JP2006071841A

JP2006071841A - ２成分現像剤と、それを用いた画像形成装置

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Publication number: JP2006071841A
Application number: JP2004253347A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Yabe; 成男矢部; Kozo Teramoto; 浩三寺本
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2004-08-31
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2006-03-16

Abstract

【課題】高帯電トナーの発生やゴースト現象の発生を防止して、高品質の画像を安定して形成させることのできるハイブリッド現像用の２成分現像剤と、それを用いた画像形成装置とを提供すること。
【解決手段】磁気ローラ１１上の２成分現像剤と現像ローラ１２とを接触させて、現像ローラ１２上に上記２成分現像剤中の非磁性トナーを静電付着させ、さらに、現像ローラ１２上の非磁性トナーを感光体ドラム１３上に飛翔させて、感光体ドラム１３上の静電潜像をトナー像として顕像化させる。このように構成された画像形成装置用の２成分現像剤として、着色粒子と表面処理剤とを有する非磁性トナーと、磁性キャリアとからなり、上記着色粒子のうちの粒径が２．０μｍ以下であるものの含有割合が、上記着色粒子の総数に対して個数基準で１０％以下であり、かつ、上記着色粒径の平均円形度が０．９２５以上であるものを使用する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド現像方式による現像処理に用いる２成分現像剤と、かかる２成分現像剤を用いたハイブリッド現像方式による画像形成方法とに関する。

静電式複写機、レーザビームプリンタ、普通紙ファクシミリなどの画像形成装置においては、感光体ドラムなどの像担持体上に静電潜像を現像する方法として、磁性キャリアと非磁性トナーとからなる２成分現像剤を使用する２成分現像方式や、トナーのみの１成分現像剤を使用する１成分現像方式が挙げられる。
このうち、２成分現像方式には、キャリアが感光体ドラム上に移行して転写不良を生じるという問題や、このキャリアがさらに転写紙上に移行して定着装置の定着用ローラに傷を生じさせるという問題がある。一方、１成分現像方式には、トナーを摩擦によって帯電させる場合が多く、トナーの帯電不良によってかぶりなどの画像不良が生じ易くなるという問題がある。

そこで、これらの問題を解決する現像方法として、いわゆるハイブリッド現像方式が提案されている。このハイブリッド現像方式は、非磁性トナーと磁性キャリアとからなる２成分現像剤を磁気ローラの周表面に保持させ、この２成分現像剤を現像ローラの周表面と接触させることで、現像ローラ上に非磁性トナーのみからなるトナー層を形成し、さらに、このトナー層を感光体ドラム上の静電潜像に飛翔させることによって現像処理を実行する現像方式であって、現像ローラと感光体ドラムとを非接触の状態で現像処理を実行することから、画質の劣化を抑制するという点で有利である。

このハイブリッド現像方式において、磁性ローラから現像ローラへのトナーの供給は、形成画像の印字率の多少にかかわらず、常時、かつ、現像ローラの周表面全体にわたって実行されており、さらに、現像処理によって消費されずに、現像ローラ上に残留したトナーは、通常、逆バイアス電圧を印加するといった電気的方法によって除去されている。また、特許文献１に記載の現像装置では、現像処理によって消費されずに、現像ローラ（同文献にいう「トナー担持体２」）上に残留したトナーは、現像ローラの回転方向下流側に配置されたトナー剥離手段５（例えば、同文献の図５に示すスクレーパ２９）による物理的方法で除去されている。
特開２０００−２９８３９６号公報

しかしながら、特に、印字率の低い画像を繰り返し現像した場合には、現像ローラの周表面のうち、現像処理によってトナーが消費された部分に、上記の電気的方法によって除去されにくく、しかも感光体ドラム上に移行しにくい高帯電トナーが残存し、蓄積することがある。このような場合には、次の現像処理時に、前に現像された画像部分の画像濃度が低下するおそれがあり、前の現像処理の履歴が残像として現れる、いわゆるゴースト現象を生じる問題がある。

また、特許文献１に記載の現像装置のように、トナー剥離手段を現像ローラに圧接させて、現像処理後に残留したトナーを除去する場合には、トナー剥離手段が常時圧接することから、現像ローラが摩耗するおそれがあり、装置の耐久性が求められる用途には適さない。
そこで、本発明の目的は、ハイブリッド現像方式による画像形成に用いられる現像剤であって、高帯電トナーの発生やゴースト現象の発生を防止して、高品質の画像を安定して形成させることのできる２成分現像剤と、それを用いた画像形成装置とを提供することである。

