大きいトナー粒子もあれば、比較的粒径の小さいトナー粒子もある。そして、トナー粒子の粒径が異なれば、帯電特性、吸熱特性等の種々の特性が異なるものとなる。
【０００３】したがって、トナー用いて高品質な画像を形成するためには、粒径が１ミクロン程度の小粒径のトナー粒子を含め、各トナー粒子の状態をしっかり管理する必要がある。
【０００４】かかる観点から、トナーの粒径分布を測定することが広く行われており、その測定方法として小孔通過法（コールター法）と呼ばれる方法が多用されている。なお、この測定方法を採用した装置として、コールター社のマルチサイザーなどが市販されている。この小孔通過法では、電解質溶液中にトナー粒子を分散懸濁させ、図７に示すように細孔のある隔壁を作り、その両端に電圧を印加しながら測定用細孔（アパーチャ）に懸濁液を通すと、液中のトナー粒子が細孔を通過する時の体積分だけ細孔中の電解質が減少するため電気抵抗が増大する。この抵抗変化は、電圧パルスとして観測され、このパルスを計測することにより、体積基準の粒径分布が得られる。
【０００５】また、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ： Scanning Electron Microscope）を用いて、各トナー粒子の状態を観察することも広く行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述した小孔通過法は、トナー粒子の粒径を測定する方法にすぎず、しかも、測定用細孔の大きさ（アパーチャサイズ）に比して、トナー粒子が小さすぎる場合には測定が不正確になる。細孔の大きさ如何によっては、粒径が１ミクロン以下のトナー粒子にについては、全くデータ上に現れてこない場合もある。
【０００７】また、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ： Scanning Electron Microscope）は、あくまでトナー粒子を外部から観察するための機器に過ぎず、各トナー粒子の物性等を定量的に分析するには適していない。
【０００８】したがって、粒径の小さいトナー粒子が含まれるトナーを用いて高品質な画像を形成するためには、まず、粒径が１μｍ程度の小さいトナー粒子をも的確に分析する必要がある。さらに、このような小さいトナー粒子をも含め、各トナー粒子について、粒径だけでなく、母粒子に対する外添剤の付着状態等の物性をも定量的に分析し、トナー全体として、好ましい状態になるようにする必要がある。
【０００９】本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、粒径の小さいトナー粒子が含まれるトナーを用いて高品質な画像を形成するための現像装置、画像形成装置、トナー、及び、コンピュータシステムを実現することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するために、主たる本発明は、母粒子と母粒子に外添された外添剤を有するトナーと、このトナーを坦持して移動するトナー坦持体と、このトナー坦持体に坦持されたトナーの層厚を規制するための層厚規制部材とを有する現像装置において、前記トナー坦持体の前記移動方向における十点平均粗さをＲ１とし、前記層厚規制部材の前記層厚規制に用いられる側の、先端に向かう方向における十点平均粗さをＲ２としたとき、前記トナーを構成するトナー粒子のうち、母粒子の等価粒径Ｄが、Ｄ≦｜Ｒ１−Ｒ２｜を満たすトナー粒子についての、母粒子に対する外添剤の重量濃度は、母粒子の等価粒径Ｄが、Ｄ＞｜Ｒ１−Ｒ２｜を満たすトナー粒子についての、母粒子に対する外添剤の重量濃度よりも高いことを特徴とする。
【００１１】本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【００１２】
【発明の実施の形態】＝＝＝開示の概要＝＝＝本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも次のことが明らかにされる。
【００１３】母粒子と母粒子に外添された外添剤を有するトナーと、このトナーを坦持して移動するトナー坦持体と、このトナー坦持体に坦持されたトナーの層厚を規制するための層厚規制部材とを有する現像装置において、前記トナー坦持体の前記移動方向における十点平均粗さをＲ１とし、前記層厚規制部材の前記層厚規制に用いられる側の、先端に向かう方向における十点平均粗さをＲ２としたとき、前記トナーを構成するトナー粒子のうち、母粒子の等価粒径Ｄが、Ｄ≦｜Ｒ１−Ｒ２｜を満たすトナー粒子についての、母粒子に対する外添剤の重量濃度は、母粒子の等価粒径Ｄが、Ｄ＞｜Ｒ１−Ｒ２｜を満たすトナー粒子についての、母粒子に対する外添剤の重量濃度よりも高いことを特徴とする現像装置。
【００１４】このような現像装置によれば、トナー坦持体の表面粗さ及び層厚規制部材の表面粗さとの関係においていわゆる微粉トナーと位置付けられるトナーが、トナー坦持体の表面に強く付着してしまうことが抑制される。
【００１５】また、かかる現像装置において、前記母粒子は、離型剤を有してもよい。
【００１６】このような現像装置によれば、高い粘着性を有する微粉トナーがトナー坦持体の表面に強く付着してしまうことを抑制することが可能となる。
【００１７】また、かかる現像装置において、前記離型剤は母粒子に対して非相溶性を有してもよい。
【００１８】このような現像装置によれば、母粒子に対して非相溶性を有するが故により高い粘着性を有する微粉トナーがトナー坦持体の表面に強く付着してしまうことを抑制することが可能となる。
【００１９】また、かかる現像装置において、前記母粒子は粉砕法により製造されていてもよい。
【００２０】非相溶性の離型剤（ＷＡＸ）を有する母粒子が粉砕法にて製造された場合、母粒子の表面に離型剤が露出しやすく、この露出した離型剤によって、微粉トナーがトナー坦持体の表面に強く付着してしまいがちであるが、微粉トナーにおいて母粒子に対する外添剤の重量濃度が高いから、微粉トナーがトナー坦持体の表面に強く付着してしまうことを抑制することが可能となる。
【００２１】また、かかる現像装置において、前記層厚規制部材の先端は、前記トナー坦持体に接触しておらず、該先端から所定距離離れた部分が、前記トナー坦持体に接触しており、その接触位置は、前記トナー坦持体の回転中心位置よりも下方であってもよい。
【００２２】前記層厚規制部材の先端が前記トナー坦持体に接触しておらず、該先端から所定距離離れた部分が前記トナー坦持体に接触しており、その接触位置が前記トナー坦持体の回転中心位置よりも下方である場合、微粉トナーがトナー坦持体の表面に強く付着することが促進される。しかしながら、前述したように、微粉トナーにおいて母粒子に対する外添剤の重量濃度が高いから、微粉トナーがトナー坦持体の表面に強く付着してしまうことを抑制することが可能となる。
【００２３】また、かかる現像装置において、トナー粒子を前記トナー坦持体に供給する回転可能なトナー供給部材を有し、このトナー供給部材の回転方向は、前記トナー坦持体の回転方向とは逆方向であってもよい。
