JP5303227B2 - ２成分現像剤用トナー、および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、２成分現像剤用トナー、および画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファックスなどに代表される、電子写真方式や静電記録方式による画像形成方法において、画像形成装置の現像容器に最初に供給された２成分現像剤中のトナーが印字により消費されたとき、現像容器内のトナー量が常に所定の量を保つように、トナーコンテナ等に収容されたトナー（補給トナー）を間欠的に補給する方法が知られている。通常、補給トナーは、２成分現像剤中のトナーと同じトナーが使用される。

近年、画像形成装置には高画質化が求められており、使用するトナーとしては、粒子径の小さいものや粘度の低いものが望まれている。
また、長期にわたって色変動（ΔＥ）が少ない画像を得るためには、トナーの流動性が安定していることが重要である。

さらに、補給トナーを現像容器に補給する場合は、補給トナーを安定して補給することで、感光体上のトナー量を安定させることができ、長期にわたって色変動が少ない画像を得ることができる。
補給トナーの安定補給は、トナーの流動性、画像形成時の環境や画像形成装置内の温度等に左右されやすい。特に、トナーの流動性が安定していれば、補給トナーは安定して補給されやすくなる。

トナーの流動性を測定する方法としては、ＪＩＳ Ｋ ５１０１に準拠した嵩密度を測定することで、トナーの流動性の指標とする方法が知られている。
また、例えば特許文献１では、ホソカワミクロン社製のパウダーテスターを用いて凝集度を測定することで、トナーの流動性を評価している。
特開２００３−４３７９５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法や嵩密度を測定する方法は、トナーにストレス等の負荷がかかることを考慮していないため、これらの測定方法で安定した流動性を維持するための最適な凝集度や嵩密度を規定しても、トナーに負荷がかかると凝集度や嵩密度が規定した範囲から外れやすくなり、流動性が不安定になりやすかった。
特に、長期にわたって印字を行うような場合は、現像容器内で長時間撹拌されるストレスにより、トナーに負荷がかかりやすかった。そのため、従来の方法で安定した流動性を維持するための最適な凝集度や嵩密度を規定しても、時間の経過と共にトナーの流動性が不安定になりやすかった。
また、補給トナーを現像容器に補給する場合は、時間の経過と共に補給トナーがトナーコンテナ内でストレスを受けることで、凝集度や嵩密度が規定した範囲から外れて補給トナーの流動性が不安定になり、補給トナーが安定して補給されにくくなることがあった。従って、長期にわたって色変動の少ない画像を得ることが困難であった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、長期にわたって安定した流動性を維持し、高画質の画像を形成できる２成分現像剤用トナー、および画像形成装置の実現を目的とする。

本発明者は鋭意検討した結果、トナーのせん断応力を規定することで、ストレス等の負荷を受けてもトナーの流動性が安定し、現像容器にトナーを補給する場合も長期にわたって安定補給できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の２成分現像剤用トナーは、少なくとも結着樹脂と顔料を含有するトナー母粒子に外添剤が外添され、温度２０℃、回転速度１／１００（１／Ｓ）におけるせん断応力が９５〜１３０Ｐａであることを特徴とする。

また、本発明の画像形成装置は、現像剤を収容する現像容器を備えた現像装置と、補給トナーを収容するトナーコンテナとを具備し、該トナーコンテナに収容された補給トナーが前記現像容器に補給される画像形成装置において、前記現像剤は、少なくとも結着樹脂と顔料を含有するトナー母粒子に外添剤が外添され、かつ温度２０℃、回転速度１／１００（１／Ｓ）におけるせん断応力が９５〜１３０Ｐａである２成分現像剤用トナーと、キャリアとからなる２成分現像剤であり、前記補給トナーが、前記２成分現像剤用トナーであることを特徴とする。