本発明は、上記目的を達成するために、
（１）磁気ローラと、現像ローラと、周表面に静電潜像を担持する感光体ドラムとを備え、非磁性トナーと磁性キャリアとからなる２成分現像剤を上記磁気ローラの周表面に保持させ、この磁気ローラ上に保持された２成分現像剤と上記現像ローラとを接触させて、現像ローラの周表面に非磁性トナーを静電付着させ、さらに、上記現像ローラ上の非磁性トナーを上記感光体ドラムの周表面に飛翔させて、この感光体ドラム上の静電潜像をトナー像として顕像化させるように構成された画像形成装置に用いられる２成分現像剤であって、
上記非磁性トナーは、着色粒子と表面処理剤とを有し、上記着色粒子のうちの粒径が２．０μｍ以下であるものの含有割合が、上記着色粒子の総数に対して個数基準で１０％以下であり、かつ、上記着色粒子の平均円形度が０．９２５以上であることを特徴とする、２成分現像剤、
（２）上記着色粒子の平均円形度が、０．９２５以上、０．９８０以下であることを特徴とする、上記（１）に記載の２成分現像剤、
（３）磁気ローラと、現像ローラと、周表面に静電潜像を担持する感光体ドラムとを備え、非磁性トナーと磁性キャリアとからなる２成分現像剤を上記磁気ローラの周表面に保持させ、この磁気ローラ上に保持された２成分現像剤と上記現像ローラとを接触させて、現像ローラの周表面に非磁性トナーを静電付着させ、さらに、上記現像ローラ上の非磁性トナーを上記感光体ドラムの周表面に飛翔させて、この感光体ドラム上の静電潜像をトナー像として顕像化させるように構成された画像形成装置であって、
上記非磁性トナーは、着色粒子と表面処理剤とを有し、上記着色粒子のうちの粒径が２．０μｍ以下であるものの含有割合が、上記着色粒子の総数に対して個数基準で１０％以下であり、かつ、上記着色粒子の平均円形度が０．９２５以上であることを特徴とする、画像形成装置、
（４）上記感光体ドラム周表面に残存した転写残りトナーを除去するためのクリーニングブレードを備えており、かつ、上記着色粒子の平均円形度が、０．９２５以上、０．９８０以下であることを特徴とする、上記（３）に記載の画像形成装置、
を提供するものである。

本発明において、着色粒子の粒径は、フロー式粒子像分析装置などの画像解析手段による画像解析結果に基づいて算出されたものであって、個々の着色粒子についての円相当径を示している。具体的に、着色粒子の粒径は、解析画像上に現された着色粒子１個の投影面と同じ面積の円を求め、その円の直径を算出することによって得られる。また着色粒子の総数に対する、粒径２．０μｍ以下の着色粒子の含有割合（個数基準）は、上記した個々の着色粒子についての粒径（円相当径）の解析結果に基づいて、算出することができる。
また、本発明において、着色粒子の円形度は、フロー式粒子像分析装置などの画像解析手段による個々の着色粒子についての画像の解析結果に基づいて算出されたものである。具体的に、着色粒子の円形度は、解析画像上に現された着色粒子１個の投影面と同じ面積の円を求め、その円の周囲長を、上記投影面の周囲長で除することによって求められる。着色粒子の円形度が１に近づくにつれて、着色粒子の形状が真球状に近づくことを示しており、逆に、円形度が１よりも小さくなるにつれて、着色粒子の扁平さの度合いが高くなることを示している。

着色粒子の平均円形度は、任意に抽出された着色粒子のサンプル（総数５００〜３０００）について算出された円形度の算術平均である。

本発明の２成分現像剤およびそれを用いた画像形成装置によれば、非磁性トナーの高帯電化、微粉化を防止して、電気的および物理的な付着力を低減できることから、ゴースト現象の発生を防止することができ、しかも、現像ローラ上に残留したトナーを物理的方法に除去するための剥離手段が不要となる。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しつつ、詳細に説明する。
本発明の２成分現像剤は、着色粒子と表面処理剤とを有する非磁性トナーと、磁性キャリアとからなる。
本発明の２成分現像剤において、着色粒子のうちの粒径が２．０μｍ以下であるものの含有割合は、着色粒子の総数に対して個数基準で１０％以下、好ましくは、８％以下である。