【００２４】トナー供給部材の回転方向が前記トナー坦持体の回転方向とは逆方向である場合には、微粉トナーがトナー坦持体の表面に強く付着することが促進される。しかしながら、前述したように、微粉トナーにおいて母粒子に対する外添剤の重量濃度が高いから、微粉トナーがトナー坦持体の表面に強く付着してしまうことを抑制することが可能となる。
【００２５】また、かかる現像装置において、現像装置内のトナーの漏れを防止するための、前記トナー坦持体に当接しているシール部材を有し、この当接位置は、前記トナー坦持体の回転中心位置よりも上方であってもよい。
【００２６】シール部材の、前記トナー坦持体への当接位置が、前記トナー坦持体の回転中心位置よりも上方である場合には、微粉トナーがトナー坦持体の表面に強く付着することが促進される。しかしながら、前述したように、微粉トナーにおいて母粒子に対する外添剤の重量濃度が高いから、微粉トナーがトナー坦持体の表面に強く付着してしまうことを抑制することが可能となる。
【００２７】また、かかる現像装置において、トナーを収容するトナー収容部を有し、前記トナー供給部材は前記トナー収容部の下部に配置されており、前記トナー収容部に収容されたトナーは、該トナー収容部の下部にて前記トナー供給部材によって前記トナー坦持体に供給される現像装置であってもよい。
【００２８】トナー供給部材が前記トナー収容部の下部に配置されており、前記トナー収容部に収容されたトナーが、該トナー収容部の下部にて前記トナー供給部材によって前記トナー坦持体に供給される場合には、微粉トナーがトナー坦持体の表面に強く付着することが促進される。しかしながら、前述したように、微粉トナーにおいて母粒子に対する外添剤の重量濃度が高いから、微粉トナーがトナー坦持体の表面に強く付着してしまうことを抑制することが可能となる。
【００２９】また、母粒子と母粒子に外添された外添剤を有するトナーと、このトナーを坦持して移動するトナー坦持体と、このトナー坦持体に坦持されたトナーの層厚を規制するための層厚規制部材とを有する現像装置において、前記トナー坦持体の前記移動方向における十点平均粗さをＲ１とし、前記層厚規制部材の前記層厚規制に用いられる側の、先端に向かう方向における十点平均粗さをＲ２としたとき、前記トナーを構成するトナー粒子のうち、母粒子の等価粒径Ｄが、Ｄ≦｜Ｒ１−Ｒ２｜を満たすトナー粒子についての、母粒子に対する外添剤の重量濃度は、母粒子の等価粒径Ｄが、Ｄ＞｜Ｒ１−Ｒ２｜を満たすトナー粒子についての、母粒子に対する外添剤の重量濃度よりも高く、前記母粒子は、母粒子に対して非相溶性を有する離型剤を有し、前記母粒子は、粉砕法により製造されており、前記層厚規制部材の先端は、前記トナー坦持体に接触しておらず、該先端から所定距離離れた部分が、前記トナー坦持体に接触しており、その接触位置は、前記トナー坦持体の回転中心位置よりも下方であり、トナー粒子を前記トナー坦持体に供給する回転可能なトナー供給部材を有し、このトナー供給部材の回転方向は、前記トナー坦持体の回転方向とは逆方向であり、前記現像装置内のトナーの漏れを防止するための、前記トナー坦持体に当接しているシール部材を有し、この当接位置は、前記トナー坦持体の回転中心位置よりも上方であり、トナーを収容するトナー収容部を有し、前記トナー供給部材は前記トナー収容部の下部に配置されており、前記トナー収容部に収容されたトナーは、該トナー収容部の下部にて前記トナー供給部材によって前記トナー坦持体に供給される、ことを特徴とする現像装置。
【００３０】このような現像装置によれば、微粉トナーがトナー坦持体の表面に極めて付着しやすい装置構成であるにもかかわらず、トナー坦持体の表面粗さ及び層厚規制部材の表面粗さとの関係においていわゆる微粉トナーと位置付けられるトナーの、トナー坦持体の表面への付着が抑制される。
【００３１】また、このような現像装置を備えた画像形成装置も実現可能である。
【００３２】かかる画像形成装置によれば、トナー坦持体の表面粗さ及び層厚規制部材の表面粗さとの関係においていわゆる微粉トナーと位置付けられるトナーが、トナー坦持体の表面に強く付着してしまうことが抑制され、結果として、高品質な画像を形成することが可能となる。
【００３３】また、トナーを坦持して移動するトナー坦持体と、このトナー坦持体に坦持されたトナーの層厚を規制するための層厚規制部材とを有する現像装置に用いられ、母粒子と母粒子に外添された外添剤を有するトナーであって、前記トナー坦持体の前記移動方向における十点平均粗さをＲ１とし、前記層厚規制部材の前記層厚規制に用いられる側の、先端に向かう方向における十点平均粗さをＲ２としたとき、前記トナーを構成するトナー粒子のうち、母粒子の等価粒径Ｄが、Ｄ≦｜Ｒ１−Ｒ２｜を満たすトナー粒子についての、母粒子に対する外添剤の重量濃度は、母粒子の等価粒径Ｄが、Ｄ＞｜Ｒ１−Ｒ２｜を満たすトナー粒子についての、母粒子に対する外添剤の重量濃度よりも高いことを特徴とするトナー。
【００３４】このようなトナーによれば、トナー坦持体の表面粗さ及び層厚規制部材の表面粗さとの関係においていわゆる微粉トナーと位置付けられるトナーが、トナー坦持体の表面に強く付着してしまうことが抑制される。
【００３５】また、コンピュータ本体、表示装置、入力装置、及び、母粒子と母粒子に外添された外添剤を有するトナーと、このトナーを坦持して移動するトナー坦持体と、このトナー坦持体に坦持されたトナーの層厚を規制するための層厚規制部材とを有する現像装置を備えた画像形成装置、を具備したコンピュータシステムにおいて、前記トナー坦持体の前記移動方向における十点平均粗さをＲ１とし、前記層厚規制部材の前記層厚規制に用いられる側の、先端に向かう方向における十点平均粗さをＲ２としたとき、前記トナーを構成するトナー粒子のうち、母粒子の等価粒径Ｄが、Ｄ≦｜Ｒ１−Ｒ２｜を満たすトナー粒子についての、母粒子に対する外添剤の重量濃度は、母粒子の等価粒径Ｄが、Ｄ＞｜Ｒ１−Ｒ２｜を満たすトナー粒子についての、母粒子に対する外添剤の重量濃度よりも高いことを特徴とするコンピュータシステム。
【００３６】このようなコンピュータシステムによれば、トナー坦持体の表面粗さ及び層厚規制部材の表面粗さとの関係においていわゆる微粉トナーと位置付けられるトナーが、トナー坦持体の表面に強く付着してしまうことが抑制され、結果として、高品質な画像を形成することが可能となり、従来よりも優れたコンピュータシステムを実現することが可能となる。
【００３７】＝＝＝画像形成装置（レーザビームプリンタ）の概要＝＝＝次に、図１を参照しつつ、画像形成装置としてレーザビームプリンタ１０を例にとって、その概要について説明する。図１は、レーザビームプリンタ１０を構成する主要構成要素を示した図である。なお、図１には、矢印にて上下方向を示しており、例えば、給紙トレイ９２は、レーザビームプリンタ１０の下部に配置されており、定着装置９０は、レーザビームプリンタ１０の上部に配置されている。
【００３８】本実施の形態に係るレーザビームプリンタ１０は、図１に示すように、潜像を坦持する潜像坦持体である感光体２０の回転方向に沿って、帯電装置３０、露光装置４０、ＹＭＣＫ現像装置５０を有し、さらに、一次転写装置６０、中間転写体７０、二次転写装置８０、及び、定着装置９０を有している。