本発明の２成分現像剤用トナーによれば、長期にわたって安定した流動性を維持し、高画質の画像を形成できる。
また、本発明の画像形成装置によれば、現像剤として長期にわたって安定した流動性を維持した２成分現像剤用トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用い、かつ、補給トナーとして上記２成分現像剤用トナーを用いるので、安定して高画質の画像を形成できる。
さらに、本発明によれば、画像形成時の環境や画像形成装置内の温度に影響を受けることなく、補給トナーを安定して補給できる。

以下、本発明を詳細に説明する。
［２成分現像剤用トナー］
本発明の２成分現像剤用トナー（以下、単に「トナー」という場合がある。）は、トナー母粒子に外添剤を外添してなり、温度２０℃、回転速度１／１００（１／Ｓ）におけるせん断応力が９５〜１３０Ｐａである。せん断応力は１００〜１２０Ｐａが好ましく、１０５〜１１５Ｐａがより好ましい。
せん断応力はトナーの流動性の指標であり、せん断応力が大きくなるほど流動性は低下する傾向にある。

せん断応力が上記範囲内であれば、トナーの流動性を最適な状態で安定して維持できる。また、トナーがストレス等の負荷を受けてもせん断応力は変動が少ないため、長期にわたってトナーの流動性を安定して維持できる。従って、せん断応力が上記範囲内であれば、現像容器内で長時間撹拌されるストレスによりトナーに負荷がかかっても、流動性が安定しているので、長期にわたって色変動（ΔＥ）が少ない画像が得られる。また、本発明のトナーを補給トナーとして用いれば、画像形成時の環境や画像形成装置内の温度に影響を受けることなく、補給トナーを安定して補給できる。

なお、トナーのせん断応力が９５Ｐａ未満であると、流動性が必要以上に向上するため、本発明のトナーを補給トナーとして用いる場合、トナーが過剰に現像容器に補給されるため摩擦帯電の機会が増え、トナーが過度に帯電されて帯電量が上昇し、トナーの濃度が低下して画像不良が起こりやすくなる。一方、せん断応力が１３０Ｐａを超えると、トナーの流動性が低下して現像容器にトナーが安定して補給されにくくなり、トナーの帯電量が低下し、現像容器内の２成分現像剤を構成するキャリアに対するトナーの濃度が増加して、画像カブリが発生しやすくなる。

トナーのせん断応力は、以下のようにして求めることができる。
まず、撹拌羽を備えた容器内にトナーを１５ｇ充填する。次いで、容器内を２０℃に設定し、２０℃になった時点で回転速度１／１００（１／Ｓ）の条件で撹拌羽を回転させて容器内を撹拌し、５分経過した後のトナーのせん断応力を測定する。
せん断応力の測定に用いる装置としては、例えばＡｎｔｏｎ Ｐａａｒ社製の粘弾性測定装置などが適している。

このようなトナーを得るためには、トナーを構成するトナー母粒子の形状や粒子径、外添剤の種類や含有量（外添量）を調整すればよい。
以下、トナーを構成する各成分について説明する。

＜トナー母粒子＞
トナー母粒子は、少なくとも結着樹脂と顔料を含有する。
結着樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、Ｎ−ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂等の熱可塑性樹脂；スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂；ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、水素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリアルキレンエーテル型エポキシ樹脂、環状脂肪族型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂、シアネート樹脂等の熱硬化性樹脂などが挙げられる。中でもポリエステル系樹脂が好ましい。これら結着樹脂は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

顔料としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、ランプブラック、アニリンブラック等の黒色顔料；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、ネーブルスイエロー、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等の黄色顔料；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等の橙色顔料；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、ウオ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等の赤色顔料；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等の紫色顔料；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、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーＢＣ等の青色顔料；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等の緑色顔料；亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等の白色顔料；バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等の体質顔料等が挙げられる。
顔料の含有量は、結着樹脂１００質量部に対し、３．０〜１０．０質量部が好ましく、４．０〜７．０質量部がより好ましい。