上記粒径の値は、フロー式粒子像分析装置（ＦＰＩＡ−２０００、シスメックス（株）製）によって、粒径０．６〜４００μｍの範囲で測定した値である。上記測定装置による粒度分布の測定可能範囲は、粒径０．６〜４００μｍの範囲であることから、本発明においては、粒径０．６〜４００μｍの範囲内にある着色粒子を対象としている。この点については、後述するように、着色粒子の平均円形度についても同様である。

粒径が２．０μｍを下回る微細な着色粒子は、重量当たりの表面積が大きいことから、高帯電化して電気的な付着力が大きくなり易く、しかも、小粒径であることから、物理的な付着力も大きい。それゆえ、このような微細な着色粒子は、現像スリーブや磁性キャリアの表面から離れにくく、着色粒子中での含有割合が高い場合には、現像処理後に現像ローラ上のトナーを除去する効果が不十分になったり、現像ローラ上に形成されるトナー層の濃度が低下して、上述のゴースト現象が発生したりするおそれがある。しかしながら、本発明の２成分現像剤では、粒径が２．０μｍを下回る微細な着色粒子の含有割合が低くなるように設定されていることから、非磁性トナーの高帯電化を防止して、電気的および物理的な付着力を低減できる。それゆえ、本発明の２成分現像剤によれば、ゴースト現象の発生を防止することができる。

上記フロー式粒子像分析装置によって求められる着色粒子の粒径の最小値は、現状で０．６μｍ程度である。そこで、本発明においては、粒径が２．０μｍ以下である着色粒子のうち、粒径が０．６μｍ以上のものに限って、その個数基準の含有割合を算出しているが、本発明の趣旨からして、粒径が０．６μｍを下回る着色粒子についても、その含有割合が低いことが好ましい。

また、本発明においては、上記フロー式粒子像分析装置などの画像解析手段によって求められる着色粒子の粒径の最大値を考慮し、粒径２．０μｍ以下の着色粒子の含有割合を算出するための基準として、粒径が０．６〜４００μｍの範囲にある着色粒子の総数を用いている。しかし、大粒径の着色粒子は、形成画像の画質を低下させる原因物質であることから、通常、粒径が２０μｍを超える着色粒子については、全く含まれていないか、または、粒径が０．６〜４００μｍの範囲にある着色粒子の総数に対する含有割合が１個数％以下であることが好ましい。

着色粒子のうちの粒径が２．０μｍ以下であるものの含有割合（個数基準）を、上記範囲が満たされるように設定するには、着色粒子を分級して、粒径が２．０μｍの着色粒子を除去する操作を実施すればよい。
上記着色粒子の体積基準の中心粒径は、これに限定されるものではないが、好ましくは、４〜１２μｍであり、より好ましくは、６〜１０μｍである。

本発明の２成分現像剤において、着色粒子の平均円形度は、０．９２５以上、好ましくは、０．９４０以上である。
上記平均円形度の値は、フロー式粒子像分析装置（ＦＰＩＡ−２０００、シスメックス（株）製）によって、粒径０．６〜４００μｍの範囲で測定した値である。上述のとおり、上記測定装置による粒度分布の測定可能範囲は、粒径０．６〜４００μｍの範囲であることから、本発明においては、粒径０．６〜４００μｍの範囲内にある着色粒子を対象としている。

着色粒子の平均円形度が０．９２５以上であるときは、着色粒子の形状が球状に近いことから、非磁性トナーの流動性が向上し、現像ローラ上で厚みの均一なトナー層が形成され易くなることから、形成画像の画質を向上させることができる。
また、着色粒子の平均円形度を０．９２５以上とすることによって、転写中抜け現象の発生を抑制することができる。すなわち、感光体ドラム上にて顕像化されたトナー像を中間転写体や記録媒体などに転写する際に、たとえ転写バイアス電圧を印加して非磁性トナーを電気的に引き寄せても、非磁性トナーと感光体ドラムとの物理的な付着力が上回る場合には、十分な転写が達成されずに、トナー像の一部が感光体ドラム上に残存する、いわゆる転写中抜け現象を生じるおそれがある。この転写中抜け現象は、非磁性トナーの着色粒子が不定形である場合（円形度が低い場合）において顕著になるところ、本発明の２成分現像剤では、上記のとおり、着色粒子の平均円形度が０．９２５以上という高い値に設定されており、非磁性トナー同士や非磁性トナーと感光体ドラムとの物理的付着が抑制されることから、転写中抜け現象の発生を抑制することができる。