【００３９】感光体２０は、円筒状の導電性基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸を中心に回転可能であり、本実施の形態においては、図１中の矢印で示すように時計回りに回転する。
【００４０】帯電装置３０は、感光体２０を帯電するための装置であり、露光装置４０は、レーザを照射することによって帯電された感光体２０上に潜像を形成する装置である。この露光装置４０は、半導体レーザ、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ等を有しており、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等の不図示のホスト装置から入力された画像信号に基づいて、変調されたレーザを帯電された感光体２０上に照射する。
【００４１】ＹＭＣＫ現像装置５０は、感光体２０上に形成された潜像をイエロー（Ｙ）トナー、マゼンタ（Ｍ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、及び、ブラック（Ｋ）トナーを用いて現像するための装置である。
【００４２】このＹＭＣＫ現像装置５０は、ブラック（Ｋ）トナーを収容したブラック現像装置５２ａ、マゼンタ（Ｍ）トナーを収容したマゼンタ現像装置５２ｂ、シアン（Ｃ）トナーを収容したシアン現像装置５２ｃ、及び、イエロー（Ｙ）トナーを収容したイエロー現像装置５２ｄを有している。これら４つの現像装置は、中心軸を中心として回転可能な構成になっており、感光体２０が１回転する毎に選択的に感光体２０に対向し、それぞれの現像装置に収容されたトナーにて感光体２０上に形成された潜像を現像する。なお、各現像装置の詳細については後述する。
【００４３】一次転写装置６０は、感光体２０に形成された単色トナー像を中間転写体７０に転写するための装置である。中間転写体７０は、エンドレスのベルトであり、感光体２０と同じ周速度にて回転駆動される。二次転写装置８０は、中間転写体７０上に形成されたフルカラートナー像を紙、フィルム、布等の記録媒体に転写するための装置である。定着装置９０は、記録媒体上に転写されたフルカラートナー像を紙等の媒体に融着させて永久像とするための装置である。
【００４４】次に、このように構成されたレーザビームプリンタ１０の動作について、他の構成要素にも言及しつつ説明する。
【００４５】まず、不図示のホスト装置からの画像信号がレーザビームプリンタ１０に入力されると、感光体２０、各現像装置に設けられたトナー坦持体としての現像ローラ、及び、中間転写体７０が回転する。感光体２０は、回転しながら、帯電位置において帯電装置３０により順次帯電される。
【００４６】感光体２０の帯電された領域は、感光体２０の回転に伴って露光位置に至り、露光装置４０によって、第１色目、例えばイエローＹ、の画像情報に応じた潜像が該領域に形成される。また、ＹＭＣＫ現像装置５０は、イエロー（Ｙ）トナーを収容したイエロー現像装置５２ｄを、感光体２０に対向した現像位置に位置させる。
【００４７】感光体２０上に形成された潜像は、感光体２０の回転に伴って現像位置に至り、イエロー現像装置５２ｄによってイエロートナーで現像される。これにより、感光体２０上にイエロートナー像が形成される。
【００４８】感光体２０上に形成されたイエロートナー像は、感光体２０の回転に伴って一次転写位置に至り、一次転写装置６０によって、中間転写体７０に転写される。この際、一次転写装置６０には、トナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧が印加される。なお、この間、二次転写装置８０は、中間転写体７０から離間している。
【００４９】上記の処理が、第２色目、第３色目、及び、第４色目について繰り返して実行されることにより、各画像信号に対応した４色のトナー像が、中間転写体７０に重なり合って転写される。これにより、中間転写体７０上にはフルカラートナー像が形成される。
【００５０】中間転写体７０上に形成されたフルカラートナー像は、中間転写体７０の回動に伴って二次転写位置に至り、二次転写装置８０によって記録媒体に転写される。なお、記録媒体は、給紙トレイ９２から、給紙ローラ９４、レジローラ９６を介して二次転写装置８０へ搬送される。また、転写動作を行う際、二次転写装置８０は中間転写体７０に押圧されるとともに二次転写電圧が印加される。
【００５１】記録媒体に転写されたフルカラートナー像は、定着装置９０によって加熱加圧されて記録媒体に融着される。
【００５２】なお、感光体２０は、帯電装置３０とともにユニット化されており、このユニットはレーザビームプリンタ１０本体に対して着脱可能である。また、ブラック現像装置５２ａ、マゼンタ現像装置５２ｂ、シアン現像装置５２ｃ、及び、イエロー現像装置５２ｄは、レーザビームプリンタ１０本体に対してそれぞれ着脱可能である。
【００５３】＝＝＝現像装置の概要＝＝＝次に、図２を参照しつつ、現像装置の概要について説明する。図２は、現像装置の主要構成要素を示した断面図である。なお、図１同様、図２にも、矢印にて上下方向を示しており、例えば、現像ローラ５１０の中心軸は、感光体２０の中心軸よりも下方にある。また、図１では、イエロー現像装置５２ｄが感光体２０と対向する現像位置に位置している状態にて示されている。
【００５４】ＹＭＣＫ現像装置５０には、ブラック（Ｋ）トナーを収容したブラック現像装置５２ａ、マゼンタ（Ｍ）トナーを収容したマゼンタ現像装置５２ｂ、シアン（Ｃ）トナーを収容したシアン現像装置５２ｃ、及び、イエロー（Ｙ）トナーを収容したイエロー現像装置５２ｄが設けられているが、各現像装置の構成は同様であるので、以下、イエロー現像装置５２ｄについて説明する。
【００５５】イエロー現像装置５２ｄは、現像剤坦持体としての現像ローラ５１０、シール部材５２０、トナー収容部５３０、フレーム５４０、トナー供給部材としてのトナー供給ローラ５５０、層厚規制部材としての規制ブレード５６０、規制ブレードを付勢するためのブレード裏部材５７０を有している。
【００５６】トナー坦持体としての現像ローラ５１０は、トナーＴを坦持して感光体２０と対向する現像位置に搬送する。この現像ローラ５１０は、アルミニウム、ステンレス、鉄等により製造されており、必要に応じて、ニッケルメッキ、クロムメッキ等が施されている。また、現像ローラ５１０は、中心軸を中心として回転可能であり、図２に示すように、感光体２０の回転方向（図２において時計方向）と逆の方向（図２において反時計方向）に回転する。その中心軸は、感光体２０の中心軸よりも下方にある。また、図２に示すように、イエロー現像装置５２ｄが感光体２０と対向している状態では、現像ローラ５１０と感光体２０との間には空隙が存在する。すなわち、イエロー現像装置５２ｄは、感光体２０上に形成された潜像を非接触状態で現像する。なお、感光体２０上に形成された潜像を現像する際には、現像ローラ５１０と感光体１０との間に交番電界が形成される。