なお、本発明のトナーを磁性トナーとして用いる場合、顔料として磁性粉を用いてもよい。磁性粉としては、マグネタイト、フェライト粉等の強磁性を示す金属または合金またはこれらの元素を含む化合物が挙げられる。
磁性粉を用いる場合、その含有量は、結着樹脂１００質量部に対して５０〜２００質量部が好ましい。

トナー母粒子は、必要に応じて帯電制御剤や離型剤をさらに含有してもよい。
帯電制御剤は、トナーの摩擦帯電特性を制御するためのもので、トナーの帯電極性に応じて正帯電制御剤または負帯電制御剤を用いる。
帯電制御剤の含有量は、結着樹脂１００質量部に対し、０．５〜５．０質量部が好ましく、１．０〜２．０質量部がより好ましい。

正帯電制御剤としては、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、オルトオキサジン、メタオキサジン、パラオキサジン、オルトチアジン、メタチアジン、パラチアジン、１，２，３−トリアジン、１，２，４−トリアジン、１，３，５−トリアジン、１，２，４−オキサジアジン、１，３，４−オキサジアジン、１，２，６−オキサジアジン、１，３，４−チアジアジン、１，３，５−チアジアジン、１，２，３，４−テトラジン、１，２，４，５−テトラジン、１，２，３，５−テトラジン、１，２，４，６−オキサトリアジン、１，３，４，５−オキサトリアジン、フタラジン、キナゾリン、キノキサリン等のアジン化合物；アジンファストレッドＦＣ、アジンファストレッド１２ＢＫ、アジンバイオレットＢＯ、アジンブラウン３Ｇ、アジンライトブラウンＧＲ、アジンダークグリーンＢＨ／Ｃ、アジンディープブラックＥＷ、アジンディープブラック３ＲＬ等のアジン化合物からなる直接染料；ニグロシン、ニグロシン塩、ニグロシン誘導体等のニグロシン化合物；ニグロシンＢＫ、ニグロシンＮＢ、ニグロシンＺ等のニグロシン化合物からなる酸性染料；ナフテン酸または高級脂肪酸の金属塩類；アルコキシル化アミン；アルキルアミド；ベンジルメチルヘキシルデシルアンモニウム、デシルトリメチルアンモニウムクロールイド等の４級アンモニウム塩；４級アンモニウム塩を有する樹脂またはオリゴマー；カルボン酸塩を有する樹脂またはオリゴマー；カルボキシル基を有する樹脂またはオリゴマー等が挙げられる。

負帯電制御剤としては、有機金属錯体またはキレート化合物が挙げられ、例えば、アルミニウムアセチルアセトナート、鉄（II）アセチルアセトナート、３，５−ジターシヤリーブチルサリチル酸クロム等が挙げられ、アセチルアセトン金属錯体、サリチル酸系金属錯体または塩が好ましい。

離型剤としては、ワックス類、低分子量オレフィン系樹脂が挙げられる。ワックス類としては、例えば、脂肪酸の多価アルコールエステル、脂肪酸の高級アルコールエステル、アルキレンビス脂肪酸アミド化合物、天然ワックス等が挙げられる。低分子量オレフィン系樹脂としては、数平均分子量が１０００〜１００００、好ましくは２０００〜６０００の範囲にあるポリプロピレン、ポリエチレン、プロピレン−エチレン共重合体等が挙げられ、低分子量ポリプロピレンが好ましい。
離型剤の含有量は、結着樹脂１００質量部に対し、１．０〜１０．０質量部が好ましく、３．０〜７．０質量部がより好ましい。

（トナー母粒子の製造方法）
トナー母粒子は、粉砕分級法、重合法、溶融造粒法、スプレー造粒法等の公知の製造方法で製造することができる。例えば、粉砕分級法であれば次のような手順で製造する。上述した結着樹脂、顔料、帯電制御剤、離型剤等の必要な原料をヘンシェルミキサー等のミキサーで混合し、二軸押し出し機等で溶融混練した後、ドラムフレーカ等の冷却機で冷却し、ターボミル等の粉砕機で粉砕する。その後、アルピネ分級機等の分級機で分級して、トナー母粒子とする。