ところで、着色粒子の平均円形度が１、または極めて１に近い値を示す場合には、着色粒子の表面の凹凸が少なくなることから、転写工程後に残留した非磁性トナーを感光体ドラム上から除去する際に、クリーニングブレードをすり抜けるおそれがある。それゆえ、感光体ドラムから残留トナーを除去するためのクリーニング手段がクリーニングブレードである画像形成装置において使用する場合には、着色粒子の平均円形度を、０．９２５〜０．９８０とすることが好ましく、０．９４０〜０．９８０とすることがより好ましい。

着色粒子の平均円形度を０．９２５以上に設定するには、例えば、着色粒子の粉砕に際して、粉砕時間を長くしたり、粉砕工程を複数回繰り返したりするなど、粉砕条件を適宜設定すればよい。
上記の着色粒子は、例えば、バインダ樹脂中に、着色剤と、必要に応じて、電荷制御剤、オフセット防止剤、安定剤などを配合し、これを溶融、混練した後、混練物を粉砕（粗粉砕、微粉砕）して分級する、いわゆる粉砕法によって得ることができる。また、上記の着色粒子は、粉砕法に代えて、懸濁重合法によって形成することもできる。

粗粉砕された着色粒子を微粉砕させるために使用する粉砕機としては、これに限定されるものではないが、例えば、ターボミル工業（株）製の商品名「ターボミル」、日本ニューマチック工業（株）製の商品名「ファインミル」、細川ミクロン（株）製の商品名「イノマイザー」、日本エンジニアリング（株）製の商品名「スーパーローター」、川崎重工業（株）製の商品名「セブロス」、商品名「クリプトロン」などが挙げられる。また、着色粒子に対して粉砕処理を施した後で、ヘンシェルミキサー（三井鉱山（株）製）などの高速撹拌型の混合機で一定時間処理することによって、着色粒子の円形度の調整を実行することができる。

着色粒子を形成するバインダ樹脂としては、例えば、スチレン系重合体、アクリル系重合体、スチレン−アクリル系重合体、塩素化ポリスチレン、ポリプロピレン、アイオノマーなどのオレフィン系重合体；ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ジアリルフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、フェノール系樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、キシレン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジンエステルなどが挙げられる。なかでも、好ましくは、スチレン系重合体、スチレン−アクリル系重合体、ポリエステル系樹脂が挙げられる。

上記スチレン系重合体には、スチレンの単独重合体だけでなく、スチレンと他の単量体との共重合体が含まれる。スチレンと共重合可能な他の単量体としては、例えば、ｐ−クロロスチレン；ビニルナフタレン；エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンなどのエチレン不飽和モノオレフィン類；塩化ビニル、臭化ビニル、フッ化ビニルなどのハロゲン化ビニル類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル、酪酸ビニルなどのビニルエステル類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸２−クロロエチル、アクリル酸フェニル、α−クロロアクリル酸メチルなどのアクリル酸エステル類；メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチルなどのメタクリル酸エステル類；アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、アクリルアミドなどの他のアクリル酸誘導体；ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルなどのビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、メチルイソプロピニルケトンなどのビニルケトン類；Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビニルピロリデンなどのＮ−ビニル系化合物などが挙げられる。これらの単量体は、単独で、または２種以上を組み合わせて、スチレンと共重合させることができる。

ポリエステル系樹脂には、例えば、多価カルボン酸成分と多価アルコール成分とを重縮合させて得られるものなどが挙げられる。
多価カルボン酸成分としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸などの２価カルボン酸；ｎ−ブチルコハク酸、ｎ−ブテニルコハク酸、イソブチルコハク酸、イソブテニルコハク酸、ｎ−オクチルコハク酸、ｎ−オクテニルコハク酸、ｎ−ドデシルコハク酸、ｎ−ドデセニルコハク酸、イソドデシルコハク酸、イソドデセニルコハク酸などの２価カルボン酸のアルキルエステルまたはアルケニルエステル；１，２，４−ベンゼントリカルボン酸（トリメリト酸）、１，２，５−ベンゼントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メチレンカルボキシプロパン、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、テトラ（メチレンカルボキシル）メタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリト酸、エンポール三量体酸などの３価以上のカルボン酸などが挙げられる。これらの多価カルボン酸は、無水物であってもよい。

多価アルコール成分としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどのジオール類；ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールＡ、などのビスフェノール類；ソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロール、１，４−ソルビタン、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、トリペンタエリトリトール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、グリセロール、ジグリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−トリヒドロキシメチルベンゼンなどのトリオール以上の多価アルコール類などが挙げられる。

