(57)【要約】【課題】粉体とキャリアとの混合工程で混合に要するエネルギーを抑制することが可能な現像剤製造方法、この現像剤製造方法によって製造された電子写真用現像剤、この電子写真用現像剤を用いるプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供する。【解決手段】キャリアとトナーとを混合する混合工程を含む現像剤製造方法において、混合工程が、落下経路である混合配管３内にキャリアとトナーとを自重で落下させながら混合する自重落下混合装置１００を用いた自重落下混合工程を含む。  これによれば、上記実施形態１について説明したように、混合工程に要するエネルギーを抑制することが出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、キャリアと粉体とを混合する混合工程を含む現像剤製造方法において、
上記混合工程が、上記キャリアと上記粉体とを自重で落下させながら混合する自重落下混合工程を含むことを特徴とする現像剤製造方法。
【請求項２】
請求項１の現像剤製造方法において、
上記キャリアと上記粉体とを自重で落下させながら混合する落下経路内に、該キャリア及び該粉体の移動方向を制御する方向制御手段が配置されていることを特徴とする現像剤製造方法。
【請求項３】
請求項２の現像剤製造方法において、
上記方向制御手段が、ひねり形状型部材、複数分割型部材、篩型部材、絞り形状型部材の何れか、又はこれらの組み合わせであることを特徴とする現像剤製造方法。
【請求項４】
請求項３の現像剤製造方法において、
上記方向制御手段が、少なくとも上記篩型部材と上記絞り形状型部材とを組み合わせたものであり、該篩型部材の後に該絞り形状型部材が位置する順番で設置されていることを特徴とする現像剤製造方法。
【請求項５】
請求項４の現像剤製造方法において、
上記方向制御手段が、上記篩型部材と上記絞り形状型部材とに加えて、上記ひねり形状型部材を有する組み合わせであることを特徴とする現像剤製造方法。
【請求項６】
請求項５の現像剤製造方法において、
上記方向制御手段が、上記篩型部材と上記絞り形状型部材との間に、上記ひねり形状型部材を有する組み合わせであることを特徴とする現像剤製造方法。
【請求項７】
請求項４乃至６の何れかの現像剤製造方法において、
上記方向制御手段が、上記組み合わせを複数回繰り返す構成であることを特徴とする現像剤製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかの現像剤製造方法において、
上記キャリアと上記粉体とを自重で落下させながら混合する落下経路内に、該キャリア及び該粉体に振動を付与する振動機構を有することを特徴とする現像製造方法。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかの現像剤製造方法において、
自重落下混合工程では、上記キャリアと上記粉体とを共に管路内を通過させることを特徴とする現像剤製造方法。
【請求項１０】
請求項９の現像剤製造方法において、
上記管路の内側と外側とを連通する連通開口部を設けたことを特徴とする現像剤製造方法。
【請求項１１】
請求項１０の現像剤製造方法において、
上記管路内に、上記キャリア及び上記粉体の移動方向を制御する方向制御手段を配置し、
該方向制御手段として、一つの方向制御部材、または、複数の方向制御部材の特定の組み合わせ、を一単位とし、該一単位を複数個備え、
上記連通開口部を、該一単位毎に配置することを特徴とする現像剤製造方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れかの現像剤製造方法において、
上記混合工程が、上記自重落下混合工程に加えて、上記キャリアと上記粉体とにせん断力を付与しながら混合するせん断混合工程を含むことを特徴とする現像剤製造方法。
【請求項１３】
請求項１２の現像剤製造方法において、
上記せん断混合工程は、上記自重落下混合工程の後に行われることを特徴とする現像剤製造方法。
【請求項１４】
請求項１２または１３の現像剤製造方法において、
上記せん断混合工程は、搬送経路を形成する搬送経路形成部材の内壁と、搬送経路形成部材内で上記キャリア及び上記粉体に搬送力を付与する搬送部材との間での摩擦によってせん断力が付与されることを特徴とする現像剤製造方法。
【請求項１５】
請求項１４の現像剤製造方法において、
上記搬送部材が搬送力を付与する搬送路に、該搬送部材の搬送に対する抵抗を付加するせん断混合搬送部抵抗手段を備えることを特徴とする現像剤製造方法。
【請求項１６】
請求項１５の現像剤製造方法において、
上記せん断混合搬送部抵抗手段が、上記搬送路での移動方向を制御する搬送路方向制御部材であることを特徴とする現像剤製造方法。
【請求項１７】
請求項１６の現像剤製造方法において、
上記搬送路方向制御部材が、多数の孔を有するメッシュ形状部材であることを特徴とする現像剤製造方法。
【請求項１８】
請求項１７の現像剤製造方法において、
上記メッシュ形状部材の目開きが、１００〜１０００［μｍ］であることを特徴とする現像剤製造方法。
【請求項１９】
請求項１５の現像剤製造方法において、
上記せん断混合搬送部抵抗手段が、上記搬送路内に磁力を作用させる磁界発生手段であることを特徴とする現像剤製造方法。
【請求項２０】
請求項１２乃至１９の何れかの現像剤製造方法において、
上記せん断混合工程は、少なくとも何れか一方が移動する二枚の板状部材の隙間を上記キャリア及び上記粉体を通過させることによって、該隙間での摩擦によってせん断力が付与されることを特徴とする現像剤製造方法。
【請求項２１】
請求項１２乃至２０の何れかの現像剤製造方法において、
上記せん断混合工程は、上記キャリアと上記粉体とが通過する搬送経路を形成する搬送経路形成部材の内壁と、該搬送経路形成部材内に設置された駆動部材との間を、上記キャリア及び上記粉体が通過する際に、該搬送経路形成部材の内壁と、該駆動部材との間での摩擦によってせん断力が付与されることを特徴とする現像剤製造装置。
【請求項２２】
請求項１乃至２１の何れかの現像剤製造方法において、
上記粉体がトナーであることを特徴とする現像剤製造方法。
【請求項２３】
トナーとキャリアとの混合によって得られる電子写真用現像剤において、
請求項１乃至２２の何れかに記載の現像剤製造方法によって製造されたことを特徴とする電子写真用現像剤。
【請求項２４】
請求項２３の電子写真用現像剤において、
上記キャリアが１［質量部］に対して、上記トナーを２〜５０［質量部］の配合割合で含有する補給用現像剤であることを特徴とする電子写真用現像剤。
【請求項２５】
静電潜像担持体と、
該静電潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤により現像し可視像を形成する現像手段とを少なくとも有し、
画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
上記現像剤が、請求項２３に記載の電子写真用現像剤であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２６】
静電潜像を担持する静電潜像担持体と、
該静電潜像担持体上に静電潜像を形成する露光手段と、
該静電潜像を現像剤により現像して可視像を形成する現像手段と、
該可視像を記録媒体に転写する転写手段と、
該記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを有する画像形成装置において、
上記現像剤が、請求項２３に記載の電子写真用現像剤であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真用現像剤の構成材料であるトナー等の粉体とキャリアとを混合し、現像装置で使用する現像剤を現像装置外で製造する現像剤製造方法に関するものである。また、この現像剤製造方法によって製造された電子写真用現像剤、この電子写真用現像剤を用いるプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等に用いられる電子写真方式の画像形成装置において、現像剤は最終的に画像を可視化するという重要な役割を担っている。現在主流となっている乾式の二成分現像剤は、キャリアと呼ばれる磁性粒子とトナーと呼ばれる着色剤を含有する樹脂微粒子とを含んで構成される。
このような二成分現像剤は、現像剤中に含まれるトナーの割合であるトナー濃度が均一であることが望まれる。このため、使用前の現像装置に収容される現像剤（以下、「初期剤」という）を製造する現像剤製造工程では、トナーとキャリアとを混合する混合工程で、トナーとキャリアとを均一に混合する必要がある。
【０００３】
特許文献１及び２には、トナーとキャリアとが供給された混合容器を回転させる混合装置を使用する混合工程が記載されている。また、特許文献３には、トナーとキャリアとが供給された混合容器内に配置された攪拌羽根を回転させる混合装置を使用する混合工程が記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１乃至３に記載の混合工程で用いる混合装置では、トナーとキャリアとをより均一に混合しようとすると、回転する収容部や攪拌羽根の回転数を多くしたり、回転時間を長くしたりする必要がある。回転数を多くしたり、回転時間を長くしたりすることは、回転を行う駆動源の出力を上げたり、駆動時間を長くしたりする必要があり、駆動源での消費エネルギーの上昇に繋がり、現像剤の製造に要するエネルギーの上昇に繋がる。
なお、現像剤を製造するときに、キャリアと混合する粉体は、トナーに限るものではない。トナーと混合する前のキャリアに対して無機酸化微粒子等のトナー以外の粉体を混合させるものであれば、その粉体とキャリアとを均一に混合しようとすると、同様の問題が生じ得る。
【０００５】
また、上述した説明では、製造する現像剤が初期剤である場合について説明したが、現像装置で使用する現像剤を現像装置外で製造するものであれば同様の問題が生じ得る。例えば、現像剤中のトナーの割合が初期剤よりも多く、現像装置に供給することで装置内の現像剤のトナー濃度を上昇させる共に、現像装置内に新たなキャリアを供給する「プレミックストナー」と呼ばれる補給用現像剤であっても同様の問題が生じ得る。
【０００６】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、粉体とキャリアとの混合工程で混合に要するエネルギーを抑制することが可能な現像剤製造方法、この現像剤製造方法によって製造された電子写真用現像剤、この電子写真用現像剤を用いるプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、少なくとも、キャリアと粉体とを混合する混合工程を含む現像剤製造方法において、上記混合工程が、上記キャリアと上記粉体とを自重で落下させながら混合する自重落下混合工程を含むことを特徴とするものである。
【０００８】
従来の現像剤製造方法の混合工程では、キャリアと粉体とのうちの一方を混合物が収容される容器に投入した後に他方を投入し、その後、この容器や攪拌羽根を回転させる混合動作を行っていた。この場合、キャリアと粉体とを容器に入れた状態では、キャリア粒子同士及び粉体粒子同士が隣接した状態となり、粉体とキャリアとの混合はなされていない。
本発明においては、自重落下混合工程では、上記キャリアと上記粉体とを落下経路を落下させながら混合し、自重落下混合工程を通過したあとの粉体とキャリアとはある程度混合された状態となる。また、落下しながら混合する際の粉体とキャリアとの移動は、自重落下による移動であるため、混合のためにエネルギーを必要としない。混合工程が、エネルギーを消費せずにキャリアと粉体との混合を行う自重落下混合工程を含むため、粉体とキャリアとの混合工程で混合に要するエネルギーを抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、現像剤製造方法の粉体とキャリアとの混合工程で、自重落下混合工程を含むことにより、混合に要するエネルギーを抑制することが可能となる、という優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１の自重落下混合装置の概略説明図。
【図２】本実施形態に係る複写機の構成を説明する概略構成図。
【図３】プロセスユニットの一例を示す概略構成図。
【図４】リボン型方向制御部材の拡大説明図。
【図５】複数分割型方向制御部材の説明図、（ａ）は側面図、（ｂ）は側方断面図、（ｃ）は上方断面図。
【図６】篩型方向制御部材の説明図、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側方断面図。
【図７】レデューサー型方向制御部材の説明図、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側方断面図。
【図８】実施例１の自重落下混合装置の概略説明図。
【図９】実施形態２に係る一つ目の自重落下混合装置の概略説明図。
【図１０】実施形態２に係る二つ目の自重落下混合装置の概略説明図。
【図１１】せん断混合装置の他の例の説明図、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側方断面図。
【図１２】せん断混合装置の二つ目の他の例の説明図。
【図１３】実施形態３に係る自重落下混合装置の落下経路の概略説明図。
【図１４】実施形態４に係る自重落下混合装置で用いる混合配管の一部の説明図落下経路の概略説明図。
【図１５】実施形態４の自重落下混合装置で用いる混合配管の下方に、せん断混合装置を追加した構成の説明図。
【図１６】実施例３３のせん断混合装置の説明図。
【図１７】実施形態５の自重落下混合装置で用いる混合配管とせん断混合装置との説明図。
【図１８】実施例３５のせん断混合装置が備えるせん断混合搬送路の説明図。
【図１９】実施例３６のせん断混合装置が備えるせん断混合搬送路の説明図。
【図２０】実施例３７のせん断混合装置が備えるせん断混合搬送路の説明図。
【図２１】実施例４１のせん断混合装置が備えるせん断混合搬送路の説明図。
【図２２】実施例４２のせん断混合装置が備えるせん断混合搬送路の説明図。
【図２３】実施例４３のせん断混合装置が備えるせん断混合搬送路の説明図。
【図２４】実施例４４のせん断混合装置が備えるせん断混合搬送路の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を、電子写真方式の複写機（以下、単に複写機５００という）に適用した実施形態について説明する。まず、本実施形態に係る複写機５００の基本的な構成について説明する。
図２は、複写機５００の構成を説明する概略構成図である。
図２に示すように、複写機５００は、自動原稿搬送装置（ＡＤＦ１０１）と、スキャナ部１０２と、画像形成部１０３と、給紙部１０４とを備えている。ＡＤＦ１０１は、原稿を搬送するものであり、スキャナ部１０２は原稿の画像を読み取るものである。画像形成部１０３は、スキャナ部１０２で取得された画像データを基に画像形成を行うものであり、給紙部１０４は画像形成部１０３に記録媒体たる転写紙を給紙するものである。
【００１２】
図２に示すように、画像形成部１０３は、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの各色のトナー像を形成する四つのプロセスユニット１１０（Ｋ，Ｍ，Ｃ，Ｙ）を備えている。図中の符号の添字Ｋ，Ｍ，Ｃ，Ｙはブラック、マゼンタ、シアン、イエローの各色をそれぞれ示す。
図３は、四つのプロセスユニット１１０（Ｋ，Ｍ，Ｃ，Ｙ）のうちの一つの説明図であり、四つのプロセスユニット１１０（Ｋ，Ｍ，Ｃ，Ｙ）は、使用するトナーの色が異なる点以外は、略同一の構成であるため、図３では、各色を示す添字は省略している。また、以下の説明においても、各色を示す添字は適宜省略して説明する。
【００１３】
四つのプロセスユニット１１０は、それぞれ各色のトナー像を担持する感光体１１を備えている。これら各感光体１１の周囲には、帯電装置１２や、現像装置１３、感光体クリーニング装置１４等を備えている。帯電装置１２は、各感光体１１表面を一様に帯電し、現像装置１３は、各感光体１１表面に形成される静電潜像を現像する。感光体クリーニング装置１４は、トナー像転写後の各感光体１１表面をクリーニングする。
【００１４】
プロセスユニット１１０は、図３に示すように、感光体１１の周囲に配設される各種装置（１２、１３、１４等）とを１つのユニットとして共通の支持体に支持するプロセスカートリッジである。そして、プロセスユニット１１０は、画像形成部１０３本体に対して、感光体１１と各種装置とを一体的に着脱可能になっている。
【００１５】
また、画像形成部１０３は、帯電装置１２によって一様に帯電された各感光体１１の表面に、画像情報に応じたレーザ光を照射して静電潜像を形成する光書込装置３０を備えている。光書込装置３０は、レーザ光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、所定の露光位置において画像データに基づき回転駆動されている各感光体１１の表面にレーザ光を主走査方向に走査しながら照射する。
【００１６】
また、画像形成部１０３は、各感光体１１の表面上に形成されたトナー画像を転写紙に転写する転写ユニット２０、転写紙上のトナー像を定着せしめる定着装置１５０等を備えている。
【００１７】
転写ユニット２０は、複数の張架ローラ（２１１、２１２、２１３）により張架されて図２中矢印方向に回転駆動する中間転写ベルト２１を備えている。転写ユニット２０は、四つの感光体１１と、所定の電圧が印加される四つの一次転写ローラ２３との間に中間転写ベルト２１を挟み込んで一次転写ニップを形成する。また、転写ユニット２０は二次転写バックアップローラ２１１と所定の電圧が印加される二次転写ローラ２５の間に中間転写ベルト２１を挟み込んで二次転写ニップを形成している。さらに、転写ユニット２０は、中間転写ベルト２１上に残留する転写残トナーを除去するベルトクリーニング装置２２等も備えている。
【００１８】
四つのプロセスユニット１１０に組み込まれた四つの現像装置１３には、異なる色のトナーがそれぞれ負帯電状態でキャリアと共に二成分現像剤として収容されている。現像装置１３には、感光体１１と対向し、その内部に配置された磁界発生手段によって表面に現像剤を担持する現像スリーブ１３２が配置されている。また、現像装置１３には、内部に収容する二成分現像剤と、不図示のトナーボトルから投入されるトナーとを混合し、撹拌しながら搬送する二つのスクリュ部材（１３３、１３４）を備える。現像スリーブ１３２は、感光体１１と対向する位置で同方向に表面移動するように回転しながら、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤をその表面に汲み上げ、担持搬送して、感光体１１の表面上の潜像にトナーを供給し、トナー像を形成する。
【００１９】
感光体１１上に形成された各色トナー像は、一次転写ニップで中間転写ベルト２１に順次重ね合わされて転写される。各色トナー像が重ね合わせて転写されることで中間転写ベルト２１上に形成された四色トナー像は、二次転写ニップで転写紙に一括転写されることになる。二次転写ニップを通過後に中間転写ベルト２１上に残留する転写残トナーは、ベルトクリーニング装置２２により除去される。
【００２０】
転写ユニット２０の図２中下方には、定着装置１５０、紙搬送ユニット２４、レジストローラ対１４４等を備えている。紙搬送ユニット２４は、二次転写ローラ２５と定着装置１５０との間に無端状の紙搬送ベルトを掛け渡して無端移動させる。レジストローラ対１４４は、後述する給紙部１０４により供給された転写紙をローラ間に挟み込み、中間転写ベルト２１上の四色トナー像に同期させ得るタイミングで転写紙を二次転写ニップに送り出す。二次転写ニップを通過してフルカラー画像が転写された転写紙は、中間転写ベルト２１から離間して、紙搬送ユニット２４により定着装置１５０へと搬送される。定着装置１５０に搬送された転写紙は、定着装置１５０内における加圧や加熱によってフルカラー画像が定着させしめられた後、定着装置１５０から排紙ローラ対１４７に送られた後、排紙トレイ１４８へと排出される。
【００２１】