このようにして得られるトナー母粒子の体積基準の平均粒子径は、６．０〜８．５μｍが好ましく、６．５〜７．５μｍがより好ましい。
トナーのせん断応力は、トナー母粒子の体積基準の平均粒子径で調整することができる。体積基準の平均粒子径が大きくなるほど、トナーのせん断応力は小さくなる傾向にあり、トナーの流動性が向上する。
なお、トナー母粒子の体積基準の平均粒子径は、コールターカウンター法による粒度分布測定装置によって測定される粒度分布の測定値から算出した値で表すこととする。

また、トナー母粒子の球形化度は、０．９２〜０．９７が好ましく、０．９４〜０．９６がより好ましい。
トナーのせん断応力は、トナー母粒子の球形化度で調整することができる。球形化度が大きくなるほど（すなわち、トナー母粒子が真球に近づくほど）、トナーのせん断応力は小さくなる傾向にあり、トナーの流動性が向上する。
なお、トナー母粒子の球形化度は、フロー式粒子像分析装置によって測定される。

トナー母粒子の体積基準の平均粒子径や球形化度は、トナー母粒子を製造する際の製造条件、例えば溶融混練物を粉砕機で粉砕するときの条件を調整することで制御できる。具体的には、粉砕機の風量や回転数の設定値を上げると、体積基準の平均粒子径や球形化度は小さくなる傾向にある。

＜外添剤＞
外添剤としては、シリカ、酸化チタン、アルミナ等の無機酸化物、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の種脂肪酸の金属石鹸などが挙げられる。中でもシリカが好ましい。これら外添剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

トナーのせん断応力は、外添剤の含有量（外添量）で調整することができる。外添剤の含有量が増えるほど、トナーのせん断応力は小さくなる傾向にあり、トナーの流動性が向上する。
外添剤の含有量（外添量）は、トナー母粒子の体積基準の平均粒子径や球形化度に依存するため一概には決められず、平均粒子径や球形化度の大きさによって最適な量の外添剤をトナー母粒子に外添すればよいが、例えばトナー母粒子１００質量部に対し、０．５〜３．０質量部が好ましく、１．０〜２．０質量部がより好ましい。
なお、トナー母粒子の体積基準の平均粒子径が大きい場合、外添剤の含有量は減らす傾向にあり、トナー母粒子の球形化度が小さい場合、外添剤の含有量は増やす傾向にある。

＜トナーの製造方法＞
本発明のトナーは、トナー母粒子に外添剤を加え（外添し）、例えばヘンシェルミキサー等のミキサーで混合することで得られる。

［２成分現像剤］
本発明のトナーは、そのまま１成分現像剤として使用することも可能であるが、キャリアと組み合わせて２成現像剤として用いる。
２成分現像剤における本発明のトナーの割合は、２成分現像剤（１００質量％）中、８．０〜１３．０質量％が好ましく、９．０〜１２．０質量％がより好ましい。

キャリアとしては、磁性体の粒子、または結着樹脂中に磁性体を分散させた樹脂粒子が挙げられる。
磁性体としては、例えば鉄、酸化処理鉄、還元鉄、マグネタイト、銅、ケイ素鋼、フェライト、ニッケル、コバルト等の粒子や、これらの材料とマンガン、亜鉛、アルミニウム等との合金の粒子、鉄−ニッケル合金、鉄−コバルト合金等の粒子、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化鉛、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、チタン酸マグネシウム、チタン酸バリウム、チタン酸リチウム、チタン酸鉛、ジルコン酸鉛、ニオブ酸リチウム等のセラミックスの粒子、リン酸二水素アンモニウム、リン酸二水素カリウム、ロッシェル塩等の高誘電率物質の粒子などが挙げられる。

結着樹脂としては、例えば（メタ）アクリル系重合体、スチレン系重合体、スチレン−（メタ）アクリル系共重合体、オレフィン系重合体（ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ポリプロピレン等）、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネート、セルロース樹脂、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂（ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等）、フェノール樹脂、キシレン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリアセタール樹脂、アミノ樹脂等のコーティングキャリア用として従来公知の種々の樹脂が用いることができる。