着色粒子の製造に用いられる着色剤としては、例えば、種々の顔料が挙げられる。
黒色顔料としては、例えば、カーボンブラック、アセチレンブラック、ランプブラック、アニリンブラックなどが挙げられる。
黄色顔料としては、例えば、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネープルスイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキなどが挙げられる。

橙色顔料としては、例えば、赤口黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジＧＫなどが挙げられる。
赤色顔料としては、例えば、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀カドミウム、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂなどが挙げられる。

紫色顔料としては、例えば、マンガン紫、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキなどが挙げられる。
青色顔料としては、例えば、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファストスカイブルー、インダスレンブルーＢＣなどが挙げられる。

緑色顔料としては、例えば、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンＧなどが挙げられる。
着色剤は、現像剤に求められる色味に応じて、適宜選択して使用することができる。上記例示の着色剤は、単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
着色粒子の製造に用いられる電荷制御剤は、トナーの摩擦帯電を制御する目的でバインダ樹脂中に配合されるものであって、トナーの帯電極性に応じて、正電荷制御用と負電荷制御用のいずれかが選択して使用される。

正電荷制御用の電荷制御剤としては、例えば、塩基性窒素原子を有する有機化合物、例えば、塩基性染料、アミノピリン、ピリミジン系化合物、多核ポリアミノ系化合物、アミノシラン系化合物などや、上記例示の塩基性窒素原子を有する有機化合物によって表面処理が施された充填剤などが挙げられる。
負電荷制御用の電荷制御剤としては、例えば、ニグロシンベース（ＣＩ５０４５）、オイルブラック（ＣＩ２６１５０）、ボントロンＳ、スピロンブラックなどの油溶性染料；スチレン−スチレンスルホン酸共重合体などの電荷制御性樹脂；カルボキシル基を含有する化合物（例えば、アルキルサリチル酸金属キレートなど）、金属錯塩染料、脂肪酸金属石鹸、樹脂酸石鹸、ナフテン酸金属塩などが挙げられる。

電荷制御剤の配合量は特に限定されるものではないが、例えば、バインダ樹脂１００重量部に対して、好ましくは、０．１〜１０重量部であり、より好ましくは、０．５〜８重量部である。
着色粒子の製造に用いられるオフセット防止剤は、画像形成処理（特に、定着処理）時にトナーのオフセット現象が発生するのを抑制する目的で、バインダ樹脂中に配合されるものである。具体的には、例えば、脂肪族系炭化水素、脂肪族金属塩類、高級脂肪酸類、脂肪酸エステル類またはその部分ケン化物、シリコーンオイル、各種ワックスなどが挙げられる。なかでも、好ましくは、重量平均分子量が１０００〜１００００程度の脂肪族系炭化水素が挙げられる。より具体的には、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、パラフィンワックス、炭素数４以上のオレフィン単位からなる低分子量オレフィン系重合体、シリコーンオイル、カルバナワックスなどが挙げられ、これらは、単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。

オフセット防止剤の配合量は特に限定されるものではないが、例えば、バインダ樹脂１００重量部に対して、好ましくは、０．１〜１０重量部であり、より好ましくは０．５〜８重量部である。
本発明において、非磁性トナーは、上記着色粒子の表面に、必要に応じて外添剤を付着させて用いられる。

外添剤としては特に限定されるものではないが、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタンなどの微粒子（無機微粒子）や、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂などの微粒子（樹脂微粒子）が挙げられる。上記シリカ微粒子は、なかでも、疎水性シリカ微粒子であることが好ましい。
本発明の２成分現像剤において、磁性キャリアは、特に限定されるものではなく、例えば、フェライト粒子、マグネタイト粒子、鉄粉粒子などの磁性粒子が挙げられる。また、磁性キャリアは、帯電性や耐湿性の改善を目的として、上記例示の磁性粒子の表面に、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂などの樹脂を被覆した、いわゆるコートキャリアであってもよく、上記例示の樹脂中に、上記例示の磁性粒子を分散した、いわゆる磁性粉分散型キャリアであってもよい。

磁性キャリアの飽和磁化値は、特に限定されるものではないが、３５〜５０ｅｍｕ／ｇであることが好ましい。
磁性キャリアの体積抵抗率は、特に限定されるものではないが、１０⁸〜１０¹²Ω・ｃｍであることが好ましい。
磁性キャリアの体積平均粒径は、特に限定されるものではないが、３５〜５０μｍであることが好ましい。