【００５７】シール部材５２０は、イエロー現像装置５２ｄ内のトナーＴが器外に漏れることを防止するとともに、現像位置を通過した現像ローラ５１０上のトナーＴを、掻き落とすことなく現像器内に回収する。このシール部材５２０は、ポリエチレンフィルム等からなるシールである。シール部材５２０は、シール支持板金５２２によって支持されており、シール支持板金５２２を介してフレーム５４０に取り付けられている。また、シール部材５２０の現像ローラ５１０側とは逆側には、モルトプレーン等からなるシール付勢部材５２４が設けられており、シール部材５２０は、シール付勢部材５２４の弾性力によって、現像ローラ５１０に押しつけられている。なお、シール部材５２０が現像ローラ５１０に当接する当接位置は、現像ローラ５１０の中心軸よりも上方である。
【００５８】トナー収容部５３０は、トナーＴを収容する部分であり、フレーム５４０の一部により構成されている。なお、トナー収容部５９０に収容されたトナーＴを攪拌するための攪拌部材を設けてもよいが、本実施の形態では、ＹＭＣＫ現像装置の回転に伴って各現像装置（ブラック現像装置５２ａ、マゼンタ現像装置５２ｂ、シアン現像装置５２ｃ、イエロー現像装置５２ｄ）が回転し、これにより各現像装置内のトナーＴが攪拌されるため、トナー収容部５３０には攪拌部材を設けていない。
【００５９】トナー供給ローラ５５０は、トナー収容部５３０に収容されたトナーＴを現像ローラ５１０に供給する。このトナー供給ローラ５５０は、ポリウレタンフォーム等からなり、弾性変形された状態で現像ローラ５１０に当接している。トナー供給ローラ５５０は、トナー収容部５３０の下部に配置されており、トナー収容部５３０に収容されたトナーＴは、該トナー収容部５３０の下部にてトナー供給部材５３０によって現像ローラ５１０に供給される。トナー供給ローラ５５０は、中心軸を中心として回転可能であり、その中心軸は、現像ローラ５１０の回転中心軸よりも下方にある。また、トナー供給ローラ５５０は、現像ローラ５１０の回転方向（図２において反時計方向）と逆の方向（図２において時計方向）に回転する。なお、トナー供給ローラ５５０は、トナー収容部５３０に収容されたトナーＴを現像ローラ５１０に供給する機能を有するとともに、現像後に現像ローラ５１０に残存しているトナーを、現像ローラ５１０から剥ぎ取る機能をも有している。
【００６０】層厚規制部材としての規制ブレード５６０は、現像ローラ５１０に坦持されたトナーＴの層厚を規制し、また、現像ローラ５１０に坦持されたトナーＴに電荷を付与する。この規制ブレード５６０は、ゴム部５６０ａと、ゴム支持部５６０ｂとを有している。ゴム部５６０ａは、シリコンゴム、ウレタンゴム等からなり、ゴム支持部５６０ｂは、リン青銅、ステンレス等のバネ性を有する薄板である。ゴム部５６０ａは、ゴム支持部５６０ｂに支持されており、ゴム支持部５６０ｂは、その一端部が一対のブレード支持板金５６２に挟まれて支持された状態で、ブレード支持板金５６２を介してフレーム５４０に取り付けられている。また、規制ブレード５６０の現像ローラ５１０側とは逆側には、モルトプレーン等からなるブレード裏部材５７０が設けられている。
【００６１】ここで、ゴム支持部５６０ｂの撓みによる弾性力によって、ゴム部５６０ａが現像ローラ５１０に押しつけられている。また、ブレード裏部材５７０は、ゴム支持部５６０ｂとフレーム５４０との間にトナーが入り込むことを防止して、ゴム支持部５６０ｂの撓みによる弾性力を安定させるとともに、ゴム部５６０ａの真裏からゴム部５６０ａを現像ローラ５１０の方向へ付勢することによって、ゴム部５６０ａを現像ローラ５１０に押しつけている。したがって、ブレード裏部材５７０は、ゴム部５６０ａの現像ローラ５１０への均一当接性を向上させている。
【００６２】規制ブレード５６０の、ブレード支持板金５６２に支持されている側とは逆側の端、すなわち、先端は、現像ローラ５１０に接触しておらず、該先端から所定距離だけ離れた部分が、現像ローラ５１０に幅を持って接触している。すなわち、規制ブレード５６０は、現像ローラ５１０にエッジにて当接しておらず、腹当たりにて当接している。また、規制ブレード５６０は、その先端が現像ローラ５１０の回転方向の上流側に向くように配置されており、いわゆるカウンタ当接している。なお、規制ブレード５６０が現像ローラ５１０に当接する当接位置は、現像ローラ５１０の中心軸よりも下方であり、かつ、トナー供給ローラ５５０の中心軸よりも下方である。
【００６３】フレーム５４０は、一体成型された複数のフレーム（上フレーム、下フレーム等）を接合して製造されたものであり、下部に開口部を有している。この開口部には、現像ローラ５１０がその一部が露出した状態で配置されている。
【００６４】このように構成されたイエロー現像装置５２ｄにおいて、トナー供給ローラ５５０がトナー収容部５９０に収容されているトナーＴを現像ローラ５１０に供給する。現像ローラ５１０に供給されたトナーＴは、現像ローラ５１０の回転に伴って、規制ブレード５６０の当接位置に至り、該当接位置を通過する際に、層厚が規制されるとともに、電荷が付与される。層厚が規制された現像ローラ５１０上のトナーＴは、現像ローラ５１０のさらなる回転によって、感光体２０に対向する現像位置に至り、該現像位置にて交番電界下で感光体２０上に形成された潜像の現像に供される。現像ローラ５１０のさらなる回転によって現像位置を通過した現像ローラ５１０上のトナーＴは、シール部材５２０を通過して、該シール部材５２０によって掻き落とされることなく現像装置内に回収される。
【００６５】＝＝＝トナーの構成＝＝＝次に、本実施の形態に係るトナーＴの構成について説明する。トナーＴは、母粒子と外添剤とを有している。この母粒子と外添剤とは、これらをヘンシェルミキサー、パーペンマイヤー等の高速流動混合機やメカノケミカル法等の混合機等により乾式混合させて相互に付着される。トナーＴは、負極性、正極性のどちらの極性のトナーでも良い。
【００６６】母粒子は、着色剤、帯電制御剤、離型剤（ＷＡＸ）、及び樹脂等の材料を有している。これらの材料を用いて、公知の混練粉砕法、スプレ−ドライ法、及び重合法等により、母粒子が製造される。なお、母粒子は、更に分散剤、磁性材、その他添加剤等を有していてもよい。
【００６７】母粒子としては、ポリスチレン及び共重合体、例えば水素添加スチレン樹脂、スチレン・イソブチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＡＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、スチレン・Ｐクロロスチレン共重合体、スチレン・プロピレン共重合体、スチレン・ブタジエン架橋ポリマー、スチレン・ブタジエン・塩素化パラフィン共重合体、スチレン・アリル・アルコール共重合体、スチレン・ブタジエンゴムエマルジョン、スチレン・マレイン酸エステル共重合体、スチレン・イソブチレン共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体、アクリレート系樹脂あるいはメタアクリレート系樹脂及びその共重合体、スチレン・アクリル系樹脂及び及びその共重合体、例えばスチレン・アクリル共重合体、スチレン・ジエチルアミノ・エチルメタアクリレート共重合体、スチレン・ブタジエン・アクリル酸エステル共重合体、スチレン・メチルメタアクリレート共重合体、スチレン・ｎ−ブチルメタアクリレート共重合体、スチレン・メチルメタアクリレート・ｎ−ブチルアクリレート共重合体、スチレン・メチルメタアクリレート・ブチルアリレート・Ｎ−（エトキシメチル）アクリルアミド共重合体、スチレン・グリシジルメタアクリレート共重合体、スチレン・ブタジエン・ジメチル・アミノエチルメタアクリレート共重合体、スチレン・アクリル酸エステル・マレイン酸エステル共重合体、スチレン・メタアクリル酸メチル・アクリル酸２−エチルヘキシル共重合体、スチレン・ｎ−ブチルアリレート・エチルグリコールメタアクリレート共重合体、スチレン・ｎ−ブチルメタアクリレート・アクリル酸共重合体、スチレン・ｎ−ブチルメタアクリレート・無水マレイン酸共重合体、スチレン・ブチルアクリレート・イソブチルマレイン酸ハ−フエステル・ジビニルベンゼン共重合体、ポリエステル及びその共重合体、ポリエチレン及びその共重合体、エポキシ樹脂、シリコ−ン樹脂、ポリプロピレン及びその共重合体、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニールアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂などを１種類あるいは２種類以上ブレンドしたものを使用することができる。
【００６８】着色剤としては、カーボンブラック、スピリットブラック、ニグロシン、ローダミン系、トリアミノトリフェニルメタン、カチオン系、ジオキサジン、銅フタロシニアン、ベリレン、アゾ系、含金アゾ顔料、アゾクロムコンプレックス、カーミン系、ベンジジン系、ソーラピュアイエロー８Ｇ、キナクリドン、ポリタングストリン酸、インダスレンブルー、スルホンアミド誘導体等を使用することができる。
【００６９】帯電制御剤としては、電子受容性の有機錯体、塩素化ポリエステル、ニトロフニン酸、第４級アンモニウム塩、ピリジニル塩等を使用できる。
【００７０】離型剤（ＷＡＸ）としては、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、エチレンビスアマイド、マイクロクリスタリンワックス、カルナバワックス、密ロウ等のパラフィン系ワックスが好ましく使用されるが、トナーの母粒子に相溶せず、遊離性を有するものであれば特に限定されるものではない。なお、本実施の形態において「相溶性がない」とは溶融混練したとき、母粒子中にワックスが島状に分散され、樹脂の分子鎖の中に取り込まれていない状態をいう。
【００７１】なお、定着行程においてトナーＴが定着ローラに付着することを防止するために、定着ローラにオイルを塗布することが行われる場合があるが、本実施の形態では、かかるオイル塗布を不要とするために、母粒子に多くの離型剤を含ませている。離型剤の含有量は樹脂に対して、３〜１０重量％。である。
【００７２】分散剤としては、金属石鹸、ポリエチレングリコール等を使用できる。その他の添加剤としては、ステアリン酸亜鉛、酸化亜鉛、酸化セリウム等を使用することができる。
【００７３】磁性剤としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｎ等の金属粉、Ｆｅ3Ｏ4、Ｆｅ2Ｏ3、Ｃｒ2Ｏ3、フェライト等の金属酸化物、マンガンと酸を含む合金等の熱処理によって強磁性を示す合金等を用いることができ、予めカップリング剤等の予備処理を施しても構わない。
【００７４】外添剤としては、表面に疎水化処理を施した種々のものが使用できる。本実施の形態に係るトナーＴでは、外添剤としてシリカを用いたが、シリカ以外に、酸化アルミニウム、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化マグネシウム、酸化クロム等の金属酸化物の微粒子、窒化珪素等窒化物の微粒子、炭化珪素等炭化物の微粒子、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等の金属塩の微粒子及びこれらの複合物等の無機微粒子や、アクリル微粒子等の有機微粒子を用いることができる。また、これらの表面処理剤として、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、フッ素含有シランカップリング剤、シリコーンオイル等を用いることができる。これらの処理剤で処理された外添剤の疎水化率は、従来のメタノール法によるもので６０％以上のものが好ましい。これ以下であると、高温高湿化において、水分の吸着により帯電性及び流動性の低下を起しやすく好ましくない。外添剤の粒径としては、搬送性、帯電性の観点から０.００１〜１μｍであることが好ましい。また、外添剤は１種類に限定されるものではなく、２種類以上のものを混合したものも使用することができる。
【００７５】＝＝＝トナー分析方法＝＝＝次に、トナーの分析方法について、図３を参照しつつ説明する。図３は、本実施の形態に係るトナーに関して、母粒子と外添剤との付着状態の分析に用いるトナー分析方法を説明するための図である。図４は、母粒子に含まれる元素Ｃだけでできた真球の粒子、及び、外添剤に含まれる元素Ｓｉだけでできた真球の粒子を示した図である。図５は、本実施の形態に係るトナー粒子の等価粒径分布図である。
【００７６】本実施の形態におけるトナー分析方法では、前述した小孔通過法と異なり、粒径が１ミクロン以下のトナー粒子についても分析できる。さらに、前述した走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ： Scanning Electron Microscope）と異なり、各トナー粒子の物性等を定量的に分析することができる。これらの点で、極めて優れたトナー分析方法である。
【００７７】本実施の形態においては、トナーＴの母粒子と外添剤との付着状態を分析する方法として、電子写真学会年次大会（通算９５回）、“ Japan Hardcopy'97 ”論文集、「新しい外添評価方法−パーティクルアナライザによるトナー分析−」、鈴木俊之、高原寿雄、電子写真学会主催、１９９７年７月９〜１１日、に開示されているトナー分析方法を採用している。なお、パーティクルアナライザとしては、例えば、横河電機製ＰＴ１０００等がある。
【００７８】このトナー分析方法は、樹脂等からなり元素Ｃを含む母粒子に、シリカ等からなり元素Ｓｉを含む外添剤を付着させて形成されたトナーＴの粒子をプラズマ中に導入することにより、トナーＴの粒子を励起させ、この励起に伴う、図３に示すような発光スペクトルを得ることにより、元素分析を行う方法である。図３において、発光スペクトルの横軸は時間軸を示す。
【００７９】まず、図３（ａ）に示すようにトナーＴの母粒子に外添剤が付着したトナーＴの粒子がプラズマに導入されると、母粒子に含まれる元素Ｃ、及び、外添剤に含まれる元素Ｓｉがともに発光する。
【００８０】このとき、母粒子と外添剤とが同時にプラズマに導入されることから、母粒子に含まれる元素Ｃと外添剤に含まれる元素Ｓｉとは同時に発光するようになる。このように、母粒子に含まれる元素Ｃと外添剤に含まれる元素Ｓｉとが同時に発光する状態の場合は、母粒子と外添剤とが同期しているという。換言すれば、母粒子と外添剤とが同期した状態は、外添剤が母粒子に付着している状態を表すことになる。