以上説明したように、本発明のトナーによれば、せん断応力を９５〜１３０Ｐａとなるようにすることにより、ストレス等の負荷を受けてもトナーの流動性を最適な状態で安定して維持できる。従って、現像容器内で長時間撹拌されるストレスにより、トナーに負荷がかかっても、流動性が安定しているので、長期にわたって色変動（ΔＥ）が少ない画像が得られる。また、本発明のトナーを補給トナーとして用いれば、画像形成時の環境や画像形成装置内の温度に影響を受けることなく、補給トナーを安定して補給できる。

本発明のトナーは、複写機、プリンタ、ファックスなど、電子写真方式や静電記録方式を用いた画像形成装置において好適に使用できるが、その特性から、トナーを外部から現像容器に補給する構成の画像形成装置に特に適している。

［画像形成装置］
図１は、本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。この例の画像形成装置１０は、ブラック（ＢＫ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、及びマゼンタ（Ｍ）の各色にそれぞれ対応した作像ユニット１１〜１４を備えた、タンデム方式のカラープリンタである。

作像ユニット１１〜１４は、それぞれ現像装置１１ａ〜１４ａと、補給トナーを収容するトナーコンテナ１１ｂ〜１４ｂを具備する。
現像装置１１ａ〜１４ａは、それぞれ現像剤を収容する現像容器１１ｃ〜１４ｃと、現像ローラ１１ｄ〜１４ｄと、該現像ローラ１１ｄ〜１４ｄにトナーを供給するトナー供給ローラ１１ｅ〜１４ｅを備える。

また、作像ユニット１１〜１４は、像担持体（感光体）１１ｆ〜１４ｆ、帯電器１１ｇ〜１４ｇ、露光器１１ｈ〜１４ｈ、およびクリーニングユニット１１ｉ〜１４ｉ等を備える。

カラー画像形成を行う際には（カラーモード）、感光体１１ｆ〜１４ｆは帯電器１１ｇ〜１４ｇによって均一に帯電された後、露光器１１ｈ〜１４ｈによって画像データに応じて感光体１１ｆ〜１４ｆが露光されて、感光体１１ｆ〜１４ｆ上に静電潜像が形成される。そして、感光体１１ｆ〜１４ｆ上の静電潜像は現像装置１１ａ〜１４ａによって現像されて、各色トナー像となる。

感光体１１ｆ〜１４ｆは中間転写ベルト１５に沿って配列されており、この中間転写ベルト１５は、駆動ローラ１６、従動ローラ１７、及びテンションローラ１８に張架され、駆動ローラ１６の回転駆動によって、図中実線矢印で示す方向に回転駆動される。中間転写ベルト１５を挟んで感光体１１ｆ〜１４ｆには一次転写ローラ１９ａ〜１９ｄが対向しており、感光体１１ｆ〜１４ｆ上のトナー像は一次転写ローラ１９ａ〜１９ｄに印加された一次転写バイアスによって順次中間転写ベルト１５に転写されて（一次転写）、中間転写ベルト１５上にカラートナー像が形成される。なお、感光体１１ｆ〜１４ｆに残留した残留トナーはクリーニングユニット１１ｉ〜１４ｉによって除去される。

中間転写ベルト１５を挟んで、テンションローラ１８には二次転写ローラ２２が対向している。図示の画像形成装置１０は複数の給紙トレイ２０ａ〜２０ｃを有し、これら給紙トレイ２０ａ〜２０ｃには、例えば、互いに異なるサイズの用紙が収納されている。そして、給紙トレイ２０ａ〜２０ｃからは選択的に用紙が給紙経路２１を介してテンションローラ１８と二次転写ローラ２２とのニップ部に用紙が搬送されて、２次転写位置で中間転写ベルト１５上のカラートナー像が用紙に転写される（２次転写位置からみて、中間転写ベルト１５の回転方向最下流側に感光体１１ｆが位置し、中間転写ベルト１５の回転方向最上流側に感光体１４ｆが位置する）。