本発明の画像形成装置は、前述のとおり、磁気ローラ１１と、現像ローラ１２と、周表面に静電潜像を担持する感光体ドラム１５とを備え、非磁性トナーと磁性キャリアとからなる２成分現像剤を磁気ローラ１１の周表面に保持させ、この磁気ローラ１１上に保持された２成分現像剤と現像ローラ１２とを接触させて、この現像ローラ１２の周表面に非磁性トナーを静電付着させ、さらに、現像ローラ１２上の非磁性トナーを感光体ドラム１５の周表面に飛翔させて、この感光体ドラム１５上の静電潜像をトナー像として顕像化させるように構成されている。現像処理に供される現像剤は、前述の本発明に係る２成分現像剤であって、この２成分現像剤は、現像装置のハウジング１４内に収容される（図１参照）。

本発明の画像形成装置において、現像装置は、適宜の合成樹脂から形成することができるハウジング１４を備えている。このハウジング１４の、感光体ドラム１５と対向する端面は開口されており、ハウジング１４内には、本発明の２成分現像剤が収容されている。
ハウジング１４内には、収容された２成分現像剤を撹拌搬送する撹拌搬送手段１３と、２成分現像剤を周表面に磁気的に吸引保持して搬送する磁気ローラ１１と、磁気ローラ１１および感光体ドラム１５のそれぞれの周表面に対して所定の隙間をおいて配置され、その周表面に２成分現像剤中の非磁性トナーのみを付着してなる現像ローラ１２とが、それぞれ回転自在に配置されている。

磁気ローラ１１としては、例えば、アルミニウムなどの非磁性材料からなる円筒状の磁気スリーブと、この磁気スリーブ内に配置された静止永久磁石とを備えるものが挙げられる。
磁気ローラ１１の表面には、２成分現像剤が磁気的に吸引保持されて磁気ブラシが形成され、磁気スリーブの回転によって２成分現像剤が搬送される。

この磁気ローラ１１は、例えば、直流電源装置から、所定の直流バイアス電圧が印加されるように構成されている。
現像ローラ１２は、例えば、導電性材料からなる円筒状部材（スリーブ）により構成されている。このスリーブの材質としては、均一な導電体であればよく、例えば、ＳＵＳ、周表面を導電性樹脂で被覆したもの、などが挙げられる。

この現像ローラ１２は、例えば、直流電源装置から、所定の直流バイアス電圧が印加されるとともに、交流電源装置から、所定の交流バイアス電圧が重畳して印加されるように構成されている。
現像処理によって消費されずに現像ローラ１２上に残留したトナーを除去する手段としては、現像ローラにスクレーパなどのトナー剥離手段を当接させるといった物理的方法によるものが除外されること以外は、特に限定されるものではなく、例えば、逆バイアス電圧を印加する手段といった電気的方法による除去手段を採用することができる。

感光体ドラム１５における感光材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、正帯電有機感光体（正ＯＰＣ）、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）感光体などが挙げられる。
正ＯＰＣを使用した場合は、オゾンなどの発生を少なくすることができ、また、帯電を安定させることができる。特に、単層構造の正ＯＰＣは、長期にわたって使用して膜厚に変化が生じた場合においても、その感光特性に変化が少なく、画質を安定させることができることから、長寿命の画像形成システムに好適である。正ＯＰＣを長寿命の画像形成システムに使用する場合には、膜厚が減少することに伴って絶縁破壊による黒点が発生したり、あるいは膜厚が大きいことに起因して感度が低下したりすることを防止するために、正ＯＰＣの膜厚を２０〜４０μｍ程度に設定することが好ましい。

感光ドラム１３に対する露光装置には、例えば、半導体レーザ、ＬＥＤヘッドなどが挙げられる。
上記感光体ドラム１５の周表面に残存したトナー（転写残りトナー）を除去する手段として、クリーニングブレード１６を使用する場合には、非磁性トナーがクリーニングブレード１６をすり抜ける現象が生じることを防止するという観点から、２成分現像剤の非磁性トナーを構成する着色粒子の平均円形度を、０．９２５〜０．９８０の範囲に設定することが好ましい。

クリーニングブレード１６としては、特に限定されるものではなく、例えば、弾性ブレードなど、転写残りトナーを除去する手段として公知の、種々のブレードを採用することができる。
なお、本発明の画像形成装置については、上記の構成を有しており、現像剤として、本発明の２成分現像剤を使用すること以外は特に限定されるものではない。