画像形成部１０３の図２中下方には、両面搬送部３２を備えている。両面搬送部３２は、片面に対する画像定着処理を終えた転写紙を、切換爪で転写紙の進路を転写紙反転装置側に切り換えて反転させ、再び二次転写ニップに進入させる。
【００２２】
給紙部１０４は、転写紙を複数枚重ねた紙束の状態で収容する給紙カセット４０を多段備え、各給紙カセット４０内の一番上の転写紙に給紙ローラ１４２を押し当てている。選択された給紙ローラ１４２が回転駆動せしめられると、一番上の転写紙が分離ローラで分離されて１枚ずつ給紙路１４１に向けて送り出される。この給紙路１４１に送り出された転写紙は、複数の搬送ローラ対１４３を経て画像形成部１０３内の給紙路に導かれ、レジストローラ対１４４のローラ間に挟み込まれる。
【００２３】
このように構成される画像形成部１０３において、次のように画像形成が行われる。
例えばブラック用のプロセスユニット１１０Ｋでは、帯電装置１２Ｋにより一様に帯電された感光体１１Ｋの表面に、光書込装置３０で変調及び偏向されたレーザ光が走査されながら照射されて静電潜像が形成される。感光体１１Ｋ上の静電潜像は、現像装置１３Ｋで現像されてブラック色のトナー画像となる。感光体１１Ｋが中間転写ベルト２１を挟んで一次転写ローラ２３Ｋに対向する一次転写ニップでは、感光体１１Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト２１に転写される。トナー像が転写された後の感光体１１Ｋの表面は、感光体クリーニング装置１４Ｋでクリーニングされ、次の静電潜像の形成に備えられる。
【００２４】
他のプロセスユニット１１０（Ｍ，Ｃ，Ｙ）についても、上述した画像形成行程が中間転写ベルト２１の移動に同期して実行される。一方、給紙カセット４０から給送された転写紙は、レジストローラ対１４４により所定のタイミングで送り出されて二次転写ニップに搬送される。また、画像形成部１０３の側面に設置された手差しトレイ１４５に転写紙が載置去れている場合は、手差しトレイ１４５から給紙された転写紙が、給紙ローラによって手差し給紙路内に繰り出される。そして、手差しレジストローラ対１４６により所定のタイミングで送り出されて二次転写ニップに搬送される。
二次転写ニップに搬送され、二次転写ニップでフルカラー画像が一括転写された転写紙は、紙搬送ユニット２４によって搬送されて定着装置１５０でトナー像が定着される。
【００２５】
転写紙の第一面だけに画像を形成する片面プリントモードの場合には、排紙ローラ対１４７のローラ間の排紙ニップに挟み込まれた転写紙がそのまま機外に排出されて排紙トレイ１４８上にスタックされる。転写紙の両面に画像を形成する両面プリントモードの場合には、排紙ローラ対１４７に挟み込まれた転写紙が逆方向に戻されて、両面搬送部３２に進入する。そして、両面搬送部３２内で上下反転せしめられた後、再び二次転写ニップに送られて、もう片面にも画像の二次転写処理と定着処理とが施された後、排紙ローラ対１４７により排紙トレイ１４８上に排出される。トナー像転写後の中間転写ベルト２１は、ベルトクリーニング装置２２により残留トナーが除去され、プロセスユニット１１０による再度の画像形成に備える。
【００２６】
上述した作像動作は、四色重ね合わせのフルカラーモードの場合の動作である。一方、白黒画像形成モードの場合には、中間転写ベルト２１の張架ローラのうち、二次転写バックアップローラ２１１以外の一つの張架ローラ（２１２または２１３）を移動させる。そして、感光体１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ）を中間転写ベルト２１から離間させ、中間転写ベルト２１にＫトナー像の形成のみを行う。
【００２７】
次に本実施形態の複写機５００で用いる二成分現像剤の製造方法について説明する。
本実施形態の現像剤製造方法は、粉体であるトナーとキャリアとからなる電子写真用現像剤の製造方法であって、少なくともトナーとキャリアとを混合する工程が、自重落下による混合を含む工程となっている。
【００２８】
〔実施形態１〕
以下、本発明を適用した現像剤製造方法の一つ目に実施形態（以下、「実施形態１」と呼ぶ）について説明する。
図１は、実施形態１の現像剤製造方法において、トナーとキャリアとを自重落下によって混合させる自重落下混合工程を行う自重落下混合装置１００の概略説明図である。
図１中の矢印Ａ１はキャリアの流れ、矢印Ａ２はトナーの流れ、矢印Ａはキャリアとトナーとからなる現像剤の流れを示している。
【００２９】
図１に示すように実施形態１の自重落下混合装置１００は、キャリア供給部１、トナー供給部２、混合配管３及び現像剤収容容器５を備える。また、混合配管３内には、ひねり形状型部材であるリボン型方向制御部材４を備える。
キャリア供給部１は、磁性粒子であるキャリアを混合配管３に供給し、トナー供給部２はトナーを混合配管３に供給する。混合配管３では、供給されたキャリア及びトナーが、自重落下する間に混合され、混合されたキャリアとトナーとからなる現像剤が混合配管３から現像剤収容容器５に供給される。
【００３０】
自重落下混合装置１００は、キャリア粒子とトナー粒子とが重力によって落下する力を利用し、混合させる装置である。この装置の場合、キャリアとトナーとを混合部である混合配管３へ供給させることにより、それぞれの粒子の自重（重力）落下の動きにより、それぞれの粒子が混ざり合わさるものである。
更に、通過経路である混合配管３内にリボン型方向制御部材４等の方向制御手段を配置することにより、混合効果がより顕著となる。これは、自重落下する経路に方向制御手段を配置させることで、トナー粒子とキャリア粒子との動きを自在に制御することが可能となる。これにより、落下する粉体の塊を分割させたり、粒子の動きの向きを方向転換させたり、減速させたりすることが可能となり、複雑化した粒子の動きにより、混合が促進される。
【００３１】
また、図１に示す自重落下混合装置１００では、方向制御手段としては、ひねり形状型部材、複数分割型部材、篩型部材、絞り形状型部材の何れか、またはこれらの組み合わせであることで、混合効果が顕著となる。これは、上述したように、通過経路である混合配管３内に方向制御手段を有することで、キャリア粒子とトナー粒子との動きを自在に制御し、複雑化させた粒子の動きにより混合を促進させるものである。そして、上記４タイプの方向制御部材を単独或いは組み合わせて用いることで、効率良く混合することが出来る。また、この４タイプの方向制御部材は、それぞれ混ざり方が異なるため、混合する粉体の特性や目的の混合強度等に合わせて、組み合わせパターンや数を適宜選択することができる。
【００３２】
図４は、上記４タイプの方向制御部材のうちの一つである、ひねり形状型部材であるリボン型方向制御部材４の拡大説明図である。
リボン型方向制御部材４は、帯状の板にひねりを入れた形状のものである。リボン型方向制御部材４は、例えばひねりの回転方向を左右入れ替え、数量、ひねりのアスペクト比の変更などにより、混合強度を調整することが可能である。また、帯状の板のひねり具合は、処理物により適正範囲が様々であるため適宜決めれば良いが、１８０［°］にひねりを入れた形状（これを１セグメントと呼ぶ）のものが好ましい。
図４のリボン型方向制御部材４は、上部を右セグメント４０１とし、下部を左セグメント４０２とした例である。
【００３３】
このセグメントの積み重ね方についても、処理物により適正範囲が様々であるため適宜決めれば良いが、ひねり方向を左右交互に重ねることが好ましく、各セグメントの重ねる向きは、９０［°］ずらして積み重ねることが好ましい。これにより、上側のセグメントが下側のセグメントへ移る度に、半分に分割されるので、処理物は「２」の「セグメントの積み重ね数乗」分割されることになる。仮に、１２段積み重ねた場合には「２」の１２乗となるため、４０９６分割されることになる。さらに、各セグメントはひねりが加えられているため、処理物の動きは複雑化し、転換・反転しながら混合が促進される。但し、ここで記したものはあくまでも例示に過ぎず、これらに限定するものではない。
【００３４】
図５は、上記４タイプの方向制御部材のうちの一つである複数分割型方向制御部材６の説明図である。図５（ａ）は、複数分割型方向制御部材６の側面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す複数分割型方向制御部材６の側方断面図であり、図５（ｃ）は、図５（ａ）に示す複数分割型方向制御部材６の上方断面図である。
複数分割型方向制御部材６は、例えば、複数の方向制御板より構成され、通過経路内を複数の経路へ分割するものである。図５に示すものは、平板状の方向制御板を複数配置した構成であり、図５（ｂ）及び図５（ｃ）中の各升目は、方向制御板であって、白から濃いグレーへのグラデーションで示しているが、白で示す手前側から濃いグレーで示す奥側へと傾斜した形状となっている。
【００３５】
図５に示すように、複数分割型方向制御部材６の上方から供給されたトナー粒子Ｔやキャリア粒子Ｃは、複数分割型方向制御部材６が備える方向制御板によって落下方向が制御される。そして、落下する過程で、搬送経路の分割及び合流を繰り返すことによって、トナーとキャリアとの混合を促進するものである。
複数分割型方向制御部材６は、複数の制御部材による分割数を横方向に増やしたり、垂直方向に幾重にも重ねたりすることなどにより、混合強度を調整することが可能であるが、これらに限定するものではない。
【００３６】
図６は、上記４タイプの方向制御部材のうちの一つである篩型方向制御部材７の説明図である。図６（ａ）は、篩型方向制御部材７の斜視図であり、図６（ｂ）は、混合配管３内に六個の篩型方向制御部材７を配置した状態の側方断面図である。
篩型方向制御部材７は、例えば、篩の目開き、篩設置間隔、篩設置段数、篩設置角度等により、混合強度を調整することが可能である。また、篩の目開きについては、単一の物を複数段組み合わせることも可能だが、目開きの異なる篩を組み合わせることで、混合効率が大幅に改善させる場合がある。しかし、篩の組み合わせは、これらに限定するものではない。
【００３７】
図７は、上記４タイプの方向制御部材のうちの一つである絞り形状型部材であるレデューサー型方向制御部材８の説明図である。図７（ａ）は、レデューサー型方向制御部材８の斜視図であり、図７（ｂ）は、混合配管３内にレデューサー型方向制御部材８を配置した状態の側方断面図である。
レデューサー型方向制御部材８とは、トナーとキャリアとが共に通過する通過経路（混合配管３）を狭い方向に絞り込む形状のものである。例えば、レデューサー入口面積に対する出口面積を減少させることや、絞り込み長さ、絞り込み部内面形状等により、混合強度を調整することが可能であるが、これらに限定するものではない。
【００３８】
また、図１に示す自重落下混合装置１００のように、現像剤を管路（混合配管３）内に通過させることで、混合効果が顕著となる。これは、以下の理由による。すなわち、トナーとキャリアとが共に通過する通過経路が開放経路である場合、混合させる物が粉体であるため、どうしても経路外への舞い上がりや飛散が発生する。さらに、開放経路である場合は、混合部での物の流れが疎状態で流れ易いため、混合させたい粉体が接する機会が少なくなってしまう。
【００３９】
一方、混合配管３のように、トナーとキャリアとが共に通過する通過経路を管路にすることで、経路外への舞い上がりや飛散が防止出来る。さらに、混合部での物の流れが密状態で流れるため、混合させたい粉体が接する機会が非常に多くなると共に、物の流れが複雑化するので、混合が促進される。
【００４０】
また、キャリアと混合する粉体がトナーであることで、混合効果が顕著であることが判った。これは、通常キャリアと混合させるものとしては、トナーや無機酸化微粒子、更に無機酸化微粒子の表面を疎水化、低抵抗化処理した物等が挙げられるが、これら中でもトナーと混合させることが最も良い組み合わせである。これは以下の理由による。
【００４１】
すなわち、トナーは無機酸化微粒子や無機酸化微粒子の表面を疎水化、低抵抗化処理した物等に比べ粒径が大きい。このため、ファンデルワールス力などによる凝集力が、無機酸化微粒子や無機酸化微粒子の表面を疎水化、低抵抗化処理した物等に比べ大幅に小さいため、効率良くキャリアと混ざっていく。
さらに、トナーは無機酸化微粒子や無機酸化微粒子の表面を疎水化、低抵抗化処理した物等に比べ帯電量が大きいので、キャリアと混合した場合に帯電したキャリア表面と効率良く引き付け合う。これにより、トナー粒子は次から次へとキャリア表面にトナーが取り込まれる。
一方、無機酸化微粒子や無機酸化微粒子の表面を疎水化、低抵抗化処理した物等は、粒径が小さく凝集力が大きい上、帯電量が低いので、トナーに比べると、混合の効率は悪くなってしまう。
【００４２】
また、本発明を適用した製造方法によって製造された現像剤を複写機５００等の画像形成装置に用いることで、高精細な画像を長期に渡って安定した品質が得られる。これは、製造された現像剤のキャリアとトナーとが均一に混合されているためである。
【００４３】
また、製造する現像剤としては、キャリアを１［質量部］に対して、トナーを２〜５０［質量部］の配合割合で含有する補給用現像剤（「プレミックストナー」ともいう）として用いる現像剤であってもよい。
二成分現像剤を用いる現像装置では、現像剤中のトナーによって感光体等の潜像担持体表面の潜像を現像するため、トナーが消費され、現像剤中のトナー濃度が低下する。このため、経時で安定した現像を行うために、トナー濃度を一定に保つために現像装置内の現像剤にトナーが補給されることがなされている。
【００４４】
現像によってトナーは消費されるが、キャリアは消費されないため、現像剤中のトナー濃度を維持するためにはキャリアの補給は必要ではない。しかし、同じキャリアを交換せずに使用し続けると、キャリアの劣化に起因する帯電性の低下による画像不良が発生する。これを防止するために、トナーを供給する代わりに、初期現像剤よりもトナー濃度が高い、すなわち、キャリアの含有率が低い補給用現像剤を補給する構成が知られている。この補給用現像剤を補給する構成の現像装置は、現像剤の排出口を備え、補給用現像剤を供給することで、新たなキャリアを現像装置内に補給するとともに、古いキャリアを含んだ現像剤を排出口から少しずつ外部に排出することができる。これにより、現像で消費されないキャリアの入れ替えを行うことができる。
【００４５】
このような補給用現像剤を、本発明を適用した現像剤製造方法で製造することにより、現像装置内の余剰の現像剤を排出しながら画像形成を行う画像形成装置で、長期に渡って安定した画像品質が得られるためである。また、補給用現像剤の混合比率は、キャリアを１［質量部］に対してトナーを２〜５０［質量部］の配合割合とすることが好ましい。トナーが２［質量部］未満の場合には、キャリアが多過ぎるために、現像剤の帯電量が増加し易く、画像濃度の変化が生じるようになる。また、トナーが５０［質量部］を超えると、キャリア量が極端に少なくなり実質的なキャリア補給効果が得られなくなるので好ましくない。
【００４６】
また、上述した複写機５００に対して着脱可能なプロセスカートリッジであるプロセスユニット１１０が備える現像装置１３は、本発明を適用した現像剤製造方法で製造した現像剤を収容する。
本発明を適用した現像剤製造方法で製造した現像剤を収容する現像装置１３をプロセスユニット１１０の一部とする構成により、次のような利点がある。
すなわち、長期使用により劣化した現像剤を取り替える際に、わざわざ現像ユニット（現像装置１３）を分解し劣化剤を取り出し洗浄を行った後、新しい現像剤を投入し組み立てる作業をしなくてもよい。これは、プロセスユニット１１０全体を取り替えることで、特別な知識や技術、環境がなくても、劣化した現像剤を収容する現像装置１３を誰でも簡単に交換が出来るためである。
本発明を適用するプロセスカートリッジは、潜像担持体、帯電手段、露光手段、転写手段、クリーニング手段及び除電手段からなる群より選択される少なくとも１つの手段と、現像手段と、を有し、画像形成装置本体に着脱可能なものである。
【００４７】
本発明を適用した現像剤製造方法に用いるキャリアの被覆層を形成する樹脂は、一般的にキャリアに用いられるものであれば特に限定はない。例えば、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂等が挙げられるが、特にこれらに限定するものではない。また、被覆樹脂は、一種類を単独で用いても、複数で用いても良いし、変性タイプにして使用しても良い。
【００４８】
上記キャリアのキャリア用芯材粒子としては、電子写真用二成分キャリアとして公知のものを用いることができる。例えば、鉄、フェライト、マグネタイト、ヘマタイト、コバルト、鉄系、マグネタイト系、Ｍｎ−Ｍｇ−Ｓｒ系フェライト、Ｍｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｍｇフェライト、Ｌｉ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｂａ系フェライト、等キャリアの用途、使用目的に合わせて適宜選択して用いればよい。また、上記例に限るものではない。
【００４９】
次に本発明の電子写真用現像剤の製造方法の一例を述べる。
以下に記載する方法は数ある現像剤の製造方法の一例に過ぎず、本発明の現像剤製造方法に使用するキャリアの製造方法は以下の例示された方法に限定されるものではない。
【００５０】
まずは、キャリアの製造方法の大きな流れは、以下に記す通りである。
「原材料計量」⇒「被覆液分散」⇒「被覆層コーティング」⇒「焼成」⇒「解砕」⇒「現像剤混合」
「原材料計量」の工程で所望の割合に原材料を計量したものを、「被覆液分散」の工程で分散機により分散処理を行う。ここで用いる分散機としては、一般に用いられる分散機であれば何でも良い。例えばホモミキサー、羽根回転型分散機（エバラマイルダー、キャビトロン、等）、ビーズミル等が挙げられ、原材料処方に適した分散機を適宜用いれば良い。
【００５１】
こうして得た分散液を、「被覆層コーティング」の工程で、芯材表面へコーティング装置により被覆を行う。ここで用いるコーティング装置としては、一般に用いられるコーティング装置であれば何でも良く、例えばスプレーを用いた転動流動層や、分散液中に芯材を浸漬させ溶媒を乾燥させる方法などが挙げられる。
【００５２】
そして、このコーティングがされた粒子の被覆層を、乾燥や架橋反応を進めるため、「焼成」工程で焼成を行う。ここで用いる焼成装置としては、一般に用いられる装置であれば何でも良く、例えば電気炉、ロータリーキルン等が挙げられる。また、高周波誘導加熱を用いた焼成装置であると好ましい。
次に、焼成により凝集した粒子を解すため、「解砕」工程で解砕を行う。ここで用いる解砕装置としては、粒子が１粒に解れればどのようなものでも良いが、一般的には篩装置を用いることが多く、例えば、振動篩や超音波振動篩等が挙げられる。
このように篩装置を用いて解砕を行う場合は、粒子の凝集を解すだけではなく、粗大粒子の除去や異物の除去も同時に行うことも可能となるため、非常に効率が良い。
【００５３】
最後に、こうして得られたキャリアとトナーとを、適正な混合比率で混合を行い、電子写真用の現像剤または補給用現像剤を製作する。
このようにして得られた混合物が、本発明での現像剤であるが、ここではその製造方法の１つを例示しただけであり、ここに記した内容に限定するものではない。
【００５４】
本発明の現像剤製造方法に用いるトナーとして、上述したフルカラーの複写機５００の各色の現像装置１３に対応した各色のカラー用トナーを用いることができる。ここで、カラー用トナーとは、一般的にカラー単色で用いられるカラートナーだけではなく、フルカラー用として用いられるイエロー、マゼンダ、シアン、レッド、グリーン、ブルーなどに加え、ブラックトナーも含まれる。
また、本発明の現像剤製造方法に用いるトナーとして、モノクロ用トナー、カラー用トナー、フルカラー用トナーを問わず、一般的にいうトナーを用いることができる。例えば、従来より用いられている混練粉砕型のトナーや、近年用いられるようになってきた多種の重合トナーなどが挙げられる。
【００５５】
さらに、離型剤を含有するトナー、いわゆるオイルレストナーも用いることができる。一般的に、オイルレストナーは離型剤を含有するため、この離型剤がキャリア表面に移行するいわゆるスペントが生じやすい。しかし、耐スペント性が優れたキャリアを用いることで、長期にわたり良好な品質を維持できる。特にオイルレスフルカラートナーにおいては、結着樹脂が軟らかいため一般的にスペントし易いと言われるが、耐スペント性が優れたキャリアを用いることで、解消が可能である。
【００５６】
本発明の現像剤製造方法に用いるトナーの原材料の結着樹脂としては、公知のものが使用できる。例えばポリスチレン、ポリ−ｐ−スチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の単重合体、スチレン−ｐ−クロルスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸共重合隊体、スチレン−メタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプロピル共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体、ポリチメルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は芳香族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂などが単独であるいは混合して使用できる。
【００５７】
さらに、トナーの原材料の圧力定着用結着樹脂としては、公知のものを混合して使用できる。例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレンなどのポリオレフィン、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂等のオレフィン共重合体、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリビニルピロリドン、メチルビニルエーテル−無水マレイン酸、マレイン酸変性フェノール樹脂、フェノール変性テルペン樹脂などが単独あるいは混合して使用でき、これらに限られるものではない。
【００５８】
また、本発明の現像剤製造方法に用いるトナーには、上記結着樹脂、着色剤、帯電制御剤の他に、定着助剤を含有することもできる。これにより、定着ロールにトナー固着防止用オイルを塗布しない定着システム、いわゆるオイルレスシステムにおいても使用できる。定着助剤としては、公知のものが使用できる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、脂肪酸金属塩、脂肪酸エステル、パラフィンワックス、アミド系ワックス、多価アルコールワックス、シリコーンワニス、カルナウバワックス、エステルワックス等が使用でき、これらに限られるものではない。
【００５９】
本発明の現像剤製造方法に用いるトナーとして、カラー用トナー等のトナーに用いられる着色剤としては、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色のトナーを得ることが可能な公知の顔料や染料が使用でき、ここで挙げるものに限らない。
【００６０】
例えば、黄色顔料としては、カドミウムイエロー、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が挙げられる。
【００６１】
橙色顔料としては、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、インダンスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダンスレンブリリアントオレンジＧＫが挙げられる。
【００６２】
赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、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が挙げられる。
【００６３】
紫色顔料としては、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキが挙げられる。青色顔料としては、コバルトブルー、アルカリブルー、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、インダンスレンブルーＢＣが挙げられる。
【００６４】
緑色顔料としては、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、等がある。
【００６５】
黒色顔料としては、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物が挙げられる。
【００６６】
また、これら着色剤は１種または２種以上を使用することができる。
【００６７】
本発明の現像剤製造方法に用いるトナーとしては、必要に応じ帯電制御剤をトナー中に含有させることができる。例えば、ニグロシン、炭素数２〜１６のアルキル基を含むアジン系染料（特公昭４２−１６２７号公報参照）、塩基性染料（例えばＣ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｙｅｌｌｏ  ２（Ｃ．Ｉ．４１０００）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｙｅｌｌｏ  ３、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｒｅｄ  １（Ｃ．Ｉ．４５１６０）、Ｃ．Ｉ．ＢａｓｉｃＲｅｄ  ９（Ｃ．Ｉ．４２５００）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｖｉｏｌｅｔ  １（Ｃ．Ｉ．４２５３５）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｖｉｏｌｅｔ  ３（Ｃ．Ｉ．４２５５５）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｖｉｏｌｅｔ  １０（Ｃ．Ｉ．４５１７０）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｖｉｏｌｅｔ  １４（Ｃ．Ｉ．４２５１０）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｂｌｕｅ  １（Ｃ．Ｉ．４２０２５）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｂｌｕｅ  ３（Ｃ．Ｉ．５１００５）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｂｌｕｅ  ５（Ｃ．Ｉ．４２１４０）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｂｌｕｅ  ７（Ｃ．Ｉ．４２５９５）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｂｌｕｅ  ９（Ｃ．Ｉ．５２０１５）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｂｌｕｅ  ２４（Ｃ．Ｉ．５２０３０）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｂｌｕｅ２５（Ｃ．Ｉ．５２０２５）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｂｌｕｅ  ２６（Ｃ．Ｉ．４４０４５）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｇｒｅｅｎ  １（Ｃ．Ｉ．４２０４０）、Ｃ．Ｉ．Ｂａｓｉｃ  Ｇｒｅｅｎ  ４（Ｃ．Ｉ．４２０００）など、これらの塩基性染料のレーキ顔料、Ｃ．Ｉ．Ｓｏｌｖｅｎｔ  Ｂｌａｃｋ  ８（Ｃ．Ｉ．２６１５０）、ベンゾイルメチルヘキサデシルアンモニウムクロライド、デシルトリメチルクロライド、等の４級アンモニウム塩、或いはジブチル又はジオクチルなどのジアルキルスズ化合物、ジアルキルスズボレート化合物、グアニジン誘導体、アミノ基を含有するビニル系ポリマー、アミノ基を含有する縮合系ポリマー等のポリアミン樹脂、特公昭４１−２０１５３号公報、特公昭４３−２７５９６号公報、特公昭４４−６３９７号公報、特公昭４５−２６４７８号公報に記載されているモノアゾ染料の金属錯塩、特公昭５５−４２７５２号公報、特公昭５９−７３８５号公報に記載されているサルチル酸、ジアルキルサルチル酸、ナフトエ酸、ジカルボン酸のＺｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ等の金属錯体、スルホン化した銅フタロシアニン顔料、有機ホウ素塩類、含フッ素四級アンモニウム塩、カリックスアレン系化合物等が挙げられる。ブラック以外のカラートナーは、当然目的の色を損なう荷電制御剤の使用は避けるべきであり、白色のサリチル酸誘導体の金属塩等が好適に使用される。
【００６８】
トナーの外添剤については、シリカや酸化チタン、アルミナ、炭化珪素、窒化珪素、窒化ホウ素等の無機微粒子や樹脂微粒子を母体トナー粒子に外添することにより転写性、耐久性をさらに向上させている。転写性や耐久性を低下させるワックスをこれらの外添剤で覆い隠すことと、トナー表面が微粒子で覆われることと、による接触面積が低下することによりこの効果が得られる。これらの無機微粒子はその表面が疎水化処理されていることが好ましく、疎水化処理されたシリカや酸化チタン、といった金属酸化物微粒子が好適に用いられる。樹脂微粒子としては、ソープフリー乳化重合法により得られた平均粒径０．０５〜１［μｍ］程度のポリメチルメタクリレートやポリスチレン微粒子が好適に用いられる。
【００６９】
さらに、疎水化処理されたシリカ及び疎水化処理された酸化チタンを併用し、疎水化処理されたシリカの外添量より疎水化処理された酸化チタンの外添量を多くすることにより湿度に対する帯電の安定性にも優れたトナーとすることができる。上記の無機微粒子と併用して、比表面積２０〜５０［ｍ２／ｇ］のシリカや平均粒径がトナーの平均粒径の１／１００〜１／８である樹脂微粒子のように従来用いられていた外添剤より大きな粒径の外添剤をトナーに外添する。これにより耐久性を向上させることができる。
【００７０】
これは、以下の理由による。
すなわち、トナーが現像装置内でキャリアと混合・攪拌され帯電し現像に供される過程でトナーに外添された金属酸化物微粒子は母体トナー粒子に埋め込まれていく傾向にある。これらの金属酸化物微粒子より大きな粒径の外添剤をトナーに外添することにより金属酸化物微粒子が埋め込まれることを抑制することができる。これにより、現像剤の耐久性を向上させることが出来る。
【００７１】
上述した無機微粒子や樹脂微粒子はトナー中に含有（内添）させることにより外添した場合より効果は減少するが、転写性や耐久性を向上させる効果が得られるとともにトナーの粉砕性を向上させることができる。また、外添と内添を併用することにより外添した微粒子が埋め込まれることを抑制することができるため優れた転写性が安定して得られるとともに耐久性も向上する。
【００７２】
なお、ここで用いる疎水化処理剤の代表例としては以下のものが挙げられる。ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルジクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、ｐ−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、クロルメチルトリクロルシラン、ｐ−クロルフェニルトリクロルシラン、３−クロルプロピルトリクロルシラン、３−クロルプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメトキシシラン、ビニル−トリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ジビニルジクロルシラン、ジメチルビニルクロルシラン、オクチル−トリクロルシラン、デシル−トリクロルシラン、ノニル−トリクロルシラン、（４−ｔ−プロピルフェニル）−トリクロルシラン、（４−ｔ−ブチルフェニル）−トリクロルシラン、ジベンチル−ジクロルシラン、ジヘキシル−ジクロルシラン、ジオクチル−ジクロルシラン、ジノニル−ジクロルシラン、ジデシル−ジクロルシラン、ジドデシル−ジクロルシラン、ジヘキサデシル−ジクロルシラン、（４−ｔ−ブチルフェニル）−オクチル−ジクロルシラン、ジオクチル−ジクロルシラン、ジデセニル−ジクロルシラン、ジノネニル−ジクロルシラン、ジ−２−エチルヘキシル−ジクロルシラン、ジ−３，３−ジメチルベンチル−ジクロルシラン、トリヘキシル−クロルシラン、トリオクチル−クロルシラン、トリデシル−クロルシラン、ジオクチル−メチル−クロルシラン、オクチル−ジメチル−クロルシラン、（４−ｔ−プロピルフェニル）−ジエチル−クロルシラン、オクチルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサエチルジシラザン、ジエチルテトラメチルジシラザン、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサトリルジシラザン等。この他チタネート系カップリング剤、アルミニューム系カップリング剤も使用可能である。この他、クリーニング性の向上等を目的とした外添剤として、脂肪酸金属塩やポリフッ化ビニリデンの微粒子等の滑剤等も併用可能である。
【００７３】
本発明の現像剤製造方法に用いるトナーの製造には粉砕法、重合法など従来公知の方法が適用できる。例えば粉砕法の場合、トナーを混練する装置としては、バッチ式の二本ロール、バンバリーミキサーや連続式の二軸押出し機や連続式の一軸混練機を用いることができる。連続式の二軸押出し機としては、例えば、神戸製鋼所社製ＫＴＫ型二軸押出し機、東芝機械社製ＴＥＭ型二軸押出し機、ＫＣＫ社製二軸押出し機、池貝鉄工社製ＰＣＭ型二軸押出し機、栗本鉄工所社製ＫＥＸ型二軸押出し機を挙げることができる。また、連続式の一軸混練機としては、例えば、ブッス社製コ・ニーダを挙げることができる。
【００７４】
以上により得られた溶融混練物は冷却した後粉砕されるが、粉砕は、例えば、ハンマーミルやロートプレックス等を用いて粗粉砕し、更にジェット気流を用いた微粉砕機や機械式の微粉砕機などを使用することができる。粉砕は、平均粒径が３〜１５［μｍ］になるように行うのが望ましい。さらに、粉砕物は風力式分級機等により、５〜２０［μｍ］に粒度調整されることが好ましい。
【００７５】
次いで、外添剤の母体トナーへ外添が行われるが、母体トナーと外添剤を、ミキサー類を用い混合・攪拌することにより外添剤が解砕されながらトナー表面に被覆される。この時、無機微粒子や樹脂微粒子等の外添剤が均一にかつ強固に母体トナーに付着させることが耐久性の点で重要である。以上はあくまでも例でありこれに限るものではない。
【００７６】
ここで、従来の現像剤について説明する。
電子写真方式による画像形成では、光導電性物質等の像担持体上に静電荷による静電潜像を形成し、この静電潜像に対して、帯電したトナー粒子を付着させて可視像を形成する。その後、トナー像を紙等の記録媒体に転写し、トナー像を定着することにより出力画像が形成される。近年、電子写真方式を用いたコピアやプリンタの技術は、モノクロからフルカラーへの展開が急速になりつつあり、フルカラーの市場は拡大する傾向にある。
【００７７】
フルカラー電子写真法によるカラー画像形成は一般に三原色であるイエロー、マゼンタ、シアンの３色のカラートナーまたは、それに黒色を加えた４色のカラー用トナーを積層させて全ての色の再現を行なうものである。従って、色再現性に優れ、鮮明なフルカラー画像を得るためには、定着されたトナー画像表面をある程度平滑にして光散乱を減少させる必要がある。このような理由から従来のフルカラー複写機等の画像光沢は１０〜５０［％］の中〜高光沢のものが多かった。
【００７８】
一般に、乾式のトナー像を記録媒体に定着する方法としては、平滑な表面を持ったローラーやベルトを加熱し、トナーと圧着する接触加熱定着方法が多用されている。この方法は熱効率が高く高速定着が可能であり、カラートナーに光沢や透明性を与えることが可能であるという利点がある。しかし、その反面、加熱定着部材表面と溶融状態のトナーとを加圧下で接触させた後、加熱定着部材表面から記録媒体を剥離するために、トナー像の一部が加熱定着部材表面に付着して別の画像上に転移する、いわゆるオフセット現象が生じる。
【００７９】
このオフセット現象を防止することを目的として、離型性に優れたシリコーンゴムやフッ素樹脂で加熱定着部材表面を形成し、さらにその加熱定着部材表面にシリコーンオイル等の離型オイルを塗布する方法が一般に採用されていた。しかしこの方法は、トナーのオフセットを防止する点では極めて有効であるが、離型オイルを供給するための装置が必要であり、定着装置が大型化しマシンの小型化に不向きである。このためモノクロトナーでは、溶融したトナーが内部破断しないように結着樹脂の分子量分布の調整等でトナーの溶融時の粘弾性を高め、さらにトナー中にワックス等の離型剤を含有させている。これにより、定着ローラに離型オイルを塗布しない（オイルレス化）、或いはオイル塗布量をごく微量とする方法が採用される傾向にある。
【００８０】
一方、カラー用トナーにおいても、カラー仕様のマシンにおけるモノクロ使用のマシンと同様に、マシンの小型化、構成の簡素化の目的でオイルレス化の傾向が見られている。しかし、前述したようにカラー用トナーでは色再現性を向上させるために定着画像の表面を平滑にする必要があるため溶融時の粘弾性を低下させねばならない。このため、光沢のないモノクロトナーよりオフセットし易く、定着装置のオイルレス化や微量塗布化がより困難となる。
【００８１】
また、トナー中に離型剤を含有させると、トナーの付着性が高まり転写紙への転写性が低下し、さらにトナー中の離型剤がキャリア等の摩擦帯電部材を汚染し帯電性を低下させることにより耐久性が低下するという問題を生じる。さらに、環境面への配慮から、消費電力を抑えるために、トナーの低温定着化が進んでいる。そのため、外力に対する強度や、高温高湿度環境下における保存性の面で、従来に比べ低下の傾向が見られる。
【００８２】
一方、現像剤に関しては、画像形成をより速く、より美しくという要望は高まる一方で、近年のマシンの高速化に伴い、現像剤が受けるストレスも飛躍的に増大している。このため、従来の画像形成装置では長寿命とされた現像剤においても充分な寿命が得られ難くなる一方である。
【００８３】
また、近年、環境面や安全性面への意識は高まる一方である。このような状況のもと、現像剤の生産工程においても、その生産過程における環境改善について多種多様な対応が求められており、材料、成膜方法においては、様々な試みがなされている。その一方、現像剤の混合工程においては、環境へ与える影響の規模が材料や他の工程に比べて小さいことから、これまで改善の検討がなされてこなかった。しかしながら、高まり続ける近年の環境改善への対応をクリアするには、寄与の小さな現像剤の混合工程においても、他工程同様に改善を進めていく必要がある。
そして、改善項目の中でも一番重要視されている項目としてＣＯ２排出量の低減が挙げられ、これをクリアすることが大きな課題であり、必要不可欠な状況となってきている。
【００８４】
このような状況ではあるものの、これまで現像剤の混合工程においては、現像剤の帯電量が不十分となることを防ぐために、十分な混合度及び帯電量を得ようとする検討がなされているだけで、環境改善の検討が進められてきていない。例えば、特許文献１では、二回目の混合回転速度が一回目の混合回転速度よりも大きい、異なる二度の混合を繰り返す方法が検討されている。また、特許文献２には、先にキャリアの一部とトナーを予備混合し、次いで予備混合物と残りのキャリアとを混合する製造方法が検討されている。さらに、特許文献３では、予め所望よりも高いトナー濃度で海島状態が無くなるまで混合した後、所望のトナー濃度に調整する多段階で混合する現像剤の製造方法が検討されている。
【００８５】
これらの混合工法によって、十分な混合度及び帯電量を得ようとすると、混合エネルギーや攪拌時間、混合強度を増加させなければならない。そして、ＣＯ２排出量がＣＯ２排出係数、エネルギー原単位及び処理量の積で表されることからすると、特許文献１〜３でなされている検討はＣＯ２排出量を増大させてしまうため、環境に対して不利であるといえる。