【００８１】また、同図（ｂ）に示すように外添剤が付着していない母粒子や、母粒子から遊離した外添剤がプラズマに導入される場合は、前述と同様に、母粒子に含まれる元素Ｃおよび外添剤に含まれる元素Ｓｉはいずれも発光するが、このとき、母粒子と外添剤とが異なる時間にプラズマに導入されることから、母粒子に含まれる元素Ｃと外添剤に含まれる元素Ｓｉとは異なる時間に発光するようになる（例えば、母粒子が外添剤より先にプラズマに導入されると、先に母粒子に含まれる元素Ｃが発光し、その後遅れて外添剤に含まれる元素Ｓｉが発光する）。
【００８２】このように、母粒子と外添剤とが互いに異なる時間に発光する状態の場合は、母粒子と外添剤とが同期していない（つまり、非同期である）という。換言すれば、母粒子と外添剤とが非同期である状態は、外添剤が母粒子に付着していない状態で、遊離外添剤として存在している。
【００８３】更に、図３において発光信号の高さは、その発光の強さを表しているが、この発光の強さは粒子の大きさや形ではなく、粒子内に含まれているその元素（Ｃ,Ｓｉ）の原子数に比例している。
【００８４】そこで、母粒子に含まれる元素Ｃ及び外添剤に含まれる元素Ｓｉの発光が得られたとき、図４に示すように、各元素の発光強度を粒子の大きさとして表すために、元素Ｃの発光強度に応じた粒径を有する、母粒子に含まれる元素Ｃだけでできた真球の粒子、及び、元素Ｓｉの発光強度に応じた粒径を有する、外添剤に含まれる元素Ｓｉだけでできた真球の粒子を仮定する。
【００８５】このような、元素Ｃの発光強度に応じた粒径を有する、母粒子に含まれる元素Ｃだけでできた真球の粒子を、母粒子の等価粒子と呼び、その粒径（直径）を母粒子の等価粒径と呼ぶ。また、元素Ｓｉの発光強度に応じた粒径を有する、外添剤に含まれる元素Ｓｉだけでできた真球の粒子を、外添剤の等価粒子と呼び、その粒径（直径）を外添剤の等価粒径と呼ぶ。外添剤は非常に小さいことから、その粒子を１個ずつ検出することができないので、検出された外添剤の発光信号を足し合わせて１つの等価粒子に換算して分析している。
【００８６】等価粒径の大きさを示すために、３乗根電圧を用いる。ある元素についての発光強度をデータ処理するためには、発光強度を電圧値に変換する必要があるが、発光強度を単に電圧値に変換したのでは、その数値のレンジがあまりにも広くなり過ぎる。そこで、発光強度を電圧に変換した電圧値の３乗根をとり、この３乗根電圧にて、等価粒径の大きさを示すことした。
【００８７】本実施の形態に係るトナーについて、母粒子に含まれる元素Ｃ、および外添剤に含まれる元素Ｓｉの各発光強度に応じて得られた３乗根電圧値を、トナーＴの粒子毎にプロットすると、図５に示すようなトナー粒子の等価粒径分布図が得られる。図５において、横軸（Ｘ軸）は母粒子の等価粒子についての三乗根電圧を表し、縦軸（Ｙ軸）は外添剤の等価粒子についての三乗根電圧を表している。
【００８８】横軸（Ｘ軸）上のトナー粒子は、外添剤が付着されていない非同期の母粒子からなるトナー粒子を表しており、縦軸（Ｙ軸）上のトナー粒子は、母粒子から遊離した非同期の外添剤（遊離外添剤）からなるトナー粒子を表している。また、横軸および縦軸上にないトナー粒子は、母粒子に外添剤が付着している同期のトナー粒子を表している。
【００８９】この図５に示すトナー粒子の等価粒径分布図を用いて、トナーＴの母粒子に対する外添剤の付着状態を分析することが可能となる。図５において、トナー粒子Ｐ１について、母粒子の等価粒径をＰ１Ｂ、外添剤の等価粒径をＰ１０とし、トナー粒子Ｐ２について、母粒子の等価粒径をＰ２Ｂ、外添剤の等価粒径をＰ２０とすると、（Ｐ１Ｏ／Ｐ１Ｂ）＞（Ｐ２Ｏ／Ｐ２Ｂ）である。このことは、トナー粒子Ｐ１の方が、トナー粒子Ｐ２よりも、より多くの外添剤が付着していることを意味する。図５に示すトナーの等価粒度分布図の詳細については、後述する。
【００９０】なお、前述の例では、トナーの母粒子と外添剤との付着状態を分析する方法として、前述の論文集に開示されているトナー分析方法を用いるものとしているが、トナーの母粒子と外添剤との付着状態を分析することができるトナー分析方法であれば、どのようなトナー分析方法を用いることができる。
【００９１】＝＝＝母粒子に対する外添剤の重量濃度＝＝＝次に、図５及び図６を参照しつつ、本実施の形態に係るトナーの、母粒子に対する外添剤の重量濃度に関する特徴について説明する。図６は、規制ブレード５６０が現像ローラ５１０に坦持されたトナーＴの層厚を規制する様子を示した図である。
【００９２】図６に示すように、現像ローラ５１０に坦持されたトナーＴは、規制ブレード５６０によって、層厚が規制されるとともに、電荷が付与される。
【００９３】現像ローラ５１０の表面は所定の表面粗さを有しており、主として凸部（山部）と凸部（山部）との間にトナー粒子を坦持して搬送する。トナー粒子は、規制ブレード５６０が現像ローラ５１０に当接している位置に搬送されると、規制ブレード５６０によって現像ローラ５１０の表面に擦り付けられ、摩擦帯電される。なお、図６に示すように、規制ブレード５６０の、トナーＴの層厚規制に用いられる側も所定の表面粗さを有している。
【００９４】したがって、図６に示したトナー粒子のうち、例えば、比較的大きなトナー粒子ＰＬは、規制ブレード５６０によって現像ローラ５１０の表面に擦り付けられて、効果的に摩擦帯電される。一方、図６に示したトナー粒子のうち、例えば、比較的小さなトナー粒子ＰＳは、規制ブレード５６０によって現像ローラ５１０の表面に擦り付けられず、摩擦帯電されづらい。
【００９５】このような比較的小さなトナー粒子、すなわち摩擦帯電されづらいトナー粒子は、交番電界下における潜像の現像に適していない。よって、現像ローラ５１０の回転に伴ってトナー収容部５３０に戻された際に、トナー供給ローラ５５０によって、現像ローラ５１０から剥ぎ取る必要がある。
【００９６】しかしながら、トナー粒子の、現像ローラ５１０からの剥ぎ取り易さは、トナー粒子が有する外添剤の量に左右される。すなわち、母粒子に多くの外添剤が付着しているトナー粒子は、現像ローラ５１０から剥ぎ取り易く、逆に、母粒子に外添剤があまり付着していないトナー粒子は、現像ローラ５１０から剥ぎ取り難い。母粒子に付着している外添剤の量が多いトナー粒子ほど粘着性が低く、それ故、現像ローラ５１０に対する付着力も小さい。
【００９７】以下、比較的小さなトナー粒子、すなわち摩擦帯電されづらいトナー粒子において、母粒子に外添剤が多く付着している本実施の形態に係るトナー（以下、「本件トナー」ともいう。）と、母粒子に外添剤があまり付着していないトナー（以下、「参考トナー」ともいう。）を比較しながら、詳しく説明する。
【００９８】＜＜＜本件トナーと参考トナーの構成上の相違＞＞＞まず、本件トナーと参考トナーの構成上の相違について説明する。
【００９９】前述したように、本件トナーに含まれるトナー粒子の等価粒径分布は、図５に示したものとなる。
【０１００】ここで、現像ローラ５１０の回転方向における十点平均粗さをＲ１とし、規制ブレード５６０の層厚規制に用いられる側の、先端に向かう方向における十点平均粗さをＲ２とし、ΔＲ＝｜Ｒ１−Ｒ２｜とする。さらに、ΔＲなる等価粒径（直径）を有する母粒子についての前記三乗根電圧をＤＸとする（図５参照）。