以下に実施例および比較例を挙げて、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
実施例１
ｉ）着色粒子の作製
バインダ樹脂（ポリエステル系樹脂）１００重量部に対して、着色剤（カーボンブラック）４重量部と、正帯電型電荷制御剤（四級アンモニウム塩）３重量部と、オフセット防止剤（カルナバワックス）１０重量部とを配合して、ヘンシェルミキサーで混合した後、二軸のロールミルで溶融混練した。

上記配合成分のうち、着色剤には、三菱化学（株）製の商品名「ＭＡ−１００」を、正帯電型電荷制御剤には、オリエント化学工業（株）製の商品名「ボントロンＰ−５１」を、それぞれ使用した。
次いで、こうして得られた溶融混練物をドラムフレーカーで冷却し、ハンマーミルを用いて粗粉砕し、さらに微粉砕した後、分級で粒度を調整することによって、ブラックトナー用の着色粒子を得た。なお、溶融混練物の微粉砕には、機械式粉砕機（ターボミル）とジェット粉砕機の両方を使用した。

一方、着色剤として、カーボンブラック４重量部に代えて、イエロー顔料４重量部、マゼンダ顔料４重量部、またはシアン顔料４重量部を、それぞれを用いたこと以外は、ブラックトナー用着色粒子の場合と同様にして、カラートナー（イエロー、マゼンダまたはシアン）用の着色粒子を得た。
表１に、粒径が０．６〜４００μｍの範囲にある着色粒子の総数に対する、粒径が０．６〜２．０μｍの範囲にある着色粒子の含有割合（重量％）と、粒径が０．６〜４００μｍの範囲にある着色粒子の平均円形度（無次元数）とを示す。

ｉｉ）非磁性トナーの作製
上記ｉ）で得られた各色の着色粒子に対して、それぞれ、外添剤を添加して、ヘンシェルミキサーで混合することにより、ブラックトナー（Ｂｋ）、イエロートナー（Ｙ）、マゼンダトナー（Ｍ）およびシアントナー（Ｃ）の計４色の非磁性トナーを得た。
上記外添剤には、酸化ケイ素微粒子（１次粒子径１２ｎｍ）と、酸化チタン微粒子（１次粒子径４４ｎｍ）とを使用し、着色粒子に対するそれぞれの含有割合は、酸化ケイ素微粒子が０．６重量％、酸化チタン微粒子が０．８重量％となるように調節した。

ｉｉｉ）２成分現像剤の製造
上記ｉｉ）で得られた非磁性トナーと、磁性キャリアとを、ボールミルで撹拌混合することによって、２成分現像剤を得た。
磁性キャリアには、平均粒径が５０μｍの、エポキシ樹脂コートフェライトキャリアを使用し、２成分現像剤全体に対するそれぞれの含有割合は、非磁性トナーが５重量％、磁性キャリアが９５重量％となるように調節した。

ｉｖ）性能評価
上記ｉｉｉ）で得られた２成分現像剤を使用して、印字率５％の原稿について、１０万枚連続で画像形成を行い、２成分現像剤の性能を評価した。
画像形成には、ハイブリッド現像方式による画像形成装置（京セラミタ（株）製のカラープリンタ「ＦＳ５０１６」）を使用した。

性能評価の項目は次のとおりである。
（ａ）画像濃度
画像形成処理の開始時と、５万枚および１０万枚の画像形成処理後とにおいて、各色のトナーについて、形成画像のベタ部の画像濃度を測定した。画像濃度は、反射濃度計（東京電色（株）製の品番「ＴＣ−６Ｄ」）を使用して測定し、１枚の形成画像につき９箇所で測定された値の平均値を、画像濃度の測定値とした。

画像濃度は、いずれの色のトナーについても、１．２０以上であることが求められる。
（ｂ）ゴースト現象の有無
非磁性トナーが上記シアントナー（Ｃ）である２成分現像剤を用いて画像を形成した後、形成画像を目視で観察して、画像形成処理の開始時と、５万枚および１０万枚の画像形成処理後との３回について、ゴースト現象の発生の有無を評価した。評価基準は次のとおりである。
Ａ：ゴースト現象の発生が観察されなかった。
Ｂ：ゴースト現象が若干発生していた。
Ｃ：ゴースト現象の発生が顕著であった。