このように、現像剤の混合工程については、より均一に混合させるための様々な検討はなされているものの、その検討内容はＣＯ２排出量が増大する方向の内容であり、ＣＯ２排出量の低減に関しては、これまで検討がされてきていない。
【００８６】
これに対して、本発明を適用した電子写真用の現像剤の製造方法であれば、自重落下混合工程では、キャリアとトナーとを落下経路である混合配管３を落下させながら混合する。このため、混合配管３を通過したあとのトナーとキャリアとはある程度混合された状態となる。
また、トナーとキャリアとが落下経路を移動している間は、自重落下による移動であるため、混合のためにエネルギーを必要としない。混合工程が、エネルギーを消費せずにキャリアとトナーとの混合を行う自重落下混合工程を含むため、トナーとキャリアとの混合工程で混合に要するエネルギーを抑制することが可能となる。このように、混合に要するエネルギーを抑制することが可能となるため、ＣＯ２排出量の低減を図ることができる。
【００８７】
〔実験例１〕
次に、本発明を適用した電子写真用の現像剤の製造方法について、製造した現像剤の混合度とＣＯ２排出量とを確認した実験例１について説明する。
以下、実験例１における本発明を適用した製造方法の各実施例と、本発明を適用したものとは異なる製造方法の各比較例の条件について説明する。
【００８８】
〔実施例１〕
まず、実施例１の現像剤に用いる電子写真用キャリアの製造方法について以下に示す。
キャリアの製造に用いる被覆層形成用溶液の材料を以下に示す。
【００８９】
・アクリル樹脂溶液（固形分率：５０［質量％］）：７０［質量部］
・グアナミン溶液（固形分率：７０［質量％］）：２５［質量部］
・酸性触媒（固形分率：４０［質量％］）：１［質量部］
・シリコーン樹脂溶液（固形分率：２０［質量％］）：３４０［質量部］
・アミノシラン（固形分率：１００［質量％］）：１０［質量部］
・導電処理酸化チタン粒子（表面：ＩＴＯ処理、一次粒子径：５０［ｎｍ］、体積固有抵抗：１．０×１０２［Ω・ｃｍ］）：１５０［質量部］
・トルエン：５００［質量部］
上記材料をホモミキサーで１０分間分散して、被覆層形成用溶液を調製した。
【００９０】
キャリアに用いる芯材粒子としては、平均粒径が３５［μｍ］の焼成フェライト粉（ＤＦＣ−４００Ｍ（Ｍｎフェライト、ＤＯＷＡＩＰ  クリエイション株式会社製））を用いた。この芯材粒子の表面に、上記被覆膜形成溶液を芯材粒子表面に膜厚０．３［μｍ］になるように、スピラコーター（岡田精工社製）によりコーター内温度７０［℃］で塗布し乾燥した。
【００９１】
得られたコート上がりキャリアを、高周波誘導加熱により、品温１６０［℃］、保持時間１０［分］の焼成を行った。
この高周波誘導加熱の条件については、高周波発振部が直径６［ｍｍ］の中空導線を１０［巻］のコイル形状にしたもので、そのコイル内部にコート上がりキャリアを通過させることで、芯材を昇温させ焼成を行う。高周波の発振条件は、２００［Ｖ］、４［ｋｗ］、３００［ｋＨｚ］の高周波誘導電流を該導線に流した。
【００９２】
なお、中空導線は肉厚が１［ｍｍ］で内径が４［ｍｍ］であり、導線内に流れる高周波誘導電流により導線が昇温するため、この熱を冷却させるために導線内部に冷却水を流した。また、高周波誘導電流の発信機には、ＡＭＢＲＥＬＬ社製のＨＯＴＳＨＯＴ  ５（６［ｋｗ］）型を用いた。こうして焼成を行ったキャリアを冷却後、目開き６３［μｍ］の篩を用いて解砕し、帯電量が３９［−μｃ／ｇ］、体積固有抵抗が１４．１［Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）］の『キャリア１』を得た。
【００９３】
次に、実施例１の現像剤に用いるトナーの製造方法について以下に示す。
トナーの材料を以下に示す。
・結着樹脂（ポリエステル樹脂）：１００［質量部］
・離型剤（カルナウバワックス）：５［質量部］
・帯電制御剤（Ｅ−８４［オリエント化学工業社製］）：１［質量部］
・着色剤（Ｃ．Ｉ．Ｐ．Ｙ．１８０）：８［質量部］
【００９４】
上記材料のうち、着色剤と結着樹脂及び純水を１：１：０．５の割合で、混合し、二本ロールにより混練した。混練を７０［℃］で行い、その後ロール温度を１２０［℃］まで上げて、水を蒸発させマスターバッチを予め作成した。こうして得たマスターバッチを使用して、上記処方と同じになるように材料を計量し、ヘンシェルミキサーにより混合した。混合したものを二本ロールで１２０［℃］で４０［分］溶融混練し、冷却後、ハンマーミルで粗粉砕後、エアージェット粉砕機で微粉砕し得られた微粉末を分級して重量平均粒径が５［μｍ］のトナー母体粒子を作った。
【００９５】
さらに、このトナー母体粒子を１００［質量部］に対し、表面を疎水化処理したシリカを１［質量部］と、表面を疎水化処理した酸化チタンを１［質量部］と、を添加し、ヘンシェルミキサーで混合することでイエロートナーである『トナー１』を得た。
【００９６】
上述した製造方法によって得た『キャリア１』と『トナー１』とを、図８に示す自重落下混合装置１００によって混合した。
図８に示す自重落下混合装置１００は、キャリア供給部１、トナー供給部２、混合傾斜板９及び現像剤収容容器５を備える。また、混合傾斜板９の上面には、複数分割型方向制御部材６が配置されている。
図８に示す自重落下混合装置１００の混合傾斜板９は、水平面Ｈに対する角度θ１が３０［°］であり、複数分割型方向制御部材６は、１［ｍｍ］幅の方向制御板を複数配置した構成である。
【００９７】
このような複数分割型方向制御部材６を配置した混合傾斜板９の上端にアキュレートフィーダー（株式会社クマエンジニアリング製）からなるキャリア供給部１及びトナー供給部２を配置した。そして、キャリア供給部１及びトナー供給部２によって、キャリアとトナーとの供給比率として、『キャリア１』が９３［質量部］、『トナー１』が７［質量部］となるように、それぞれ供給した。そして、重力によってキャリアとトナーとの全部が混合傾斜板９上の複数分割型方向制御部材６を通過するように斜面を落下させながら、その運動エネルギーによりキャリアとトナーとを混合する。これにより、トナー濃度が７［質量％］の『現像剤１』を作成した。
【００９８】
〔実施例２〕
実施例１における複数分割型方向制御部材６を、目開きが４１２［μｍ］の篩型方向制御部材７に変更したこと以外は実施例１と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤２』を得た。
【００９９】
〔実施例３〕
実施例１における図８に示す自重落下混合装置１００を用いる工程を、図１に示す自重落下混合装置１００を用いる工程に変更した以外は、実施例１と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤３』を得た。
実施例３の混合工程出用いる自重落下混合装置１００のリボン型方向制御部材４は、１セグメントの帯状の板に１８０［°］ひねりを入れた形状である。そして、ひねり方向を左右交互に１２セグメント重ねたものを用いた。また、各セグメントの重ねる向きは、９０［°］ずらして設置し、上側のセグメントが下側のセグメントへ移る度に、半分に分割されるように設置した。このようなリボン型方向制御部材４を図４に示す２セグメントを１段として、１２段配置している。
【０１００】
〔実施例４〕
実施例３で用いた図１に示す自重落下混合装置１００におけるリボン型方向制御部材４の代わりに、方向制御手段として、１［ｍｍ］幅の複数の方向制御板により構成した複数分割型方向制御部材６に変更した。この変更点以外は、実施例３と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤４』を得た。
【０１０１】
〔実施例５〕
実施例３で用いた図１に示す自重落下混合装置１００におけるリボン型方向制御部材４の代わりに、方向制御手段として、断面積が１／５になるレデューサー型方向制御部材８に変更した。この変更点以外は、実施例３と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤５』を得た。
【０１０２】
〔実施例６〕
実施例３で用いた図１に示す自重落下混合装置１００におけるリボン型方向制御部材４の代わりに、方向制御手段として、目開き２８８［μｍ］の篩型方向制御部材７を５０段重ねたものに変更した。この変更点以外は、実施例３と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤６』を得た。
【０１０３】
〔実施例７〕
実施例３で用いた図１に示す自重落下混合装置１００におけるリボン型方向制御部材４の代わりに、方向制御手段として、次のものを用いた。
すなわち、実施例３と同様に、リボン型方向制御部材４を図４に示す２セグメントを１段として、一段のリボン型方向制御部材４に対して目開きが２８８［μｍ］の篩型方向制御部材７を一つ組み合わせた。そして、この一段のリボン型方向制御部材４と一つの篩型方向制御部材７との組み合わせを１２段積み重ねた。この変更点以外は、実施例３と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤７』を得た。
【０１０４】
〔実施例８〕
実施例３で用いた図１に示す自重落下混合装置１００におけるリボン型方向制御部材４の代わりに、方向制御手段として、次のものを用いた。
すなわち、実施例３と同様に、リボン型方向制御部材４を図４に示す２セグメントを一段とした。そして、一段のリボン型方向制御部材４に対して目開きが２８８［μｍ］の篩型方向制御部材７を一つと、断面積が１／５になるレデューサー型方向制御部材８を一つと、を組み合わせた。さらに、この一段のリボン型方向制御部材４、一つの篩型方向制御部材７及び一つのレデューサー型方向制御部材８の組み合わせを１２段積み重ねた。この変更点以外は、実施例３と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤８』を得た。
【０１０５】
〔実施例９〕
実施例８で用いた自重落下混合装置１００の一段のリボン型方向制御部材４を、実施例４の複数分割型方向制御部材６に変更した。すなわち、一つの複数分割型方向制御部材６、一つの篩型方向制御部材７及び一つのレデューサー型方向制御部材８の組み合わせを１２段積み重ねた。この変更点以外は、実施例８と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤９』を得た。
【０１０６】
〔実施例１０〕
実施例６に対して、キャリアとトナーとの混合割合、すなわち、キャリアとトナーとの供給比率を、『キャリア１』が１［質量部］に対して、『トナー１』が９［質量部］となるように変更した。この変更点以外は、実施例６と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤１０』を得た。なお、実施例１０で得た混合物（現像剤１０）は、補給用現像剤として用いるものとなる。
【０１０７】
〔比較例１〕
実施例１における図８に示す自重落下混合装置１００を用いる混合工程を、Ｖ型混合機（株式会社寿工作所製、Ｖ−５型、電力量：１００［ｋＷｈ］）を用いる混合工程に変更した。Ｖ型混合機を用いた混合工程としては、回転数を３０［ｒｐｍ］に設定し、１７［分間］の混合を行った。この変更点以外は、実施例１と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤１１』を得た。
【０１０８】
〔比較例２〕
実施例１における図８に示す自重落下混合装置１００を用いる混合工程を、ラボミキサー（株式会社ホソカワミクロン製、ＬＶ−１型、電力量：１００［ｋＷｈ］）を用いる混合工程に変更した。ラボミキサーを用いた混合工程としては、回転数を１８０［ｒｐｍ］に設定し、２５［分間］の混合を行った。この変更点以外は、実施例１と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤１２』を得た。
【０１０９】
〔比較例３〕
実施例１における図８に示す自重落下混合装置１００を用いる混合工程を、ターブラーミキサー（株式会社シンマルエンタープライゼス製、Ｔ２Ｃ型、電力量：１８０［ｋＷｈ］）を用いる混合工程に変更した。ターブラーミキサーを用いた混合工程としては、回転数を３２［ｒｐｍ］に設定し、７［分間］の混合を行った。この変更点以外は、実施例１と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤１３』を得た。
【０１１０】
上記実施例１〜１０及び比較例１〜３の現像剤混合において、得られた現像剤の混合度（トナー濃度ばらつき）と、ＣＯ２排出量の評価を実施した。
評価結果を表１に示す。
【０１１１】
【表１】
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【０１１２】
表１に示す、各実施例及び各比較例における現像剤混合の評価方法は下記方法に従った。
〔混合度評価方法〕
実験例１における混合度の評価方法は、混合実験により得られた現像剤全体から、満遍なくランダムに１０点サンプリングを行い、一般的なブローオフ法（［株式会社東芝ケミカル製、ＴＢ−２００型］にてトナー濃度を得た。こうして得たトナー濃度１０点に対し標準偏差を算出し、以下のとおりランク分けを行った。
【０１１３】
「◎」  ：  ０．２０以下
「○」  ：  ０．２０を超え０．２４未満
「×」  ：  ０．２４以上
実験例１の混合度評価では、「◎」及び「○」を合格とし、「×」を不合格とした。
【０１１４】
〔ＣＯ２排出量評価方法〕
実験例１におけるＣＯ２排出量の評価方法は、混合に於ける電力消費量から算出され、この電力消費量に基準ＣＯ２換算値を乗ずることで得ることが出来る。なお、ここで用いた基準ＣＯ２換算値は、０．３７８［ｋｇ（ＣＯ２）／ｋＷｈ（電力量）］である。また、電力消費量は、電力量に混合時間を乗ずることで得られる。
【０１１５】
表１に示すＣＯ２排出量はあくまでも混合に於けるものを対象としており、各実施例では混合時にキャリアとトナーとの供給を行っているため、実際には電力を消費しているが、これは対象としていない。一方、各比較例における混合では、混合時にはキャリアとトナーとの供給が無いため電力の消費は無い。しかし、実際には混合の事前にキャリアとトナーとをそれぞれ計量している。そして、この計量の際に電力の消費は発生しており、ＣＯ２排出量の計算に入れていないという点では、各実施例の場合と同条件であり、平等に評価しているということができる。
【０１１６】
表１で示す評価結果から、各実施例１〜１０による現像剤混合は、比較例１〜３と比較して、混合度は同等以上の結果が得られており、ＣＯ２の排出が抑制（混合工程においては排出無し）されていることが明らかである。
【０１１７】
〔実施形態２〕
以下、本発明を適用した現像剤製造方法の二つ目に実施形態（以下、「実施形態２」と呼ぶ）について説明する。
図９は、実施形態２の現像剤製造方法において、トナーとキャリアとを自重落下によって混合させる自重落下混合工程を行う自重落下混合装置１００の概略説明図である。
図９に示すように実施形態２の自重落下混合装置１００は、キャリア供給部１、トナー供給部２、混合配管３及び現像剤収容容器５を備え、さらに、せん断混合装置１０を備える。また、混合配管３内には、リボン型方向制御部材４及び篩型方向制御部材７を備える。
また、図９に示す自重落下混合装置１００は、一つの篩型方向制御部材７を挟んで上下に位置する二つのリボン型方向制御部材４を、９０［°］ずらして積み重ねて配置している。
【０１１８】
従来の現像剤の混合には、例えば撹拌容器回転型では、水平円筒型、傾斜円筒型、Ｖ型、二重円すい型、正立方型、Ｓ字型、連続Ｖ型混合機等がある。また、容器固定型ではリボン型、スクリュー型、ロッド又はピン型、複軸パドル型、円すい型、スクリュー高速流動型、回転円盤型及びこれらの複合混合機等などが使用されている。
【０１１９】
現像剤の混合分野では、より均一に混合させるための様々な検討はなされているが、混合工法によって、キャリアとトナーとを一定の混合比で撹拌混合した場合、混合エネルギー、撹拌混合時間によって現像剤の帯電量が変動する。一般的に高い帯電量を得るためには、撹拌混合時間を長くする必要がある。そのため、帯電量を高くするための検討は、使用電力が増大する方向の内容であり、環境面を考慮すると不利な検討であるといえる。
【０１２０】
このような実情を改善する構成として、上記実施形態１の現像剤製造方法では、現像剤の混合工程に自重落下混合装置１００を用いて、自重落下を利用した混合を行っている。これは、キャリアとトナーとが重力によって落下する力を利用し、混合させる混合方法である。この混合方法の場合、キャリアとトナーとを混合部へ供給させることにより、それぞれの粒子の自重（重力）落下の動きにより、それぞれの粒子が混ざり合わさるものである。このため、基本的には混合時に電力を消費することが無く、環境面に対して非常に有利な混合方法である。
【０１２１】
一方で、自重落下を利用した混合工程では、現像剤の製作時に初期帯電量を十分に得ることが難しいという課題がある。このような全く駆動部を有さない混合工程では、帯電量を得るための手段として、混合装置自体の規模を大きくする必要があるためである。これは以下の理由による。
すなわち、自重落下を利用した混合工程では、混合に使用される主なエネルギーが位置エネルギーであるため、より大きな力を得るためにはより高い位置から落下させる必要がある。このように高い位置から落下させるためには、混合装置自体の規模を大きくする必要がある。
【０１２２】
キャリアとトナーとが十分に帯電していない現像剤を初期現像剤に使用した場合、現像装置１３が備える現像ローラ上に現像剤が供給された際に、現像ローラの遠心力によって、現像ローラ表面に担持されたキャリアからトナーが離脱することがある。トナーがキャリアから離脱すると、感光体１１上の非画像部へ付着してしまう不具合が発生し、これが地肌汚れ画像となってしまう。
さらに、キャリアとトナーとが十分に帯電していない場合には、帯電量の絶対値が低いので、帯電量分布の低い側が逆帯電となってしまう。これにより、感光体１１上の非画像部にトナーが現像されてしまう不具合が発生し、これが地肌汚れ画像となってしまう。
【０１２３】
このため、実施形態１ように、全く駆動部を有さない自重落下を利用した混合工程では、製造した現像剤が十分に帯電を保持することができず、画像の地肌部をトナーで汚してしまう問題が生じるおそれがある。
一方、実施形態２の現像剤製造方法では、トナーとキャリアとを混合する自重落下混合装置１００が混合する対象物に、せん断力を付与するせん断混合装置１０を備える。これにより、混合が良好に行われるとともに、初期帯電の不良が無く、画像品質において非画像部の地肌汚れが発生しない現像剤を製造することができる。
【０１２４】
図９に示す自重落下混合装置１００は、混合配管３における自重落下、及び、せん断混合装置１０によるせん断力の付与、という二つの混合が組み合わされている。
自重落下による混合だけでは、キャリアとトナーとはお互いの粒子同士、もしくは落下経路に位置する物体との接触帯電のみしか発生せず、十分な帯電量を得ることができない場合がある。これに対して、実施形態２の自重落下混合装置１００は、せん断力の付与によって、キャリアとトナーとがお互いの粒子同士、もしくは他の物体との摩擦帯電を起こすことができ、それによってキャリアとトナーとの帯電が促進される。せん断混合装置１０では、管状部材内にスクリュ部材を配置した粉体搬送経路であるせん断混合搬送路１０ａで、搬送する粉体に対してせん断力を付与する。
【０１２５】
実施形態２の自重落下による混合とは、キャリアとトナー等の粉体粒子が重力によって落下する力を利用し、混合させる方法である。この方法の場合、キャリアと粉体粒子とを混合部へ供給させることにより、それぞれの粒子の自重（重力）落下の動きにより、それぞれの粒子が混ざり合わさるものである。
また、実施形態２の自重落下による混合でも、その自重落下経路に上記実施形態１で説明した、４タイプの方向制御部材の何れか、または、これらを組み合わせて落下の経路に配置させることが望ましい。このような方向制御手段を配置させることで、落下する粉体の塊を分割させたり、粒子の動きの向きを方向転換させたり、減速させたりすることが可能となり、複雑化した粒子の動きにより、混合が促進される。