そして、用紙は定着器２３に搬送されて、ここで用紙上のトナー像が定着された後、排紙経路２４を通って排紙トレイ２５に排紙される。なお、図示のように、中間転写ベルト１５を挟んで、従動ローラ１７にはファーブラシ１５ａが対向しており、ファーブラシ１５ａによって中間転写ベルト１５上に残留するトナーが除去される（クリーニング）。

画像形成装置１０は、現像容器１１ｃ〜１４ｃに最初に供給された現像剤中のトナーが印字により消費されたとき、現像容器１１ｃ〜１４ｃ内のトナー量が常に所定の量以上を保つように、トナーコンテナ１１ｂ〜１４ｂに収容された補給トナーを間欠的に補給する。

現像容器１１ｃ〜１４ｃには、現像剤として上述した本発明の２成分現像剤用トナーと、キャリアとからなる２成分現像剤が収容される。
また、トナーコンテナ１１ｂ〜１４ｂには、補給トナーとして本発明の２成分現像剤用トナーが収容される。
２成分現像剤を構成する２成分現像剤用トナーと、補給トナーとして用いられる２成分現像剤用トナーは、同じ種類のトナーであることが好ましい。

補給トナーが現像容器１１ｃ〜１４ｃに安定して補給されると、感光体１１ｆ〜１４ｆ上のトナー量を安定させることができ、長期にわたって色変動が少ない画像を形成できるようになる。
補給トナーを安定補給するには、トナーの流動性が安定していればよい。従来、凝集度や嵩密度を規定することでトナーの流動性を評価していたが、従来の方法はトナーにストレス等の負荷がかかることを考慮していないため、安定した流動性を維持するための最適な凝集度や嵩密度を規定しても、トナーに負荷がかかると凝集度や嵩密度が規定した範囲から外れやすくなり、流動性が不安定になりやすかった。

そのため、特に、長期にわたって印字を行うような場合は、時間の経過と共に補給トナーがトナーコンテナ内でストレスを受けることで、凝集度や嵩密度が規定した範囲から外れて補給トナーの流動性が不安定になり、補給トナーを安定補給することが困難となる場合があった。
また、現像容器に最初に供給された現像剤や、トナーコンテナから補給された補給トナーが現像容器内で長時間撹拌されるストレスにより、トナーに負荷がかかりやすくなり、時間の経過と共にトナーの流動性が不安定になりやすかった。

しかし、本発明の画像形成装置であれば、現像剤として本発明の２成分現像剤用トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用い、補給トナーとして本発明の２成分現像剤用トナーを用いるので、トナーコンテナ内でストレス等の負荷を受けてもトナーの流動性を最適な状態で安定して維持できる。従って、現像容器に補給トナーを安定して補給できる。また、現像容器に最初に供給された現像剤や、トナーコンテナから補給された補給トナーが現像容器内で長時間撹拌されるストレスにより負荷を受けても、流動性が安定しているので、感光体上のトナー量を安定させることができ、長期にわたって色変動が少ない高画質の画像を形成できる。

本発明の画像形成装置としては、例えば複写機、プリンタ、ファクス等が挙げられる。
なお、本発明は、ロータリー現像装置に限定されず、例えばタンデム現像装置、モノクロ用現像装置など、多様な現像装置に適用できる。

以下、実施例を挙げて本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
ここで、各測定方法を以下に示す。

（せん断応力の測定）
粘弾性測定装置（Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ社製、「ＭＣＲ−３０１」）を用い、深さ７．５ｃｍ、内径３．０ｃｍの円筒形の容器内に２成分現像剤用トナーを１５ｇ充填し、容器内を２０℃に設定した。容器内が２０℃になった時点で、回転速度１／１００（１／Ｓ）の条件で撹拌羽を回転させて容器内を撹拌し、５分経過した後のトナーのせん断応力を測定した。