【０１０１】また、本件トナーの分析を行うために同図に示すような近似直線α１、α２を求める。近似直線α１、及び、α２は、横軸および縦軸上にないトナー粒子、すなわち、母粒子に外添剤が付着している同期のトナー粒子を対象とした近似直線であるが、近似直線α１は、トナーを構成するトナー粒子のうちの、母粒子の等価粒子についての三乗根電圧が上記ＤＸ以下である、すなわち、母粒子の等価粒径が上記ΔＲ以下であるトナー粒子を対象として、これらのトナー粒子の分布を最小２乗法で近似した原点を通る一本の直線であり、近似直線α２は、トナーを構成するトナー粒子のうちの、母粒子の等価粒子についての三乗根電圧が上記ＤＸより大きい、すなわち、母粒子の等価粒径が上記ΔＲより大きいトナー粒子を対象として、これらのトナー粒子の分布を最小２乗法で近似した一本の直線である。
【０１０２】ここで、近似直線α１の傾き（ｔａｎθ１）は、トナーを構成するトナー粒子のうちの、母粒子の等価粒径が上記ΔＲ以下であるトナー粒子における、母粒子に対する同期外添剤の重量濃度を示している。また、近似直線α２の傾き（ｔａｎθ２）は、トナーを構成するトナー粒子のうちの、母粒子の等価粒径が上記ΔＲよりも大きいトナー粒子における、母粒子に対する同期外添剤の重量濃度を示している。
【０１０３】本件トナーにおいては、図５に示すように、θ１＞θ２、なる関係が成立している。すなわち、トナーを構成するトナー粒子のうち、母粒子の等価粒径が、｜Ｒ１−Ｒ２｜以下であるトナー粒子についての、母粒子に対する外添剤の重量濃度は、母粒子の等価粒径が、｜Ｒ１−Ｒ２｜よりも大きいトナー粒子についての、母粒子に対する外添剤の重量濃度よりも高い。
【０１０４】本件トナーは、種々の方法により製造することができる。例えば、粒径の小さいトナー粒子からなるトナーに対して多くの外添剤を添加し、その後このトナーを、他のトナーと混合させる等の方法により製造することができる。
【０１０５】このような本件トナーに対して、参考トナーとしては、前述したθ１＞θ２、なる関係が成立していない等価粒径分布を有するものを使用する。
【０１０６】＜＜＜本件トナーと参考トナーの作用上の相違＞＞＞次に、このような構成上の相違を有する本件トナー及び参考トナーを用いて、実際に現像装置を動作させた場合に、どのような作用上の相違が生ずるかについて説明する。
【０１０７】まず、参考トナーをトナー収容部５９０に投入した。次に、トナー供給ローラ５５０、及び、現像ローラ５１０を回転させると、トナー収容部５９０に収容された参考トナーが現像ローラ５１０に供給され、さらなる現像ローラ５１０の回転に伴って、規制ブレード５６０により層厚が規制され、感光体２０に対向する現像位置に至り、その後、トナー収容部５９０に戻され、トナー供給ローラ５５０によって、現像ローラ５１０からの剥ぎ取り及び現像ローラ５１０への供給がなされた。
【０１０８】しかし、現像ローラ５１０が数回転すると、現像ローラ５１０の表面に白色がかった粒子が付着した。さらに、現像ローラ５１０が回転を続けると、現像ローラ５１０の周方向に沿ってスジ状に付着したトナーが現れた。さらに、現像ローラ５１０が回転を続けると、スジ状のトナーが顕著となり、このスジ状のトナーがシール部材５２０に接触した際に、トナーが飛散する現象が生じた。さらに、現像ローラ５１０が回転を続けると、トナーが現像ローラ５１０に融着してしまう、いわゆるフィルミング現象が生じた。
【０１０９】このような好ましくない現象が生じた原因は、現像ローラ５１０が数回転した際に、現像ローラ５１０の表面上に白色がかった粒子が付着したことにある。
【０１１０】そこで、この白色がかった粒子を分析したところ、粒径が１μｍ程度であり、かつ、離型剤（ＷＡＸ）を多く含むトナー粒子であった。なお、白色がかって見えたのは、離型剤（ＷＡＸ）自体が白色であるからである。
【０１１１】この白色がかったトナー粒子は、離型剤（ＷＡＸ）を多く含むため粘着性が高い。それ故、一度現像ローラ５１０に付着すると、トナー供給ローラ５５０によっては、現像ローラ５１０から剥ぎ取られず、現像ローラ５１０上に残存する。したがって、トナー供給ローラ５５０は、この残存する白色がかった粒子の上にトナーを供給することになる。残存する白色がかった粒子の上に供給されたトナーは、現像ローラ５１０表面に接触しづらいため、規制ブレード５６０を通過しても十分に電荷が付与されず、かつ、層厚も正しく規制されず、その結果、前述したように、現像ローラ５１０の周方向に沿ってスジ状に付着したトナーが現れることとなる。
【０１１２】次に、本件トナーをトナー収容部５９０に投入した。次に、トナー供給ローラ５５０、及び、現像ローラ５１０を回転させると、トナー収容部５９０に収容された本件トナーが現像ローラ５１０に供給され、さらなる現像ローラ５１０の回転に伴って、規制ブレード５６０により層厚が規制され、感光体２０に対向する現像位置に至り、その後、トナー収容部５９０に戻され、トナー供給ローラ５５０によって、現像ローラ５１０からの剥ぎ取り及び現像ローラ５１０への供給がなされた。
【０１１３】本件トナーの場合は、現像ローラ５１０が回転を続けても、現像ローラ５１０の表面に白色がかった粒子が現れず、その結果、前述したような、スジ状に付着したトナーの出現、トナーの飛散現象、及び、フィルミング現象も発生しなかった。
【０１１４】本件トナーにおいては、前述したように、トナーを構成するトナー粒子のうち、母粒子の等価粒径が、｜Ｒ１−Ｒ２｜以下であるトナー粒子についての、母粒子に対する外添剤の重量濃度は、母粒子の等価粒径が、｜Ｒ１−Ｒ２｜よりも大きいトナー粒子についての、母粒子に対する外添剤の重量濃度よりも高い。すなわち、１μｍ程度のいわゆる微粒子トナーにおいて、多くの外添剤が母粒子に付着している。
【０１１５】それ故、離型剤（ＷＡＸ）を多く含み粘着性の高い微粒子トナーが、トナー供給ローラ５５０によって現像ローラ５１０に供給されても、トナー収容部５９０に回収された際に、トナー供給ローラ５５０によって、現像ローラ５１０から効果的に剥ぎ取られる。よって、離型剤（ＷＡＸ）を多く含み粘着性の高い微粒子トナーが現像ローラ５１０上に残存するという現象の発生が防止される。
【０１１６】また、本実施の形態のように導電性を有する現像ローラ５１０を用いた場合、粒径の小さなトナー粒子は、鏡像力の作用によっても、現像ローラ５１０の表面に強く付着する。鏡像力を小さくするには、トナー粒子を摩擦帯電されづらくすべく、外添剤として酸化チタンを用いてもよい。外添剤として酸化チタンを用いた場合は、Ｔｉの発光スペクトルを検出して処理すればよい。
【０１１７】＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝以上、いくつかの実施の形態に基づき本発明に係る現像装置等を説明したが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【０１１８】本発明は、１μｍ程度のいわゆる微粉トナーがトナー坦持体に付着してしまうことを防止しうる限り、あらゆる現像装置等に適用される。
【０１１９】例えば、本発明は、離型剤（ＷＡＸ）自体が高い粘着性を有するので、離型剤（ＷＡＸ）を有するトナーに対して特に有効であるが、離型剤（ＷＡＸ）を有しないトナーについても適用可能である。