【０１２６】
図１０は、自重落下による混合の後に、せん断力の付与による混合を行う自重落下混合装置１００の概略説明図である。
図９に示す自重落下混合装置１００では、自重落下による混合の前に、せん断力の付与による混合を行っている。しかし、せん断力の付与による混合は、図１０に示すように、自重落下による混合の後に行われることがより好ましい。これは以下の理由による。
【０１２７】
図９に示す自重落下混合装置１００のように、キャリア供給部１及びトナー供給部２が、せん断混合装置１０に対して直接に粒子を供給する場合、せん断混合装置１０内では、キャリア粒子同士及びトナー粒子同士が隣接した状態となる。この状態でせん断力が付与されると、キャリア粒子同士、トナー粒子同士が擦り合う状態となる。
【０１２８】
一方、図１０に示す自重落下混合装置１００のように、せん断力の付与による混合が起こる前に、自重落下による混合がある程度行われることによって、キャリアとトナーとの位置が置換される。この置換によって、キャリア供給部１及びトナー供給部２が、せん断混合装置１０に対して直接に粒子を供給する場合よりもキャリア粒子とトナー粒子という異種の粉体が隣接した位置に存在する状態となる。一般に摩擦帯電は、電気的性質が異なる物質間で摩擦が起こることにより発生する。このため、せん断力の付与による摩擦が、自重落下による混合で再配置されたキャリアとトナーとに対して行われることで、よりキャリアとトナーとに対する帯電が促進される。
また、図１０に示す自重落下混合装置１００は、一つの篩型方向制御部材７を挟んで上下に位置する二つのリボン型方向制御部材４を、９０［°］ずらして積み重ねて配置している。
【０１２９】
また、図９及び図１０に示す自重落下混合装置１００では、せん断力の付与による混合が、キャリアとトナーとが搬送される際に、搬送部材（スクリュ部材）と、通過経路（管状部材）の内壁との間で摩擦されることにより行われる。実施形態２では、キャリア及びトナーが、搬送部材によって押し出される。これにより、キャリア同士及びトナー同士のみならず、キャリア及びトナーと搬送部材との間、及び、キャリア及びトナーと通過経路の内壁との間などのように、摩擦によってせん断力を加えられる機会を多く得ることができる。このため、それに伴いキャリア及びトナーに効率良く帯電を起こさせることが可能である。
【０１３０】
実施形態２では、搬送部材としてスクリュ部材を用いているが、棒形状やコイル形状など他の形状の搬送部材を用いることができる。そして、より効率的にせん断力を付与するために、搬送部材の表面にパターン溝が刻まれていることが好ましい。
また、通過経路の内壁とは、キャリア及びトナーが通過する管路の内側のことを指し、例えば円筒型及び錘型などが考えられる。そして、より効率的にせん断力を付与するために、内壁表面にパターン溝が刻まれていることが好ましい。
ここで記載したものはあくまでも例示に過ぎず、混合する粉体の特性や目的の混合強度等に合わせて、形状及び材質などは任意に選択すれば良い。
【０１３１】
図１１は、せん断混合装置１０の他の例の説明図であり、図１１（ａ）は斜視図、図１１（ｂ）は側方断面図である。
図１１に示すせん断混合装置１０は、上部板部材１０ｂと下部板部材１０ｃとの二つの円状板部材からなる。上部板部材１０ｂと下部板部材１０ｃとの間には、板部材隙間１０ｅが形成され、上部板部材１０ｂの中心部には板部材隙間１０ｅに連通する投入口１０ｄが形成されている。
図１１のせん断混合装置１０は、図１１中矢印Ｂで示すように、上部板部材１０ｂが下部板部材１０ｃに対して回転移動する。
【０１３２】
図１１のせん断混合装置１０は、投入口１０ｄから投入されたキャリアとトナーとからなる現像剤は、移動する上部板部材１０ｂと下部板部材１０ｃとの間の板部材隙間１０ｅを通過する際に、二つの円状板部材によってせん断力が付与される。図１１のように、キャリア粒子及びトナー粒子に対する板状部材との摩擦によってせん断力の付与をすることによって、せん断力を付与する面積を広くすることが可能である。このため、キャリア粒子及びトナー粒子へ効率良く帯電を起こさせることが可能である。
【０１３３】
図１１のせん断混合装置１０のように、二つの板状部材の隙間でせん断力を付与する構成の場合、向かい合う二つ面のどちらか、または、両方が移動する機構を有する構成となる。また、二つの板状部材が向かい合う二つ面には、キャリア粒子及びトナー粒子に対して、より大きなせん断力を加えるために、その表面に表面にパターン溝が刻まれていることが好ましい。
また、せん断力を加え続けるためには、キャリア粒子及びトナー粒子は常に移動を続けている必要がある。このため、二つの板状部材の板部材隙間１０ｅを形成する部分は、石臼のように中心を頂点に、同心円状の緩やかな傾斜がついていることが好ましい。
ただし、ここで示したものはあくまでも例示に過ぎず、混合する粉体の特性や目的の混合強度等に合わせて、板状部材の数、形状及び材質などは任意に選択すれば良い。
【０１３４】
図１２は、せん断混合装置１０の二つ目の他の例の説明図である。
図１２に示すせん断混合装置１０は、せん断力付与筒１０ｇと、せん断力付与円柱１０ｆとからなる。せん断力付与筒１０ｇの内壁と、せん断力付与円柱１０ｆとの間には、隙間が形成され、せん断力付与部１０ｈとなっている。
せん断力付与円柱１０ｆは、せん断力付与筒１０ｇにおける現像剤の落下経路に配置されており、不図示の駆動手段によって、図１２中の矢印Ｃで示すように、上下方向に揺動する。
【０１３５】
図１２のせん断混合装置１０では、キャリアとトナーとからなる現像剤が、せん断力付与筒１０ｇの上方から投入され、せん断力付与部１０ｈを通過する。現像剤がせん断力付与部１０ｈを通過する際に、駆動部材であるせん断力付与円柱１０ｆと、せん断力付与筒１０ｇの内壁との間で摩擦されることによりせん断力の付与による混合が行われる。
図１２のせん断混合装置１０では、キャリア粒子及びトナー粒子が落下する際に、落下経路に設置されているせん断力付与円柱１０ｆと、せん断力付与筒１０ｇの内壁とが擦り合わされている領域であるせん断力付与部１０ｈに巻き込まれる。これにより、キャリア粒子及びトナー粒子に強いせん断力が加えられることで、摩擦帯電を促すことができる。
【０１３６】
図１２のようなせん断混合装置１０が備えるせん断力付与円柱１０ｆのような駆動部材としては、棒形状や錐形状などが考えられ、より効率よく、せん断力を付与するために、その表面にパターン溝が刻まれていることが好ましい。また、駆動部材の駆動方式としては、せん断力を付与する面積を広くするために、落下経路と並行な上下駆動もしくは、回転駆動であることが好ましい。
せん断力付与筒１０ｇのような落下経路形成部材は、キャリア粒子及びトナー粒子が通過する管路であり、その形状は円筒型及び錘型などが考えられ、より効率的にせん断力を付与するために、表面にパターン溝が刻まれていることが好ましい。
ただし、ここで示したものはあくまでも例示に過ぎず、混合する粉体の特性や目的の混合強度等に合わせて、形状及び材質などは任意に選択すれば良い。
また、辞し形態２の現像剤製造方法で用いるトナー及びキャリアとしては、上記実施形態１で説明したものと同様のものを用いることができるが、これに限るものではない。
【０１３７】
〔実験例２〕
次に、本発明を適用した電子写真用の現像剤の製造方法について、製造した現像剤の混合度、帯電量及び地汚れを確認した実験例２について説明する。
以下、実験例２における実施形態２の特徴を備えた製造方法の各実施例と、実施形態２の特徴を備えたものとは異なる製造方法の各比較例の条件について説明する。
【０１３８】
〔実施例１１〕
実施例１１に用いるキャリアは上記実施例１と同じ『キャリア１』である。
また、実施例１１で用いるトナーは上記実施例１の『トナー１』とは、着色剤と、その含有量とが異なる。実施例１１では、実施例１の『トナー１』の着色剤が「Ｃ．Ｉ．Ｐ．Ｙ．１８０」で、その含有量が８［質量部］であるのに対して、着色剤として、「カーボンブラック♯４４（三菱化学社製）を用い、含有量を１０［質量部］として『トナー２』を得た。
【０１３９】
上述した製造方法によって得た『キャリア１』と『トナー２』とを、図９に示す自重落下混合装置１００によって混合した。
実施例１１では、図９に示す自重落下混合装置１００の混合配管３内に配置した方向制御手段として、目開き２８８［μｍ］の篩型方向制御部材７とリボン型方向制御部材４との組み合わせたものを用いている。実施例１１で用いる自重落下混合装置１００は、一つの篩型方向制御部材７と、１セグメントのリボン型方向制御部材４とを一段として、混合配管３内に１２段積み重ねた構成となっている。
【０１４０】
また、混合配管３の上方には、アキュレートフィーダー（株式会社クマエンジニアリング製）と、せん断混合搬送路１０ａとから構成され、搬送するキャリアとトナーとにせん断力を付与する、せん断混合装置１０を備える。せん断混合搬送路１０ａは、キャリア及びトナーの通過経路となる内径２０［ｍｍ］の円筒管であり、この円筒管状のせん断混合搬送路１０ａ内にスクリュ部材が配置されている。このスクリュ部材は、羽部の外周とせん断混合搬送路１０ａの円筒管状の内周面との隙間が１［ｍｍ］であり、排出量が２．５［ｇ／ｓｅｃ］となるように回転数が調節された構成である。
【０１４１】
また、せん断混合装置１０の上には、アキュレートフィーダーからなるキャリア供給部１及びトナー供給部２が配置されている。そして、キャリア供給部１及びトナー供給部２によって、キャリアとトナーとの供給比率が、『キャリア１』が９３［質量部］、『トナー２』が７［質量部］となるようにそれぞれ供給した。そして、重力によってキャリアとトナーとの全部が上述した篩型方向制御部材７とリボン型方向制御部材４とを１２段重ねた方向制御手段を通過するように落下させながら、その運動エネルギーによりキャリアとトナーとを混合する。これにより、トナー濃度が７［質量％］の『現像剤１４』を作成した。
【０１４２】
実施例１１で用いたリボン型方向制御部材４は、帯状の板に１８０［°］ひねりを入れた形状のものである。また、実施例１１で用いた自重落下混合装置１００は、一つの篩型方向制御部材７を挟んで上下に位置する二つのリボン型方向制御部材４を、９０［°］ずらして積み重ねて配置している。すなわち、処理物（キャリア及びトナー）が、篩型方向制御部材７を挟んで上側のリボン型方向制御部材４から篩型方向制御部材７を挟んで下側のリボン型方向制御部材４に処理物が移る度に、処理物の粉体が半分に分割されるように設置している。これにより、処理物の動きが複雑化し、混合が促進される。
【０１４３】
〔実施例１２〕
実施例１１における自重落下混合装置１００を、図１０に示す自重落下混合装置１００、すなわち、せん断力を付与する混合部（せん断混合装置１０）が、自重落下による混合部（混合配管）の後に位置する装置に変更した。この変更点以外は、実施例１１と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤１５』を得た。
【０１４４】
〔実施例１３〕
実施例１２におけるせん断力を付与する混合部（せん断混合装置１０）を構成する円筒管（せん断混合搬送路１０ａ）の先端に、キャリア及びトナーの排出口が、内径５［ｍｍ］になるような円錐形の絞りを設置する変更を行った。この変更点以外は、実施例１２と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤１６』を得た。
【０１４５】
〔実施例１４〕
実施例１２におけるせん断力を付与する混合部（せん断混合装置１０）を、図１１を用いて説明したせん断混合装置１０に変更した。すなわち、二枚の平板と、中央の回転軸とからなり、二枚の平板の片側が、中央の回転軸によって回転運動するような、石臼と同様の形状を持つせん断混合装置１０とした。また、ここで用いた二枚の平板のそれぞれには、向かい合う面にパターン溝が刻まれているものを使用した。この変更点以外は、実施例１２と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤１７』を得た。
【０１４６】
〔実施例１５〕
実施例１４におけるせん断力を付与する混合部（せん断混合装置１０）の二枚の平板のうち、片側が回転運動していたものを、両側を回転運動するものに変更した。そして、せん断力を付与したキャリアとトナーとからなる混合物の排出量が２．５［ｇ／ｓｅｃ］となるように、二枚の平板の回転数を調整した。この変更点以外は、実施例１４と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤１８』を得た。
【０１４７】
〔実施例１６〕
実施例１２におけるせん断力を付与する混合部（せん断混合装置１０）を、図１２を用いて説明したせん断混合装置１０に変更した。すなわち、落下方向と並行な円筒管（せん断力付与筒１０ｇ）と、円筒管内壁とのギャップが０．５［ｍｍ］で、円筒管内を上下運動する円柱（せん断力付与円柱１０ｆ）と、で構成されるせん断混合装置１０とした。ここで用いた円柱（せん断力付与円柱１０ｆ）の上下運動は、排出量が２．５［ｇ／ｓｅｃ］となるように運動速度を調節した。また、ここで用いた円筒管（せん断力付与筒１０ｇ）と、円柱（せん断力付与円柱１０ｆ）としては、キャリア及びトナーが通過する隙間（せん断力付与部１０ｈ）を形成する面にブラスト加工によって荒らす加工を施したものを使用した。この変更点以外は、実施例１２と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤１９』を得た。
【０１４８】
〔実施例１７〕
実施例１６におけるせん断力を付与する混合部（せん断混合装置１０）の円柱（せん断力付与円柱１０ｆ）の運動を上下運動ではなく、回転運動に変更した。この変更点以外は、実施例１６と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤２０』を得た。
【０１４９】
〔実施例１８〕
実施例１２に対して、キャリアとトナーとの混合割合、すなわち、キャリアとトナーとの供給比率を、『キャリア１』が１［質量部］に対して、『トナー２』が９［質量部］となるように変更した。この変更点以外は、実施例１２と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤２１』を得た。なお、実施例１８で得た混合物（現像剤２１）は、補給用現像剤として用いるものとなる。
【０１５０】
〔比較例４〕
実施例１１に対して、自重落下混合装置１００がせん断混合装置１０を備えない構成、すなわち、混合方法が自重落下による混合部のみを持つ自重落下混合装置１００に変更した。この変更点以外は、実施例１１と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤２２』を得た。
【０１５１】
〔比較例５〕
実施例１３に対して、混合工程を、自重落下による混合部を持たない混合工程に変更した。この変更点以外は、実施例１３と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤２３』を得た。
【０１５２】
〔比較例６〕
実施例１５に対して、混合工程を、自重落下による混合部を持たない混合工程に変更した。この変更点以外は、実施例１５と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤２４』を得た。
【０１５３】
〔比較例７〕
実施例１７に対して、混合工程を、自重落下による混合部を持たない混合工程に変更した。この変更点以外は、実施例１７と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤２５』を得た。
【０１５４】
上記実施例１１〜１８及び比較例４〜７の現像剤混合において、得られた現像剤の混合度（トナー濃度ばらつき）と帯電量と地肌汚れとの評価を実施した。
評価結果を表２に示す。
【０１５５】
【表２】
2014074881.tif 000004
【０１５６】
表２に示す、各実施例及び各比較例における現像剤混合の評価方法は下記に従った。
〔混合度評価方法〕
実験例２における混合度の評価方法は、混合実験により得られた現像剤全体から、満遍なくランダムに１０点サンプリングを行い、一般的なブローオフ法（［株式会社東芝ケミカル製、ＴＢ−２００型］にてトナー濃度を得た。こうして得たトナー濃度１０点に対し標準偏差σを算出し、以下のとおりランク分けを行った。
【０１５７】
「◎」  ：  σ＜０．１８
「○」  ：  ０．１８≦σ＜０．４０
「△」  ：  ０．４０≦σ＜１．００
「×」  ：  １．００≦σ
実験例２の混合度評価では、「◎」、「○」、「△」を合格とし、「×」を不合格とした。
【０１５８】
〔帯電量評価方法〕
実験例２における帯電量の評価方法は、現像剤を一定量サンプリングし、両端に金属メッシュを備えた導体容器（ケージ）に入れた。そして、ノズルから圧縮ガスを吹き付け、トナーのみをケージの外へブローオフし、ケージ内に残されたキャリアの電荷の値Ｑを電圧計で測定した。さらに飛び出されたトナーの質量Ｍを測定し、単位質量当たりの電荷量を帯電量「Ｑ／Ｍ値」として算出し、以下のとおりランク分けを行った。
【０１５９】
「◎」  ：  ４０≦「Ｑ／Ｍ値」
「○」  ：  ３０≦「Ｑ／Ｍ値」＜４０
「△」  ：  ２０≦「Ｑ／Ｍ値」＜３０
「×」  ：  「Ｑ／Ｍ値」＜２０
実験例２の帯電量評価では、「◎」、「○」、「△」を合格とし、「×」を不合格とした。
【０１６０】
〔地肌汚れ評価方法〕
市販のデジタルフルカラープリンタ（株式会社リコー製、ｉｍａｇｉｏ  ＭＰ  Ｃ５０００）の改造機に現像剤をセットし、初期の現像剤の地肌汚れを評価した。
具体的には、上記デジタルフルカラープリンタを用いて、地肌ポテンシャルを１５０［Ｖ］に固定し、Ａ３用紙全面の地肌画像を現像剤セット直後に現像を開始した。そして、現像途中の状態で現像を強制的に停止させることで、感光体上に地肌部が現像されている状態の感光体を得た。次に、この感光体上の地肌部が現像されている箇所に透明テープを貼り付け、引き剥がすことで、感光体上に存在するトナー粒子を透明テープ上に移した。
【０１６１】
そして、この透明テープを新品の白紙上に貼り付け、透明テープ上を１０分割にエリア分けし、それぞれのエリアの中央部の画像濃度を測定し、この１０点の平均を代表値とした。なお、画像濃度の測定は、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製の分光濃度計である、Ｘ−Ｒｉｔｅ９３８機を用いて行った。また、画像濃度の値は、感光体上から取り出した透明テープ上の画像濃度の値から、白紙上に透明テープを貼り付けたものの画像濃度を差し引いた値（地肌汚れ分だけを取り出した値）を測定値とし、以下のとおりランク分けを行った。
【０１６２】
「◎」  ：  ＩＤ＜０．０１
「○」  ：  ０．０１≦ＩＤ＜０．０３
「△」  ：  ０．０３≦ＩＤ＜０．０５
「×」  ：  ０．０５≦ＩＤ
実験例２の地肌汚れ評価では、「◎」、「○」、「△」を合格とし、「×」を不合格とした。
【０１６３】
表２で示す評価結果から、各実施例１１〜１８による現像剤混合は、比較例４〜７と比較して、混合度、帯電量及び地肌汚れが改善されていることが明らかである。
【０１６４】
〔実施形態３〕
以下、本発明を適用した現像剤製造方法の三つ目に実施形態（以下、「実施形態３」と呼ぶ）について説明する。
図１３は、実施形態３の現像剤製造方法において、トナーとキャリアとを自重落下によって混合させる自重落下混合工程を行う自重落下混合装置１００の落下経路の概略説明図である。
落下経路を構成する方向制御手段以外の構成については、図１を用いて説明した実施形態１の自重落下混合装置１００と同様の構成である。
【０１６５】
図１３に示すように、実施形態３の自重落下混合装置１００は、方向制御手段として、少なくとも篩型部材である篩型方向制御部材７と、絞り形状型部材であるレデューサー型方向制御部材８とを組み合わせたものである。そして、篩型方向制御部材７の後に、レデューサー型方向制御部材８が位置する順番で設置されている。
【０１６６】
上記実施形態２で述べたように、自重落下を利用した混合を行う上記実施形態１の現像剤製造方法は、環境面に対して非常に有利な混合方法である。しかし、実施形態１ように、全く駆動部を有さない自重落下を利用した混合工程では、製造した現像剤が十分に帯電を保持することができず、画像の地肌部をトナーで汚してしまう問題が生じるおそれがある。