（粒子径の測定）
トナー母粒子の体積基準の平均粒子径は、粒度分布測定装置（ベックマン・コールター社製、「コールターマルチサイザーＴＡ−ＩＩＩ」）を使用し、分散媒としてアイソトンＩＩ希釈液にトナーを１分間超音波分散させた溶液をアパチャー径１００μｍの条件で測定した粒度分布から算出した。

（球形化度の測定）
トナー母粒子の球形化度は、フロー式粒子像分析装置（Ｓｙａｍｅｘ社製、「ＦＰＩＡ−３０００」）を用いて測定した。

（画像濃度の測定）
２成分現像剤および補給トナーを評価機（京セラミタ社製、「ＦＳ−Ｃ５０３０Ｎ」）にセットし、補給トナーをトナーコンテナから現像容器に補給しながら、画像評価パターン（１．５％印字）を連続１万枚印字した。
１枚目に印字されたソリッド画像（初期画像）と、１万枚目に印字されたソリッド画像（耐刷後画像）について、反射濃度計（東京電色社製、「ＴＣ−６ＤＳ型」）を用いて画像濃度（ＩＤ）を測定した。判定は、初期画像については画像濃度が１．２８以上のものを、耐刷後画像については１．２６以上のものをそれぞれ合格とした。

（カブリ濃度の測定）
画像濃度の測定と同様にして、初期画像および耐刷後画像について、反射濃度計を用いてカブリ値（ＦＤ）を測定した。なお、カブリ値は、ソリッド画像の白紙相当部の画像濃度（ＩＤ）から、ベースペーパーの画像濃度（ＩＤ）を引いた値とした。判定は、初期画像および耐刷後画像についてカブリ値が０．００８以下のものを合格とした。

［実施例１］
（２成分現像剤用トナーの調製）
結着樹脂としてポリエステル樹脂１００質量部と、着色剤としてカーボンブラック（キャボット社製、「Ｒｅａｇａｌ３３０Ｒ」）５質量部と、帯電制御剤としてニグロシン染料（オリエント化学工業社製、「Ｎ−０１」）１質量部とをヘンシェルミキサー（三井鉱山社製、「２０Ｂ」）にて回転数２５００ｒｐｍで５分間混合した。
ついで、二軸混練機（池貝社製、「ＰＣＭ−３０」）にて回転数２００ｒｐｍ、シリンダ温度１２０℃、投入量６ｋｇ／時間で混練し、ドラムフレーカ（三井鉱山社製）にて速度１４０ｍｍ／秒で板厚３〜４ｍｍに調整しながら冷却した。
ついで、ターボミル（ターボ工業社製、「Ｔ−２５０型」）にて風量６．６〜６．８Ｎｍ^３／分、回転数１１０００ｒｐｍで粉砕し、さらにアルピネ分級機にて分級を行ない、トナー母粒子を得た。
得られたトナー母粒子の平均粒子径および球形化度を測定した。結果を表１に示す。

トナー母粒子１００質量部に対して、外添剤としてシリカ（ワッカー社製、「Ｈ２０５０ＥＰ」）２．４質量部を加え、ヘンシェルミキサー（三井鉱山社製、「２０Ｂ」）にて回転数２５００ｒｐｍで３分間混合し、２成分現像剤用トナーを得た。
得られた２成分現像剤用トナーのせん断応力を測定した。結果を表１に示す。

（２成分現像剤の調製）
２成分現像剤用トナー１０質量部に、キャリアとしてシリコーン樹脂でコーティングされたＣｕ−Ｚｎ系フェライトキャリア（パウダーテック社製、質量平均粒子径３５μｍ）１００質量部をボールミルで３０分間混合し、２成分現像剤を得た。
現像剤として２成分現像剤を、補給トナーとして先に得られた２成分現像剤用トナーをそれぞれ評価機にセットし、画像濃度およびカブリ濃度の測定を測定した。結果を表１に示す。