（ｃ）転写中抜け現象の有無
非磁性トナーが上記シアントナー（Ｃ）である２成分現像剤を用いて画像を形成した後、形成画像を目視で観察して、画像形成処理の開始時と、１０万枚の画像形成処理後との２回について、転写中抜け現象の発生の有無を評価した。評価基準は次のとおりである。
Ａ：転写中抜け現象の発生が観察されなかった。
Ｂ：転写中抜け現象が若干発生していた。
Ｃ：転写中抜け現象の発生が顕著であった。

以上の結果を表１に示す。
実施例２および３、比較例１および２
溶融混練物の微粉砕の時間を適宜調整したこと以外は、実施例１のｉ）と同様にして、ブラックトナー用、イエロー用、マゼンダ用およびシアン用の着色粒子を作製し、こうして得られた着色粒子を用いたこと以外は、実施例１のｉｉ）と同様にして、非磁性トナーを作製した。さらに、こうして得られた非磁性トナーを用いたこと以外は、実施例１のｉｉｉ）と同様にして、２成分現像剤を製造した。

表１に、粒径が０．６〜４００μｍの範囲にある着色粒子の総数に対する、粒径が０．６〜２．０μｍの範囲にある着色粒子の含有割合（重量％）と、その粒径が０．６〜４００μｍの範囲にある着色粒子の平均円形度（無次元数）とを示す。
これらの２成分現像剤についても、実施例１のｉｖ）と同様にして、性能評価を行った。その結果を表１に合わせて示す。

表１中、「着色粒子」の欄に記載の値は、ブラックトナー（Ｂｋ）、イエロートナー（Ｙ）、マゼンダトナー（Ｍ）およびシアントナー（Ｃ）のそれぞれについて、上段が、粒径が０．６〜４００μｍの範囲にある着色粒子の総数に対する、粒径が０．６〜２．０μｍの範囲にある着色粒子の含有割合（重量％）を示しており、下段が、粒径が０．６〜４００μｍの範囲にある着色粒子の平均円形度（無次元数）を示している。

表１に示す結果より明らかなように、粒径２．０μｍ以下である小粒径の着色粒子の含有割合を本発明の範囲に設定することによって、ゴースト現象の発生を防止して、高品質の画像を安定して形成させることができる。
本発明は、以上の記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲において、種々の設計変更を施すことが可能である。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概略図である。

符号の説明

１１磁気ローラ
１２現像ローラ
１５感光体ドラム
１６クリーニングブレード

Claims

磁気ローラと、現像ローラと、周表面に静電潜像を担持する感光体ドラムとを備え、非磁性トナーと磁性キャリアとからなる２成分現像剤を上記磁気ローラの周表面に保持させ、この磁気ローラ上に保持された２成分現像剤と上記現像ローラとを接触させて、現像ローラの周表面に非磁性トナーを静電付着させ、さらに、上記現像ローラ上の非磁性トナーを上記感光体ドラムの周表面に飛翔させて、この感光体ドラム上の静電潜像をトナー像として顕像化させるように構成された画像形成装置に用いられる２成分現像剤であって、
上記非磁性トナーは、着色粒子と表面処理剤とを有し、上記着色粒子のうちの粒径が２．０μｍ以下であるものの含有割合が、上記着色粒子の総数に対して個数基準で１０％以下であり、かつ、上記着色粒子の平均円形度が０．９２５以上であることを特徴とする、２成分現像剤。
上記着色粒子の平均円形度が、０．９２５以上、０．９８０以下であることを特徴とする、請求項１に記載の２成分現像剤。
磁気ローラと、現像ローラと、周表面に静電潜像を担持する感光体ドラムとを備え、非磁性トナーと磁性キャリアとからなる２成分現像剤を上記磁気ローラの周表面に保持させ、この磁気ローラ上に保持された２成分現像剤と上記現像ローラとを接触させて、現像ローラの周表面に非磁性トナーを静電付着させ、さらに、上記現像ローラ上の非磁性トナーを上記感光体ドラムの周表面に飛翔させて、この感光体ドラム上の静電潜像をトナー像として顕像化させるように構成された画像形成装置であって、
上記非磁性トナーは、着色粒子と表面処理剤とを有し、上記着色粒子のうちの粒径が２．０μｍ以下であるものの含有割合が、上記着色粒子の総数に対して個数基準で１０％以下であり、かつ、上記着色粒子の平均円形度が０．９２５以上であることを特徴とする、画像形成装置。
上記感光体ドラム周表面に残存した転写残りトナーを除去するためのクリーニングブレードを備えており、かつ、上記着色粒子の平均円形度が、０．９２５以上、０．９８０以下であることを特徴とする、請求項３に記載の画像形成装置。