【０１６７】
一方、実施形態３の現像剤製造方法では、トナーとキャリアとを混合する自重落下混合装置１００の方向制御手段が篩型方向制御部材７と、レデューサー型方向制御部材８とを備える。さらに、篩型方向制御部材７の後に、レデューサー型方向制御部材８が位置する順番で設置されている。これにより、混合が良好に行われるとともに、初期帯電の不良が無く、画像品質において非画像部の地肌汚れが発生しない現像剤を製造することができる。
これは以下の理由による。
【０１６８】
篩型方向制御部材７及びレデューサー型方向制御部材８が、この順番で設置されていることにより、キャリアとトナーとの混合がより効率的に行われる。メッシュ形状の方向制御部材である篩型方向制御部材７によって、キャリア及びトナーの凝集体が分割され、表面積が増やされた後に、絞り形状の方向制御部材であるレデューサー型方向制御部材８によってキャリア及びトナーが集合される。これにより、キャリアとトナーとの摩擦の頻度を増やし、より効率的に帯電量を得ることが出来、混合が促進されるためである。
【０１６９】
篩型方向制御部材７は、図６を用いて説明したものを用いることができるが、これに限るものではない。篩型方向制御部材７は、例えば、篩の目開き、篩設置間隔、篩設置段数、篩設置角度等により、混合強度を調整することが可能である。また、篩の目開きについては、単一の物を複数段組み合わせることも可能だが、目開きの異なる篩を組み合わせることで、混合効率が大幅に改善し、より大きな帯電量を得る場合があるが、これらに限定するものではない。
篩型方向制御部材７は、その素材についても、テフロン（登録商標）、ポリプロピレン及びポリエステルなどの負の電荷を帯びやすいものや、ナイロン及びシルクなどの正の電荷を帯びやすいものを使用することができる。これにより、混合効率が大幅に改善し、より大きな帯電量を得る場合があるが、これらに限定するものではない。
【０１７０】
また、方向制御手段としては、篩型方向制御部材７とレデューサー型方向制御部材８とに加えて、ひねり形状の方向制御部材であるリボン型方向制御部材４を備える構成であることが好ましい。これは、以下の理由による。
【０１７１】
すなわち、リボン型方向制御部材４によって、落下するキャリア及びトナーの塊を分割させたり、キャリア及びトナーの動きの向きを方向転換させたり、減速させたりすることが可能となる。これにより、キャリア及びトナーの動きを複雑化させることによって、キャリア及びトナーの摩擦の頻度が増やされ、より効率的に帯電量を得ることが出来、混合が促進されるためである。
リボン型方向制御部材４は、図４を用いて説明したものを用いることができるが、これに限るものではない。
【０１７２】
また、方向制御手段としては、図１３に示すように、リボン型方向制御部材４が、篩型方向制御部材７とレデューサー型方向制御部材８との間に位置する構成であることが好ましい。これは、以下の理由による。
すなわち、リボン型方向制御部材４が、篩型方向制御部材７の下に位置することによって、キャリア及びトナーの動きを複雑化させる働きが、キャリア一粒及びトナー一粒ずつに作用する。このため、リボン型方向制御部材４の効果がより大きくなるためである。さらに、キャリア及びトナーがリボン型方向制御部材４を落下した際、粉体の再配置が起きるため、レデューサー型方向制御部材８を落下する際のキャリアとトナーとの間での摩擦の頻度が増え、より効率的に帯電量を得ることが出来、混合が促進されるためである。
【０１７３】
また、図１３に示す実施形態３の方向制御手段としては、上から篩型方向制御部材７、リボン型方向制御部材４及びレデューサー型方向制御部材８の順に配置した方向制御ユニット５０を構成している。
そして、方向制御手段としては、方向制御ユニット５０のような方向制御部材の組み合わせを複数回繰り返す構成であることが好ましい。
【０１７４】
上述したメッシュ形状及び絞り形状の順に配置した方向制御部材の組み合わせ、及び、メッシュ形状、ひねり形状及び絞り形状の順に配置した方向制御部材の組み合わせを一単位としたときに、これらを複数単位設置する。これによって、一単位では混ざりきらなかったキャリア及びトナーに対して、摩擦の回数が増え、より大きな帯電量を得ることが出来、混合が促進されるためである。
【０１７５】
また、キャリアとトナーの落下経路を形成する部材（混合配管３）に、振動を与える不図示の機構を配置しても良い。これにより、方向制御部材（図１３中の７、４、８）に付着したキャリア及びトナーを、振動によって落下させることができ、方向制御部材に常に新しいキャリア及びトナーを供給することが出来る。方向制御部材に常に新しいキャリア及びトナーを供給することで、方向制御部材の機能をより効率的に働かせることができるため、より効率的に帯電量を得ることが出来、混合が促進される。
【０１７６】
ここで用いる振動を与える機構としては、例えば方向制御部材の中に、圧縮空気によって高速回転するボールなどを仕込み、方向制御部材に振動する機能を持たせる構成が考えられる。また、落下経路（混合配管３）の外部から、振動部材を接触させることによって振動を与える構成も考えられるが、これらに限定するものではない。
【０１７７】
〔実験例３〕
次に、本発明を適用した電子写真用の現像剤の製造方法について、製造した現像剤の混合度、帯電量、地汚れ及びエネルギー原単位を確認した実験例３について説明する。
以下、実験例３における実施形態３の特徴を備えた製造方法の各実施例と、実施形態３の特徴を備えたものとは異なる製造方法の各比較例の条件について説明する。
【０１７８】
〔実施例１９〕
実施例１９に用いるキャリアは、上記実施例１と同じ『キャリア１』であり、実施例１９に用いるトナーは、上記実施例１１と同じ『トナー２』である。
上述した製造方法によって得た『キャリア１』と『トナー２』とを、次のような方向制御手段によって混合した。
【０１７９】
実施例１９で用いる方向制御手段は、目開き２８８［μｍ］の篩型方向制御部材７を、５［ｍｍ］で垂直方向に三枚重ね、その下方に、レデューサー型方向制御部材８を設置した構成となっている。このような方向制御手段の上方に、アキュレートフィーダーからなるキャリア供給部１及びトナー供給部２を配置した。そして、キャリア供給部１及びトナー供給部２によって、キャリアとトナーとの供給比率が『キャリア１』が９３［質量部］、『トナー２』が７［質量部］となるようにそれぞれ供給した。そして、重力によってキャリアとトナーとの全部が上述した方向制御手段を通過するように落下させながら、その運動エネルギーによりキャリアとトナーとを混合する。これにより、トナー濃度が７［質量％］の『現像剤２６』を作成した。
【０１８０】
〔実施例２０〕
実施例１９における方向制御手段のレデューサー型方向制御部材８の下方に、リボン型方向制御部材４を設置する変更を行った。この変更点以外は、実施例１９と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤２７』を得た。
【０１８１】
〔実施例２１〕
実施例１９における方向制御手段の篩型方向制御部材７の上方に、リボン型方向制御部材４を設置する変更を行った。この変更点以外は、実施例１９と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤２８』を得た。
【０１８２】
〔実施例２２〕
実施例１９における方向制御手段の篩型方向制御部材７とレデューサー型方向制御部材８との間に、リボン型方向制御部材４を設置する変更を行った。この変更点以外は、実施例１９と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤２９』を得た。
【０１８３】
〔実施例２３〕
実施例２２における方向制御手段の、篩型方向制御部材７とレデューサー型方向制御部材８とリボン型方向制御部材４とを一単位（図１３中の方向制御ユニット５０）として、十単位設置する変更を行った。この変更点以外は、実施例２２と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤３０』を得た。なお、図１３に示す混合配管３内に配置された方向制御手段は、実施例２３の方向制御手段と同じものである。
【０１８４】
〔実施例２４〕
実施例２２における方向制御手段に対して外側からＶ形バイブレーター（シンフォニアテクノロジー社製）を接触させ、混合部を振動させる変更を行った。この変更点以外は、実施例２３と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤３１』を得た。
【０１８５】
〔実施例２５〕
実施例２４における方向制御手段に対して、図１３に示すように、方向制御手段を混合配管３内に配置する変更を行った。この変更点以外は、実施例２４と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤３２』を得た。
【０１８６】
〔実施例２６〕
実施例２５に対して、キャリアとトナーとの混合割合、すなわち、キャリアとトナーとの供給比率を、『キャリア１』が１［質量部］に対して、『トナー２』が９［質量部］となるように変更した。この変更点以外は、実施例２５と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤３３』を得た。なお、実施例２６で得た混合物（現像剤３３）は、補給用現像剤として用いるものとなる。
【０１８７】
〔比較例８〕
実施例１９に対して、篩型方向制御部材７とレデューサー型方向制御部材８との設置位置を上下逆に変更した。この変更点以外は、実施例１９と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤３４』を得た。
【０１８８】
〔比較例９〕
比較例８に対して、レデューサー型方向制御部材８と篩型方向制御部材７との間にリボン型方向制御部材４を配置する変更を行った。すなわち、比較例９の方向制御手段は、上から順にレデューサー型方向制御部材８、リボン型方向制御部材４、篩型方向制御部材７の順に配置している。この変更点以外は、比較例８と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤３５』を得た。
【０１８９】
〔比較例１０〕
実施例１９に対して、混合工程をターブラーミキサー（株式会社シンマルエンタープライゼス製、Ｔ２Ｃ型、電力量：１８０［ｋＷｈ］）を用いる混合工程に変更した。ターブラーミキサーを用いた混合工程としては、回転数を３２［ｒｐｍ］に設定し、７［分間］の混合を行った。この変更点以外は、実施例１９と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤３６』を得た。
【０１９０】
上記実施例１９〜２６及び比較例８〜１０の現像剤混合において、得られた現像剤の混合度（トナー濃度ばらつき）と帯電量と地肌汚れとの評価を実施した。また、これらの混合工程に生じる電力効率（エネルギー原単位）についても評価を実施した。
評価結果を表３に示す。
【０１９１】
【表３】
2014074881.tif 000005
【０１９２】
表３に示す、各実施例及び各比較例における現像剤混合の評価方法は下記に従った。
〔混合度評価方法〕
実験例３における混合度の評価方法は、混合実験により得られた現像剤全体から、満遍なくランダムに１０点サンプリングを行い、一般的なブローオフ法（［株式会社東芝ケミカル製、ＴＢ−２００型］にてトナー濃度を得た。こうして得たトナー濃度１０点に対し標準偏差σを算出し、以下のとおりランク分けを行った。
【０１９３】
「◎」  ：  σ≦０．１
「○」  ：  ０．１＜σ≦１．０
「△」  ：  １．０＜σ≦５．０
「×」  ：  ５．０＜σ
実験例３の混合度評価では、「◎」、「○」、「△」を合格とし、「×」を不合格とした。
【０１９４】
〔帯電量評価方法〕
実験例３における帯電量の評価方法は、現像剤を一定量サンプリングし、両端に金属メッシュを備えた導体容器（ケージ）に入れた。そして、ノズルから圧縮ガスを吹き付け、トナーのみをケージの外へブローオフし、ケージ内に残されたキャリアの電荷の値Ｑを電圧計で測定した。さらに飛び出されたトナーの質量Ｍを測定し、単位質量当たりの電荷量を帯電量「Ｑ／Ｍ値」として算出し、以下のとおりランク分けを行った。
【０１９５】
「◎」  ：  ３０≦「Ｑ／Ｍ値」
「○」  ：  ２０≦Ｑ／「Ｑ／Ｍ値」＜３０
「△」  ：  １０≦Ｑ／「Ｑ／Ｍ値」＜２０
「×」  ：  「Ｑ／Ｍ値」＜１０
実験例３の帯電量評価では、「◎」、「○」、「△」を合格とし、×を不合格とした。
【０１９６】
〔地肌汚れ評価方法〕
市販のデジタルフルカラープリンタ（株式会社リコー製、ｉｍａｇｉｏ  ＭＰ  Ｃ５０００）の改造機に現像剤をセットし、初期の現像剤の地肌汚れを評価した。
具体的には、上記デジタルフルカラープリンタを用いて、地肌ポテンシャルを１５０［Ｖ］に固定し、Ａ３用紙全面の地肌画像を現像剤セット直後に現像を開始した。そして、現像途中の状態で現像を強制的に停止させることで、感光体上に地肌部が現像されている状態の感光体を得た。次に、この感光体上の地肌部が現像されている箇所に透明テープを貼り付け、引き剥がすことで、感光体上に存在するトナー粒子を透明テープ上に移した。
【０１９７】
そして、この透明テープを新品の白紙上に貼り付け、透明テープ上を１０分割にエリア分けし、それぞれのエリアの中央部の画像濃度を測定し、この１０点の平均を代表値とした。なお、画像濃度の測定は、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製の分光濃度計である、Ｘ−Ｒｉｔｅ９３８機を用いて行った。また、画像濃度の値は、感光体上から取り出した透明テープ上の画像濃度の値から、白紙上に透明テープを貼り付けたものの画像濃度を差し引いた値（地肌汚れ分だけを取り出した値）を測定値とし、以下のとおりランク分けを行った。
【０１９８】
「◎」  ：  ＩＤ＜０．０１
「○」  ：  ０．０１≦ＩＤ＜０．０３
「△」  ：  ０．０３≦ＩＤ＜０．０５
「×」  ：  ０．０５≦ＩＤ
実験例３の地肌汚れ評価では、「◎」、「○」、「△」を合格とし、「×」を不合格とした。
【０１９９】
〔エネルギー原単位判断基準〕
混合工程に印加された電力と、混合工程を通過した現像剤の生産量との比である「エネルギー原単位」について、以下のようにランク付けを行った。
【０２００】
「○」  ：  「エネルギー原単位」＜０．００１
「△」  ：  ０．００１≦「エネルギー原単位」＜０．０１
「×」  ：  ０．０１≦「エネルギー原単位」
実験例３のエネルギー原単位判断では、「○」、「△」を合格とし、「×」を不合格とした。
【０２０１】
表３で示す評価結果から、各実施例１９〜２６による現像剤混合は、比較例８及び９と比較して、混合度、帯電量及び地肌汚れが改善されていることが明らかである。また、各実施例１９〜２６による現像剤混合は、比較例１０と比較してエネルギー原単位が小さくなっており、混合工程に要するエネルギーの削減が図られていることが明らかである。
【０２０２】
〔実施形態４〕
以下、本発明を適用した現像剤製造方法の四つ目に実施形態（以下、「実施形態４」と呼ぶ）について説明する。
図１４は、実施形態４の現像剤製造方法において、トナーとキャリアとを自重落下によって混合させる自重落下混合工程を行う自重落下混合装置１００で用いる混合配管３の一部の説明図である。図１４は、混合配管３の手前側半分の図示を省略しており、内部に配置した篩型方向制御部材７が視認できる図面となっている。
図１４に示すように、実施形態４では、混合配管３の一部に空気孔３０１が形成されている。
【０２０３】
図１５は、実施形態４の自重落下混合装置１００で用いる混合配管３の下方に、せん断混合装置１０を追加した構成の説明図である。図１５に示すせん断混合装置１０では、せん断混合搬送路１０ａがせん断力付与部となる。
【０２０４】
本発明を適用した自重落下を利用した混合工法は、キャリアとトナーとが重力によって落下する力を利用し、混合させる方法である。この方法の場合、キャリアとトナーとを静置された混合部（混合配管３等）へ供給させる。そして、混合部の落下経路内に設置された篩型部材、ひねり形状型部材や絞り形状型部材等の方向制御部材にキャリアとトナーとが衝突し落下方向を変えられ、キャリアとトナーとの間で接触、摩擦が起こる。このように落下によりそれぞれの粒子が混ざり合わさるものであるため、電力を消費することが無く、ＣＯ２排出量を低減できる有効な手段である。
【０２０５】
また、トナーとキャリアとが共に通過する通過経路を混合配管３のような管路にすることで、経路外への舞い上がりや飛散が防止出来る。さらに、混合部での物の流れが密状態で流れるため、混合させたい粉体が接する機会が非常に多くなると共に、トナーとキャリアとの流れが複雑化するので、混合が促進される。
しかしながら、混合配管３内に方向制御部材を複数配置した混合部で、トナー及びキャリアの供給量を増やすと、各々の方向制御部材を通過する前のトナー及びキャリアが方向制御部材上で滞留する。そして、滞留したトナー及びキャリアが方向制御部材上に満遍なく存在する状態となり、方向制御部材の下方が密閉状態となることがある。
【０２０６】
方向制御部材の下方が密閉状態となると、混合配管３内に外部から空気を取り込むことができなくなり、方向制御部材を垂直に多数配置させると、下方の方向制御部材になればなるほど、空気の抜けは悪化することとなる。空気の抜けが悪くなると、トナー及びキャリアが方向制御部材を通過し難くなってしまい、排出時の脈動や、処理量の低下、混合具合のバラツキ等が発生してしまい、生産量の向上が困難となるおそれがある。
【０２０７】
一方、実施形態４では、混合配管３に少なくとも一つ以上の空気孔３０１が空いていることで、方向制御部材の下部が密閉されることを防ぎ、管内に外部から空気を取り込むことが出来る。このため、キャリア及びトナーの落下が逆噴きや落下速度の低下を起こすことなく、効率良く摩擦することが出来る。これにより、排出時の脈動や、処理量の低下、混合具合のバラツキ等が発生することを防止し、生産量の向上を図ることができる。
【０２０８】
実施形態４の自重落下混合装置１００は、実施形態１〜３と同様に、重落下による混合を行うものである。重落下による混合とは、キャリアとトナーとが重力によって落下する力を利用し、混合させる方法である。この方法の場合、キャリアとトナーとを混合部へ供給させることにより、それぞれの粒子の自重（重力）落下の動きにより、それぞれの粒子が混ざり合わさるものである。
【０２０９】
実施形態４のように、空気孔３０１を備える構成は、方向制御部材として、図６に示す篩型方向制御部材７や図７に示すレデューサー型方向制御部材８を備える混合部に適用することが好ましい。これらの方向制御部材により、キャリアとトナーとの落下方向の移動経路が複雑化され、キャリアとトナーとの衝突の機会が増え、混合が進む。しかし、これらの方向制御部材は、トナーやキャリアの落下方向への移動を阻害するため、その上方でトナーやキャリアが滞留し易く、方向制御部材の下方が密閉状態となり易い。これに対して、実施形態４のように、空気孔３０１を備えることで、方向制御部材の下方が密閉状態となることを防止できる。
【０２１０】
実施形態４で用いる篩型方向制御部材７やレデューサー型方向制御部材８としては、上記実施形態１〜上記実施形態３で説明したものと同様のものを用いることができる。
【０２１１】
実施形態４の空気孔３０１は、キャリアとトナーとの落下経路の外壁の一部が開放されたものであり、例えば、形状や大きさ、数等により、管内の圧力と大気圧とを同等にするよう調整することが可能である。
図１５に示すように、実施形態４では、少なくとも一つのレデューサー型方向制御部材８の上方に少なくとも一つの篩型方向制御部材７を配置し、この特定の組み合わせを一単位（一段）として、複数単位備える構成となっている。
図１５に示すように、篩型方向制御部材７の後に、レデューサー型方向制御部材８が位置する順番で設置されることで、キャリアとトナーとの混合がより効率的に行われることは、上記実施形態３で説明した通りである。
【０２１２】