［実施例２〜５、比較例１〜４］
ターボミルの条件（風量および回転数）を表１に示す値に変更して粉砕した以外は、実施例１と同様にしてトナー母粒子を得た。トナー母粒子の平均粒子径および球形化度を表１に示す。
ついで、得られたトナー母粒子を用い、シリカの外添量を表１に示す値に変更した以外は、実施例１と同様にして２成分現像剤用トナー、および２成分現像剤を得た。２成分現像剤用トナーのせん断応力を表１に示す。
各例で得られた２成分現像剤、および２成分現像剤用トナーをそれぞれ評価機にセットし、画像濃度およびカブリ濃度の測定を測定した。結果を表１に示す。

表１から明らかなように、各実施例で得られた２成分現像剤用トナーを用いた場合、１万枚の耐刷を行っても高い画像濃度を維持することができた。また、画像カブリの発生も抑制できた。
本発明の２成分現像剤用トナーは、長期にわたって安定した流動性を維持し、高画質の画像を形成できた。

一方、比較例１、４の場合、２成分現像剤用トナーのせん断応力が９５Ｐａ未満であったため、トナーの流動性が必要以上に向上し、補給トナーが過剰に現像容器に補給されて摩擦帯電の機会が増え、トナーが過度に帯電されて帯電量が上昇しやすかった。そのため、比較例１では１万枚の耐刷を行うと、画像濃度が低下した。
なお、比較例４の場合、２成分現像剤用トナーのせん断応力が８２Ｐａと特に低かったため、初期画像において画像濃度が低かったので、耐刷後画像については評価しなかった。

比較例２、３の場合、２成分現像剤用トナーのせん断応力が１３０Ｐａを超えたため、トナーの流動性が低下して現像容器に補給トナーが安定して補給されにくくなり、トナーの帯電量が低下し、現像容器内の２成分現像剤を構成するキャリアに対するトナーの濃度が増加しやすかった。そのため、比較例２では１万枚の耐刷を行うと、画像カブリが発生した。
なお、比較例３の場合、２成分現像剤用トナーのせん断応力が１４３Ｐａと特に高かったため、初期画像においてカブリ値が発生したので、耐刷後画像については評価しなかった。

本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。

符号の説明

１０：画像形成装置、１１ａ〜１４ａ：現像装置、１１ｃ〜１４ｃ：現像容器、１１ｂ〜１４ｂ：トナーコンテナ。

Claims (2)

1. 少なくとも結着樹脂と顔料を混合し、得られた混合物を混練し、さらに得られた混練物を冷却した後、得られた冷却物を、ターボミルを用いて回転数１１０００〜１１５００ｒｐｍ、且つ風量６．４〜７．０ｍ ^３ ／分の条件で粉砕し、その後分級して得られたトナー母粒子に外添剤が外添され、
   温度２０℃、回転速度１／１００（１／Ｓ）で５分間撹拌した後のせん断応力が９５〜１３０Ｐａであることを特徴とする２成分現像剤用トナー。
2. 現像剤を収容する現像容器を備えた現像装置と、補給トナーを収容するトナーコンテナとを具備し、該トナーコンテナに収容された補給トナーが前記現像容器に補給される画像形成装置において、
   前記現像剤は、少なくとも結着樹脂と顔料を混合し、得られた混合物を混練し、さらに得られた混練物を冷却した後、得られた冷却物を、ターボミルを用いて回転数１１０００〜１１５００ｒｐｍ、且つ風量６．４〜７．０ｍ ^３ ／分の条件で粉砕し、その後分級して得られたトナー母粒子に外添剤が外添され、かつ温度２０℃、回転速度１／１００（１／Ｓ）で５分間撹拌した後のせん断応力が９５〜１３０Ｐａである２成分現像剤用トナーと、キャリアとからなる２成分現像剤であり、
   前記補給トナーが、前記２成分現像剤用トナーであることを特徴とする画像形成装置。
   
   
   
   

Images