【０１２０】また、本発明は、前述した規制ブレードの先端がトナー坦持体に接触しておらず、該先端から所定距離離れた部分が前記トナー坦持体に接触しており、その接触位置が前記トナー坦持体の回転中心位置よりも下方である現像装置について特に有効であるが、規制ブレードの先端がトナー坦持体に接触している現像装置、又は、その接触位置が前記トナー坦持体の回転中心位置よりも上方である現像装置についても適用可能である。
【０１２１】また、本発明は、トナー粒子を前記トナー坦持体に供給する回転可能なトナー供給部材を有し、このトナー供給部材の回転方向が前記トナー坦持体の回転方向とは逆方向である現像装置について特に有効であるが、トナー供給部材の回転方向が前記トナー坦持体の回転方向と同方向である現像装置についても適用可能である。
【０１２２】また、本発明は、現像装置内のトナーの漏れを防止するための、前記トナー坦持体に当接しているシール部材を有し、この当接位置が前記トナー坦持体の回転中心位置よりも上方である現像装置について特に有効であるが、前記当接位置が前記トナー坦持体の回転中心位置よりも下方である現像装置についても適用可能である。
【０１２３】また、本発明は、トナーを収容するトナー収容部を有し、前記トナー供給部材は前記トナー収容部の下部に配置されており、前記トナー収容部に収容されたトナーは、該トナー収容部の下部にて前記トナー供給部材によって前記トナー坦持体に供給される現像装置について特に有効であるが、前記トナー供給部材が前記トナー収容部の上部に配置されており、前記トナー収容部に収容されたトナーが、該トナー収容部の上部にて前記トナー供給部材によって前記トナー坦持体に供給される現像装置についても適用可能である。
【０１２４】さらに、前述した実施の形態においては、画像形成装置として中間転写型のフルカラーレーザビームプリンタを例にとって説明したが、本発明は、中間転写型以外のフルカラーレーザビームプリンタ、モノクロレーザビームプリンタ、複写機、ファクシミリなど、各種の画像形成装置に適用可能である。
【０１２５】また、感光体についても、円筒状の導電性基材の外周面に感光層を設けて構成した、いわゆる感光ローラに限られず、ベルト状の導電性基材の表面に感光層を設けて構成した、いわゆる感光ベルトであってもよい。
【０１２６】また、本発明に係る現像装置は、前述した実施の形態にて説明した構成の装置に限定されるものではなく、少なくとも、トナーを坦持して移動するトナー坦持体と、このトナー坦持体に坦持されたトナーの層厚を規制するための層厚規制部材とを有する現像装置であれば、どのような現像装置にも適用することが可能である。
【０１２７】例えば、トナー担持体としては、磁性、非磁性、導電性、絶縁性、金属、ゴム、樹脂等、トナー担持体を構成し得るものであればすべてのものを用いることができる。例えば、材質的には、アルミニウム、ニッケル、ステンレス、鉄等の金属、天然ゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ネオプレンゴム、ＮＢＲ等のゴム、スチロール樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、メタクリル樹脂、ナイロン樹脂等の樹脂を用いることができる。また、これらの材質の上層部にコートしても使用できることは言うまでもない。その場合、コート材としては、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエステル、ナイロン、アクリル等が使用できる。また、形態としては、非弾性体、弾性体、単層、多層、フィルム、ローラ等のすべてのものを用いることができる。
【０１２８】また、トナー供給部材についても同様であり、材質としては、前述したポリウレタンフォームの他、ポリスチレンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリエステルフォーム、エチレンプロピレンフォーム、ナイロンフォーム、シリコンフォーム等が使用することができる。なお、トナー供給手段の発泡セルは単泡、連泡のどちらでも使用できる。なお、フォーム材に限られず、弾性を有するゴム材を使用しても良い。詳しくは、シリコンゴム、ウレタンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロロヒドリンゴム、ニトリルブタジエンゴム、アクリルゴムにカーボン等の導電剤を分散成型したものが使用できる。
【０１２９】また、層厚規制部材としては、前述したように、ゴム部とゴム支持部を有するものが用いられるが、ゴム部の材質は、前述したシリコンゴム、ウレタンゴムの他、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロロヒドリンゴム、ニトリルブタジエンゴム、アクリルゴムにカーボン等が使用できる。また、ゴム支持部とゴム部を別々に製造した後に、これらを接合して構成されたものでなくてもよく、例えば、これらの材料を単独で一体成型したものや、ステンレス薄板単独で層厚規制部材を構成したものも同様に使用できる。更に、前述の材料の上層部に樹脂をコートしても使用できる。そのコート材としては、ポリエチレン、ポリスチレン、ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル等が使用できる。
【０１３０】また、前述した実施形態に係る現像装置、コンピュータ本体、ＣＲＴ等の表示装置、及び、マウスやキーボード等の入力装置を備えたコンピュータシステムも実現可能であり、このようにして実現されたコンピュータシステムは、システム全体として従来システムよりも優れたシステムとなる。
【０１３１】
【発明の効果】本発明によれば、粒径の小さいトナー粒子が含まれるトナーを用いて高品質な画像を形成するための現像装置、画像形成装置、トナー、及び、コンピュータシステムを実現することが可能となる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２３６９
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
【住所又は居所】東京都新宿区西新宿２丁目４番１号
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| 【出願日】 |
平成１３年９月２７日（２００１．９．２７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９５７２８
【弁理士】
【氏名又は名称】上柳 雅誉 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−１０７９０５（Ｐ２００３−１０７９０５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年４月１１日（２００３．４．１１） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−２９７７６１（Ｐ２００１−２９７７６１） |
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