また、空気孔３０１は、少なくとも上記一単位毎か、一つの方向制御部材が配置される毎に、少なくとも一つ以上有することによってより効率的な混合を行うことができる。これは、以下の理由による。
すなわち、上記一単位毎、もしくは方向制御部材毎に空気孔３０１を設置することで、空気を取り込む頻度を高くすることができるため、管内でキャリアとトナーとによる密閉状態を防ぐことが出来、より効率的に摩擦することが可能となるためである。
さらに、実施形態４において、混合配管３や方向制御部材に振動を与えるように、実施形態３で説明した振動を与える機構を配置しても良い。
【０２１３】
また、図１５に示すように、実施形態４の自重落下混合装置１００は、自重による混合部の下方にせん断混合装置１０を備える。このように、自重落下による混合の後に、せん断力の付与による混合が行われることによって、より良好な混合を行うことが出来る。
これは、自重落下による混合よってキャリアとトナーとの位置置換が十分に行われた後で、せん断力の付与によって、キャリアとトナーとに高強度の摩擦を起こすことができ、それによってキャリアとトナーとの帯電が促進されるためである。
【０２１４】
また、実施形態４のせん断混合装置１０は、図１０を用いて説明したせん断混合装置１０と同様のものである。このようなせん断混合装置１０では、キャリアとトナーとが搬送される際に、搬送部材（スクリュ部材）と、通過経路（管状部材）の内壁との間で摩擦されることによってせん断力の付与による混合が行われる。また、搬送部材を複数備える構成の場合は、キャリアとトナーとが搬送部材同士の間で摩擦されることにより行われる。
このような摩擦による混合によって、実施形態２の図１０の構成について説明した理由と同様の理由により、良好な混合を行うことができる。また、せん断力の付与によって混合を行う構成としては、実施形態２で説明した構成を適宜用いることができる。
【０２１５】
〔実験例４〕
次に、本発明を適用した電子写真用の現像剤の製造方法について、製造した現像剤の混合度、帯電量、地汚れ、エネルギー原単位及び生産量を確認した実験例４について説明する。
以下、実験例４における実施形態４の特徴を備えた製造方法の各実施例と、実施形態４の特徴を備えたものとは異なる製造方法の各比較例の条件について説明する。
【０２１６】
〔実施例２７〕
実施例２７に用いるキャリアは上記実施例１と同じ『キャリア１』であり、実施例２７に用いるトナーは上記実施例１１と同じ『トナー２』である。
上述した製造方法によって得た『キャリア１』と『トナー２』とを、実施形態４の特徴を備えた自重落下混合装置１００によって混合した。詳しくは、図１に示す自重落下混合装置１００の落下経路となる円筒状の管である混合配管３として、図１４に示す混合配管３を用いた自重落下混合装置１００によって混合した。また、実施例２７は、混合配管３にランダムに１０ヶ所、１［ｃｍ］四方の角形状の空気孔３０１を開け、その管内に５［ｍｍ］間隔で垂直に三枚重ねた篩型方向制御部材７（目開き：２８８［μｍ］）のユニットを一段とし、これを１０段設置した構成である。
【０２１７】
このような混合配管３の上方にアキュレートフィーダー（株式会社クマエンジニアリング製）からなるキャリア供給部１及びトナー供給部２を配置した。そして、キャリア供給部１及びトナー供給部２によって、キャリアとトナーとの供給比率がとして、『キャリア１』が９３［質量部］、『トナー２』が７［質量部］となるように、さらに、供給全量が９４．４［ｋｇ／ｈｒ］となるようにそれぞれ供給した。そして、重力によってキャリアとトナーとの全部が混合配管３内の篩型方向制御部材７を通過するように落下させながら、その運動エネルギーによりキャリアとトナーとを混合する。これにより、トナー濃度が７［質量％］の『現像剤３４』を作成した。
【０２１８】
〔実施例２８〕
実施例２７における混合配管３内の三枚重ねた篩型方向制御部材７の下方に、絞り径φ９．０［ｍｍ］のレデューサー型方向制御部材８を配置し、このユニットを一段とし、これを１０段設置する変更を行った。こ変更点以外は、実施例２７と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤３５』を得た。
【０２１９】
〔実施例２９〕
実施例２７における混合配管３に設けた空気孔３０１を、篩型方向制御部材７を三枚重ねた一つのユニット毎に１ヶ所ずつ、計１０ヶ所に設ける変更を行った。この変更点以外は、実施例２７と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤３６』を得た。
【０２２０】
〔実施例３０〕
実施例２９に対して、方向制御部材に対して外側からＶ形バイブレーター（シンフォニアテクノロジー社製）を接触させ、混合部を振動させる変更を行った。この変更点以外は、実施例２９と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤３７』を得た。
【０２２１】
〔実施例３１〕
実施例３０に対して、混合配管３の下方に、すり鉢状の容器を設置し、混合配管３を通過した現像剤をこの容器で受け、すりこ木によって３０［ｒｐｍ］の速度でせん断力を与える変更を行った。この変更点以外は、実施例３０と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤３８』を得た。
【０２２２】
〔実施例３２〕
実施例３０に対して、混合配管３の下方にスクリュフィーダーからなるせん断混合装置１０を設置した（図１５に例示する）。そして、スクリュフィーダーのスクリュ回転速度を９３［ｒｐｍ］に設定し、このスクリュフィーダーで現像剤を送り出すことにより、スクリュと内壁との間で摩擦することで現像剤にせん断力を与えた。このようにスクリュフィーダーからなるせん断混合装置１０を設置した変更点以外は、実施例３０と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤３９』を得た。
【０２２３】
〔実施例３３〕
図１６は、実施例３３で用いた、せん断混合装置１０の説明図である。実施例３３では、実施例３０において、混合配管３の下方に図１６に示す二本のスクリュを有するせん断混合装置１０を設置し、各々のスクリュについてスクリュ回転速度を９３［ｒｐｍ］に設定し、現像剤を送り出した。このように二本のスクリュで現像剤を送り出すことにより、スクリュ同士の間で摩擦することで現像剤にせん断力を与えた。このように図１６に示すせん断混合装置１０を設置した変更点以外は、実施例３０と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤４０』を得た。
【０２２４】
〔実施例３４〕
実施例３３に対して、キャリアとトナーとの混合割合、すなわち、キャリアとトナーとの供給比率を、『キャリア１』が１［質量部］に対して、『トナー２』が９［質量部］となるように変更した。この変更点以外は、実施例３３と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤４１』を得た。なお、実施例３４で得た混合物（現像剤４１）は、補給用現像剤として用いるものとなる。
【０２２５】
〔比較例１１〕
実施例２７に対して、混合配管３に空気孔３０１を設けない変更を行った。この変更点以外は、実施例２７と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤４２』を得た。
【０２２６】
〔比較例１２〕
実施例２７に対して、混合工程をターブラーミキサー（株式会社シンマルエンタープライゼス製、Ｔ２Ｃ型、電力量：１８０［ｋＷｈ］）を用いる混合工程に変更した。ターブラーミキサーを用いた混合工程としては、回転数を３２［ｒｐｍ］に設定し、７［分間］の混合を行った。この変更点以外は、実施例２７と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤４３』を得た。
【０２２７】
上記実施例２７〜実施例３３及び比較例１１〜比較例１２の現像剤混合において、得られた現像剤の混合度（トナー濃度ばらつき）と、帯電量と、地肌汚れとの評価を実施した。
評価結果を表４に示す。
【０２２８】
【表４】
2014074881.tif 000006
【０２２９】
表４に示す、各実施例及び各比較例における現像剤混合の評価方法は下記に従った。
【０２３０】
〔混合度評価方法〕
実験例４における混合度の評価方法は、混合実験により得られた現像剤全体から、満遍なくランダムに１０点サンプリングを行い、一般的なブローオフ法（［株式会社東芝ケミカル製、ＴＢ−２００型］にてトナー濃度を得た。こうして得たトナー濃度１０点に対し標準偏差σを算出し、以下のとおりランク分けを行った。
【０２３１】
「○」  ：  σ≦０．１
「△」  ：  ０．１＜σ≦１．０
「×」  ：  １．０＜σ
実験例４の混合度評価では、「○」、「△」を合格とし、「×」を不合格とした。
【０２３２】
〔帯電量評価方法〕
実験例４における帯電量の評価方法は、現像剤を一定量サンプリングし、両端に金属メッシュを備えた導体容器（ケージ）に入れた。そして、ノズルから圧縮ガスを吹き付け、トナーのみをケージの外へブローオフし、ケージ内に残されたキャリアの電荷の値Ｑを電圧計で測定した。さらに飛び出されたトナーの質量Ｍを測定し、単位質量当たりの電荷量を帯電量「Ｑ／Ｍ値」として算出し、以下のとおりランク分けを行った。
【０２３３】
「◎」  ：  ３０≦「Ｑ／Ｍ値」
「○」  ：  ２０≦Ｑ／「Ｑ／Ｍ値」＜３０
「△」  ：  １０≦Ｑ／「Ｑ／Ｍ値」＜２０
「×」  ：  「Ｑ／Ｍ値」＜１０
実験例４の帯電量評価では、「◎」、「○」、「△」を合格とし、×を不合格とした。
【０２３４】
〔地肌汚れ評価方法〕
市販のデジタルフルカラープリンタ（株式会社リコー製、ｉｍａｇｉｏ  ＭＰ  Ｃ５０００）の改造機に現像剤をセットし、初期の現像剤の地肌汚れを評価した。
具体的には、上記デジタルフルカラープリンタを用いて、地肌ポテンシャルを１５０［Ｖ］に固定し、Ａ３用紙全面の地肌画像を現像剤セット直後に現像を開始した。そして、現像途中の状態で現像を強制的に停止させることで、感光体上に地肌部が現像されている状態の感光体を得た。次に、この感光体上の地肌部が現像されている箇所に透明テープを貼り付け、引き剥がすことで、感光体上に存在するトナー粒子を透明テープ上に移した。
【０２３５】
そして、この透明テープを新品の白紙上に貼り付け、透明テープ上を１０分割にエリア分けし、それぞれのエリアの中央部の画像濃度を測定し、この１０点の平均を代表値とした。なお、画像濃度の測定は、Ｘ−Ｒｉｔｅ社製の分光濃度計である、Ｘ−Ｒｉｔｅ９３８機を用いて行った。また、画像濃度の値は、感光体上から取り出した透明テープ上の画像濃度の値から、白紙上に透明テープを貼り付けたものの画像濃度を差し引いた値（地肌汚れ分だけを取り出した値）を測定値とし、以下のとおりランク分けを行った。
【０２３６】
「◎」  ：  ＩＤ＜０．０１
「○」  ：  ０．０１≦ＩＤ＜０．０３
「△」  ：  ０．０３≦ＩＤ＜０．０５
「×」  ：  ０．０５≦ＩＤ
実験例４の地肌汚れ評価では、「◎」、「○」、「△」を合格とし、「×」を不合格とした。
【０２３７】
〔エネルギー原単位判断基準〕
混合工程に印加された電力と、混合工程を通過した現像剤の生産量との比である「エネルギー原単位」について、以下のようにランク付けを行った。
【０２３８】
「○」  ：  「エネルギー原単位」＜０．００１
「△」  ：  ０．００１≦「エネルギー原単位」＜０．０１
「×」  ：  ０．０１≦「エネルギー原単位」
実験例４のエネルギー原単位判断では、「○」、「△」を合格とし、「×」を不合格とした。
【０２３９】
〔生産量判断基準〕
９４．４［ｋｇ／ｈｒ］の供給量に対する一時間当たりの処理量の比である処理率（「処理量」／「供給量」×１００［％］）について、以下のようにランク付けを行った。
【０２４０】
「○」  ：  ５０≦処理率
「×」  ：  処理率＜５０
実験例４の生産量判断では、「○」を合格とし、「×」を不合格とした。
【０２４１】
表４で示す評価結果から、各実施例２７〜３４による現像剤混合は、比較例１１と比較して、混合度、帯電量、地肌汚れ及び生産量が改善されていることが明らかである。また、各実施例２７〜３４による現像剤混合は、比較例１２と比較してエネルギー原単位が小さくなっており、混合工程に要するエネルギーの削減が図られていることが明らかである。
【０２４２】
〔実施形態５〕
以下、本発明を適用した現像剤製造方法の五つ目に実施形態（以下、「実施形態５」と呼ぶ）について説明する。
図１７は、実施形態５の現像剤製造方法において、トナーとキャリアとを自重落下によって混合させる自重落下混合工程を行う自重落下混合装置１００で用いる混合配管３とせん断混合装置１０との説明図である。図１７では図示を省略しているが、実施形態５の自重落下混合装置１００は、せん断混合装置１０にキャリア及びトナーをそれぞれ供給するキャリア供給部１及びトナー供給部２を備える。
実施形態５のせん断混合装置１０は、せん断混合搬送路１０ａに配置された搬送部材である搬送スクリュ２１０によって搬送されるトナー等の粉体に対して、抵抗を付加するせん断混合搬送部抵抗手段を備える。
【０２４３】
上記実施形態２の構成は、自重落下を用いた混合と、せん断力を付与する混合とを組み合わせた混合方法である。特に、図９や図１０に記載の構成は、キャリアとトナーとが重力によって落下する力を利用し、混合させる自重落下による混合方法と、搬送部にのみ駆動するような比較的省電力な攪拌装置を用いた混合方法を組み合わせている。これにより、所望の混合度、帯電量を低環境負荷で実現することが可能である。
【０２４４】
自重落下による混合工法では、キャリアとトナーとを混合部へ供給させることにより、それぞれの粒子の自重（重力）落下の動きにより、それぞれの粒子が混ざり合わさるものである。このため、電力を消費することが無く、環境面に対して非常に有利な方法である。一方で、搬送部材のみ駆動するような攪拌装置では、混合度、帯電量を高くするためには攪拌距離を長くする必要がある。このため、所望の混合度及び帯電量を得るために、装置が長大にする必要があり、コストや設置スペースの面で不利となる問題があった。
【０２４５】
これに対して、実施形態５の現像剤製造方法では、攪拌装置として機能するせん断混合装置１０のせん断混合搬送路１０ａに、搬送されるトナーに対して、抵抗を付加するせん断混合搬送部抵抗手段を備える。これにより、現像剤が搬送される際に、現像剤の搬送に抵抗する力が加わることで、せん断力を付与する搬送路であるせん断混合搬送路１０ａ中で現像剤が詰まり、現像剤に対して、より強いせん断力が加わる。このため、所望の混合度及び帯電量を得るための攪拌距離をより短くすることが出来る。よって、せん断混合搬送路１０ａでの混合効率の向上を図ることができ、混合度、帯電量を高くするためには攪拌距離（せん断混合搬送路１０ａの長さ、搬送スクリュ２１０の搬送距離）を長くする必要がなくなる。これにより、自重落下混合装置１００全体の小型化を図ることができる。また、混合効率の向上を図ることで、現像剤の混合性が均一となり、帯電の不良が無い電子写真用現像剤を製造することが出来る。
【０２４６】
実施形態５の現像剤製造方法における、せん断混合搬送部抵抗手段としては、例えば、現像剤の搬送路の壁面の形状の一部を狭めたり、搬送路中に搬送を妨げる部材を設置したりするものが挙げられる。また、搬送路の外部から磁力や風力などを加えるなども挙げられる。このように、せん断混合搬送部抵抗手段は、搬送される現像剤が詰まって、より強いせん断力を生み出すような手段のことであるが、これらに限定するものではない。
【０２４７】
また、実施形態５の現像剤製造方法における、自重落下による混合とは、キャリアとトナーとが重力によって落下する力を利用し、混合させる方法である。この方法の場合、キャリアとトナーとを混合部へ供給させることにより、それぞれの粒子の自重（重力）落下の動きにより、それぞれの粒子が混ざり合わさるものである。
また、実施形態５の現像剤製造方法における搬送部材としては、例えば棒形状、コイル形状及びスクリュ形状などが考えられるが、これに限定するものではない。搬送部材は、その形状によって混合効率が大幅に改善し、より大きな帯電量を得て搬送距離を短くできる場合があるが、これらに限定するものではない。
【０２４８】
せん断混合搬送部抵抗手段としては、図１９に示す板状方向制御部材２０２や図２０に示すメッシュ状方向制御部材２０３のように、搬送路に設置した、少なくとも一つ以上の搬送路方向制御部材を用いることができる。せん断混合搬送部抵抗手段として、搬送路方向制御部材にすることで、現像剤の搬送が搬送路方向制御部材によって妨げられる際に、現像剤が経路で詰まり、より高いせん断力が発生する。これにより、攪拌距離を短くすることが出来る。
【０２４９】
実施形態５の現像剤製造方法における搬送路方向制御部材としては、例えば錐形状や球形状、板形状等のものが挙げられる。そして、その形状や大きさ、設置数や設置間隔、設置位置などにより、抵抗力を調整することが可能である。これらの調整によって混合効率が大幅に改善し、より大きな帯電量を得て搬送距離を短くできる場合があるが、これらに限定するものではない。
【０２５０】
また、せん断混合搬送部抵抗手段に用いる搬送路方向制御部材としては、図２０に示すメッシュ状方向制御部材２０３を用いることが好ましい。他の形状の搬送路方向制御部材では、搬送される現像剤の中で受ける抵抗の偏りが生じてしまう。これに対して、搬送路方向制御部材がメッシュ形状をしている場合、通過する全ての現像剤がより均等に抵抗力を受けることが出来る。
【０２５１】
実施形態５の現像剤製造方法におけるメッシュ状方向制御部材２０３は、現像剤の搬送路の一部及び全部を網羅するように設置され、目開き、設置数、設置間隔、設置位置などにより、抵抗力を調整することが可能である。よって、これらの抵抗力を調整する構成は、現像剤の種類や要求される帯電量に合わせて決めれば良い。メッシュ状方向制御部材２０３の素材については、テフロン、ポリプロピレン及びポリエステルなどの負の電荷を帯びやすいものや、ナイロン及びシルクなどの正の電荷を帯びやすいものを使用することが可能である。このような素材を使用することによって、混合効率が大幅に改善し、より大きな帯電量を得て搬送距離を短くできる場合があるが、これらに限定するものではない。
【０２５２】
メッシュ状方向制御部材２０３としては、目開きが、１００〜１０００［μｍ］であることが望ましい。この範囲の目開きのメッシュ状方向制御部材２０３を使用することによって、現像剤の搬送速度の低下を抑えながらも現像剤を通過させることが出来るため、処理量を低下させることなく高いせん断力を与えることができる。これにより、特にエネルギー原単位を低く抑えつつ、搬送距離を短くすることが出来る。メッシュ状方向制御部材２０３の開孔率によっても、搬送に対する抵抗力に差が生じ、特に２０〜６０［％］が望ましいが、この範囲に限定するものではない。
【０２５３】
せん断混合搬送部抵抗手段としては、図２１に示す磁石２０４のように、搬送路の内側または外側の何れか一方、もしくは両方から磁力を加える磁界発生手段であってもよい。搬送路の内側または外側の少なくとも何れか一方から磁力を加えることで、磁力の働く側に現像剤が引き付けられるため、現像剤に搬送に抵抗する力が加わり、より大きなせん断力を加えることができるため、搬送距離を短くすることが出来る。
磁石２０４としては、フェライト磁石や金属磁石、ボンド磁石、電磁石などが挙げられ、その磁気強度により、搬送に対する抵抗力が大幅に改善し、より大きな帯電量を得て搬送距離を短くできる場合がある。また、その配置も搬送部材自体を磁石にしてしまう手段や、角形状やリング形状などの磁石を搬送路の周囲に配置するなど様々な形状が考えられる。これらは混合する現像剤の種類や要求される帯電量に合わせて調整することで、より大きな帯電量を得て搬送距離を短くできる場合があるが、これらに限定するものではない。
【０２５４】
〔実験例５〕
次に、本発明を適用した電子写真用の現像剤の製造方法について、製造した現像剤のエネルギー原単位及び使用したせん断混合装置の攪拌距離を確認した実験例５について説明する。
以下、実験例５における実施形態５の特徴を備えた製造方法の各実施例と、実施形態５の特徴を備えたものとは異なる製造方法の各比較例の条件について説明する。
【０２５５】
〔実施例３５〕
実施例３５に用いるキャリアは上記実施例１と同じ『キャリア１』であり、実施例３５に用いるトナーは上記実施例１１と同じ『トナー２』である。
上述した製造方法によって得た『キャリア１』と『トナー２』とを、実施形態５の特徴を備えた自重落下混合装置１００によって混合した。詳しくは、図１７に示す自重落下混合装置１００の不図示のキャリア供給部１とトナー供給部２とから、図１７に示すせん断混合装置１０に『キャリア１』と『トナー２』とを供給した。
【０２５６】
図１８は、実施例３５のせん断混合装置１０が備えるせん断混合搬送路１０ａの説明図である。実施例３５のせん断混合搬送路１０ａは、内径２０［ｍｍ］で下に凸形状の半円筒状の搬送路形成部材２２０を備える。そして、搬送路形成部材２２０の内部表面の排出側端部から１０［ｍｍ］の領域に対してサンドブラストによって粗面処理を施し、粗面処理部２０１としている。粗面処理部２０１は、搬送部材である搬送スクリュ２１０の搬送に対して抵抗となり、せん断混合搬送部抵抗手段として機能する。搬送スクリュ２１０の回転数は１６０［ｒｐｍ］に調整した。
【０２５７】
また、搬送路形成部材２２０の排出側端部の下方に、自重落下による混合部として、混合配管３を配置し、混合配管３内にはレデューサー型方向制御部材８を１０段配置している。また、不図示のキャリア供給部１とトナー供給部２とは、アキュレートフィーダー（株式会社クマエンジニアリング製）からなる。このキャリア供給部１とトナー供給部２とによって、キャリアとトナーとの供給比率が『キャリア１』が９３［質量部］に対して、［トナー２］が７［質量部］となるように供給し、順に混合を進めることで［現像剤４４］を作製した。
【０２５８】
〔実施例３６〕
図１９は、実施例３６のせん断混合装置１０が備えるせん断混合搬送路１０ａの説明図である。実施例３６のせん断混合搬送路１０ａは、搬送路形成部材２２０の排出側端部に半円状の断面の下半分を覆うように、せん断混合搬送部抵抗手段として機能する板状方向制御部材２０２を設けている。粗面処理部２０１を設ける代わりに板状方向制御部材２０２を設けた変更点以外は、実施例３５と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤４５』を得た。
【０２５９】
〔実施例３７〕
図２０は、実施例３７のせん断混合装置１０が備えるせん断混合搬送路１０ａの説明図である。実施例３７のせん断混合搬送路１０ａは、搬送路形成部材２２０の排出側端部に半円状の断面を塞ぐように、メッシュ状方向制御部材２０３を設けている。メッシュ状方向制御部材２０３としては、目開きが９８［μｍ］で、開孔率が１９［％］のものを用いた。板状方向制御部材２０２を設ける代わりにメッシュ状方向制御部材２０３を設けた変更点以外は、実施例３６と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤４６』を得た。
【０２６０】
〔実施例３８〕
実施例３７に対して、メッシュ状方向制御部材２０３の目開きを１００［μｍ］とし、開孔率を２０［％］に変更した。この変更点以外は、実施例３７と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤４７』を得た。
【０２６１】
〔実施例３９〕
実施例３７に対して、使用するキャリアを『キャリア１』の代わりに、芯材粒子を平均粒径１００［μｍ］のＣｕ−Ｚｎ系焼成フェライト粉に、被覆膜形成溶液を芯材粒子表面に膜厚０．３［μｍ］になるようにコーティングした、『キャリア２』に変更した。さらに、メッシュ状方向制御部材２０３の目開きを１００２［μｍ］とし、開孔率を６１［％］に変更した。これらの変更点以外は、実施例３７と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤４８』を得た。
【０２６２】
〔実施例４０〕
実施例３９に対して、メッシュ状方向制御部材２０３の目開きを１０００［μｍ］とし、開孔率を６０［％］に変更した。この変更点以外は、実施例３９と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤４９』を得た。
【０２６３】
〔実施例４１〕
図２１は、実施例４１のせん断混合装置１０が備えるせん断混合搬送路１０ａの説明図である。実施例４１のせん断混合搬送路１０ａは、半円筒状の搬送路形成部材２２０の周囲に角形状の磁石２０４を設けている。粗面処理部２０１を設ける代わりに磁石２０４を設けた変更点以外は、実施例３５と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤５０』を得た。
【０２６４】
〔実施例４２〕
図２２は、実施例４２の自重落下混合装置１００で用いる混合配管３とせん断混合装置１０との説明図である。実施例４２は、実施例３５に対して、自重落下による混合部を構成する混合配管３の設置位置を、せん断混合装置１０の上方に変更した。この変更点以外は、実施例３５と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤５１』を得た。
【０２６５】
〔実施例４３〕
図２３は、実施例４３のせん断混合装置１０が備えるせん断混合搬送路１０ａの説明図である。実施例４３は、実施例３５に対して、半円筒状の搬送路形成部材２２０から円筒状の搬送路形成部材２２０に変更した。円筒状の搬送路形成部材２２０は、供給側端部と排出側端部以外は閉じた形状である。この変更点以外は、実施例３５と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤５２』を得た。
【０２６６】
〔実施例４４〕
図２４は、実施例４４の自重落下混合装置１００が備える混合配管３の説明図である。実施例４４の混合配管３は、５［ｍｍ］間隔で並行に設置された目開き２８８［μｍ］の篩型方向制御部材７が３枚と、レデューサー型方向制御部材８が一つとで構成されるユニットを一段（一単位）として、これを１０段備える構成である。このように混合配管３を変更した変更点以外は、実施例３５と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤５３』を得た。
【０２６７】
〔実施例４５〕
実施例３５に対して、キャリアとトナーとの混合割合、すなわち、キャリアとトナーとの供給比率を、『キャリア１』が１［質量部］に対して、『トナー２』が９［質量部］となるように変更した。この変更点以外は、実施例３５と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤５４』を得た。なお、実施例４５で得た混合物（現像剤５４）は、補給用現像剤として用いるものとなる。
【０２６８】
〔比較例１３〕
実施例３５において、混合工程をターブラーミキサー（株式会社シンマルエンタープライゼス製、Ｔ２Ｃ型、電力量：１８０［ｋＷｈ］）を用いる混合工程に変更した。ターブラーミキサーを用いた混合工程としては、回転数を３２［ｒｐｍ］に設定し、７［分間］の混合を行った。この変更点以外は、実施例３５と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤５５』を得た。
【０２６９】
〔比較例１４〕
実施例３５に対して、半円筒状の搬送路形成部材２２０の内部表面に粗面処理を施さない、すなわち、せん断混合搬送部抵抗手段として機能する粗面処理部２０１を備えない構成に変更した。この変更点以外は、実施例３５と同様にしてトナー及びキャリアの製造と、現像剤の混合とを行い、『現像剤５６』を得た。
【０２７０】
上記実施例３５〜４５及び比較例１３〜１４の現像剤混合において、所望の混合度（σ：０．１０以下）及び帯電量（Ｑ／Ｍ：３０以上）となる現像剤を作製した。このときの各混合工法に生じる電力効率（エネルギー原単位）と、所望の現像剤を作製するために要する攪拌距離（搬送路形成部材２２０の長さ）についても評価を実施した。
評価結果を表５に示す。
【０２７１】
【表５】
2014074881.tif 000007
【０２７２】
表５に示す各実施例及び各比較例における現像剤混合の評価方法は下記に従った。
【０２７３】
〔エネルギー原単位判断基準〕
混合工程に印加された電力と、混合工程を通過した現像剤の生産量との比である「エネルギー原単位」について、以下のようにランク付けを行った。
【０２７４】
「○」  ：  「エネルギー原単位」≦０．００２２
「△」  ：  ０．００２２＜「エネルギー原単位」≦０．００３０
「×」  ：  ０．００３０＜「エネルギー原単位」
実験例５のエネルギー原単位判断では、「○」、「△」を合格とし、「×」を不合格とした。
【０２７５】
〔攪拌距離判断基準〕
所望の混合度（「σ」が０．１０以下）及び帯電量（「Ｑ／Ｍ」が３０以上）を得るために必要な「攪拌距離」について、以下のようにランク付けを行った。
【０２７６】
「○」  ：  「攪拌距離」≦０．５
「△」  ：  ０．５＜「攪拌距離」≦１．０
「×」  ：  １．０＜「攪拌距離」
実験例５の攪拌距離判断では、「○」、「△」を合格とし、「×」を不合格とした。
【０２７７】
表５で示す評価結果から、各実施例３５〜４５による現像剤混合は、比較例１３と比較してエネルギー原単位が小さくなっており、混合工程に要するエネルギーの削減が図られていることが明らかである。また、各実施例３５〜４５による現像剤混合は、比較例１４と比較して攪拌距離が改善されていることが明らかである。
【０２７８】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
少なくとも、キャリアとトナー等の粉体とを混合する混合工程を含む現像剤製造方法において、混合工程が、キャリアと粉体とを自重で落下させながら混合する自重落下混合工程を含む。
これによれば、上記実施形態１について説明したように、混合工程に要するエネルギーを抑制することが出来る。
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、キャリアと粉体とを自重で落下させながら混合する混合配管３等の落下経路内に、キャリア及び粉体の移動方向を制御するリボン型方向制御部材４等の方向制御手段が配置されている。
これによれば、上記実施形態１について説明したように、落下する粉体の塊を分割させたり、粒子の動きの向きを方向転換させたり、減速させたりすることが可能となり、複雑化した粒子の動きにより、混合が促進され、混合効果の向上を図ることができる。
（態様Ｃ）
（態様Ｂ）において、方向制御手段が、リボン型方向制御部材４等のひねり形状型部材、複数分割型方向制御部材６等の複数分割型部材、篩型方向制御部材７等の篩型部材、レデューサー型方向制御部材８等の絞り形状型部材、の何れか、又はこれらの組み合わせである。
これによれば、上記実施形態１について説明したように、複数種類の方向制御部材を配置することで、粒子の動きがさらに複雑化して、キャリアと粒子との混合が促進され、混合効果の向上を図ることができる。
（態様Ｄ）
（態様Ｃ）において、方向制御手段が、少なくとも篩型方向制御部材７等の篩型部材とレデューサー型方向制御部材８等の絞り形状型部材とを組み合わせたものであり、篩型部材の後に絞り形状型部材が位置する順番で設置されている。
これによれば、上記実施形態３について説明したように、篩型部材によって、キャリア及び粉体の凝集体が分割され、表面積が増やされた後に、絞り形状型部材によってキャリア及び粉体が集合される。これにより、キャリアと粉体との摩擦の頻度を増やし、より効率的に帯電量を得ることが出来、混合が促進される。よって、エネルギー原単位が小さく、混合度が良好で、帯電量の不足が無く、画像品質において非画像部の地肌汚れが発生しない現像剤の製造が可能となる。
（態様Ｅ）
（態様Ｄ）において、方向制御手段が、篩型部材と絞り形状型部材とに加えて、リボン型方向制御部材４等のひねり形状型部材を有する組み合わせである。
これによれば、上記実施形態３について説明したように、ひねり形状型部材によって、落下するキャリア及び粉体の塊を分割させたり、キャリア及び粉体の動きの向きを方向転換させたり、減速させたりすることが可能となる。これにより、キャリア及び粉体の動きを複雑化させることによって、キャリア及び粉体の摩擦の頻度が増やされ、より効率的に帯電量を得ることが出来、混合が促進される。
（態様Ｆ）
（態様Ｅ）において、方向制御手段が、篩型部材と絞り形状型部材との間に、ひねり形状型部材を有する組み合わせである。
これによれば、上記実施形態３について説明したように、ひねり形状型部材が、篩型部材の下に位置することによって、キャリア及び粉体の動きを複雑化させる働きが、キャリア及び粉体一粒ずつに作用する。このため、ひねり形状型部材の効果がより大きくなるためである。さらに、キャリア及び粉体がひねり形状型部材を落下した際、粉体の再配置が起きるため、絞り形状型部材を落下する際のキャリアと粉体との間での摩擦の頻度が増え、より効率的に帯電量を得ることが出来、混合が促進される。
（態様Ｇ）
（態様Ｄ）乃至（態様Ｆ）の何れかの態様において、方向制御手段が方向制御ユニット５０等の組み合わせを複数回繰り返す構成である。
これによれば、上記実施形態３について説明したように、一単位（組み合わせ一つ）では混ざりきらなかったキャリア及び粉体に対して、摩擦の回数が増え、より大きな帯電量を得ることが出来、混合が促進される。
（態様Ｈ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｇ）の何れかの態様において、キャリアと粉体とを自重で落下させながら混合する混合配管３等の落下経路内に、キャリア及び粉体に振動を付与する振動機構を有する。
これによれば、上記実施形態３について説明したように、方向制御部材に常に新しいキャリア及び粉体を供給することで、方向制御部材の機能をより効率的に働かせることができるため、より効率的に帯電量を得ることが出来、混合が促進される。
（態様Ｉ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｈ）の何れかの態様において、自重落下混合工程では、キャリアと粉体とを共に混合配管３等の管路内を通過させる。
これによれば、上記実施形態について説明したように、粉体とキャリアとが共に通過する通過経路を管路にすることで、経路外への舞い上がりや飛散が防止出来る。さらに、混合部での物の流れが密状態で流れるため、混合させたい粉体が接する機会が非常に多くなると共に、粉体とキャリアとの流れが複雑化するので、混合が促進される。
（態様Ｊ）
（態様Ｉ）において、混合配管３等の管路の内側と外側とを連通する空気孔３０１等の連通開口部を設ける。
これによれば、上記実施形態４について説明したように、管路に少なくとも一つ以上の連通開口部が空いていることで、方向制御部材の下部等、管路内の一部が密閉されることを防ぎ、管路内に外部から空気を取り込むことが出来る。このため、キャリア及びトナー等の粉体が落下する際に、逆噴きや落下速度の低下を起こすことを抑制でき、効率良く混合することが出来る。
また、上記実施形態４について説明したように、連通開口部を設ける構成は、少なくとも篩型方向制御部材７等の篩型部材とレデューサー型方向制御部材８等の絞り形状型部材との少なくとも一方を複数備える構成に適用することが有用である。これらの方向制御部材により、キャリアと粉体との落下方向の移動経路が複雑化され、キャリアと粉体との衝突の機会が増え、混合が進む。しかし、これらの方向制御部材は、粉体やキャリアの落下方向への移動を阻害するため、その上方で粉体やキャリアが滞留し易く、方向制御部材の下方が密閉状態となり易い。これに対して、連通開口部を備えることで、方向制御部材の下方が密閉状態となることを防止できる。
（態様Ｋ）
（態様Ｊ）において、空気孔３０１等の管路内に、キャリア及びトナー等の粉体の移動方向を制御する方向制御手段を配置し、篩型方向制御部材７やレデューサー型方向制御部材８等の方向制御手段として、一つの方向制御部材、または、複数の方向制御部材の特定の組み合わせ、を一単位とし、一単位を複数個備え、空気孔３０１等の連通開口部を、一単位毎に配置する。
これによれば、上記実施形態４について説明したように、外部の気体を取り込む頻度を高くすることができるため、管内でキャリアと粉体とによる密閉状態を防ぐことが出来、より効率的に摩擦することが可能となる。
（態様Ｌ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｋ）の何れかの態様において、混合工程が、自重落下混合工程に加えて、キャリアと粉体とにせん断力を付与しながら混合するせん断混合装置１０等を用いたせん断混合工程を含む。
これによれば、上記実施形態２について説明したように、混合が良好に行われるとともに、初期帯電の不良が無く、画像品質において非画像部の地肌汚れが発生しない現像剤を製造することができる。
（態様Ｍ）
（態様Ｌ）において、せん断混合工程は、自重落下混合工程の後に行われる。
これによれば、上記実施形態２について説明したように、自重落下混合工程で、混合がある程度行われることによって、キャリアと粉体との位置が置換され、キャリア粒子と粉体粒子という異種の粉体が隣接した位置に存在する状態となる。電気的性質が異なる物質同士が隣接することでせん断力が付与されたときの摩擦帯電が促進され、キャリアと粉体とに対する帯電を促進することができる。
（態様Ｎ）
（態様Ｌ）または（態様Ｍ）において、せん断混合工程は、せん断混合搬送路１０ａ等の搬送経路を形成する搬送経路形成部材の内壁と、搬送経路形成部材内でキャリア及び上記粉体に搬送力を付与するスクリュ部材等の搬送部材との間での摩擦によってせん断力が付与される。
これによれば、上記実施形態２について説明したように、搬送しながら摩擦帯電を行うことで、キャリアと粉体とに対する帯電を促進することができる。
（態様Ｏ）
（態様Ｎ）において、搬送スクリュ２１０等の搬送部材が搬送力を付与するせん断混合搬送路１０ａ等の搬送路に、搬送部材の搬送に対する抵抗を付加する粗面処理部２０１等のせん断混合搬送部抵抗手段を備える。
これによれば、上記実施形態５について説明したように、搬送部材の搬送距離を短くしつつ、帯電の不良が無い電子写真用現像剤を製造することが出来る。
（態様Ｐ）
（態様Ｏ）において、せん断混合搬送部抵抗手段が、せん断混合搬送路１０ａ等の搬送路での移動方向を制御する板状方向制御部材２０２やメッシュ状方向制御部材２０３等の搬送路方向制御部材である。
これによれば、上記実施形態５について説明したように、現像剤の搬送が搬送路方向制御部材によって妨げられる際に、現像剤が搬送路内で詰まり、より高いせん断力が発生するため搬送距離を短くすることが出来る。
（態様Ｑ）
（態様Ｐ）において、搬送路方向制御部材が、多数の孔を有するメッシュ状方向制御部材２０３等のメッシュ形状部材である。
これによれば、上記実施形態５について説明したように、通過する全ての現像剤がより均等に抵抗力を受けることが出来、より均一な混合を行うことができる。
（態様Ｒ）
（態様Ｑ）において、メッシュ状方向制御部材２０３等のメッシュ形状部材の目開きが、１００〜１０００［μｍ］である。
これによれば、上記実施形態５について説明したように、現像剤の搬送速度の低下を抑えながらも現像剤を通過させることが出来る。これにより、処理量を低下させることなく高いせん断力を与えることができ、特にエネルギー原単位を低く抑えつつ、搬送距離を短くすることが出来る。
（態様Ｓ）
（態様Ｏ）において、せん断混合搬送部抵抗手段が、せん断混合搬送路１０ａ等の搬送路内に磁力を作用させる磁石２０４磁界発生手段である。
これによれば、上記実施形態５について説明したように、磁力の働く側に現像剤が引き付けられるため、現像剤に搬送に抵抗する力が加わり、より大きなせん断力を加えることができるため、搬送距離を短くすることが出来る。
（態様Ｔ）
（態様Ｌ）乃至（態様Ｓ）の何れかの態様において、せん断混合工程は、少なくとも何れか一方が移動する上部板部材１０ｂ及び下部板部材１０ｃ等の二枚の板状部材の隙間をキャリア及び粉体を通過させることによって、板部材隙間１０ｅ等の隙間での摩擦によってせん断力が付与される。
これによれば、上記実施形態２について説明したように、搬送しながら摩擦帯電を行うことで、キャリアと粉体とに対する帯電を促進することができる。
（態様Ｕ）
（態様Ｌ）乃至（態様Ｔ）の何れかの態様において、せん断混合工程は、キャリアと粉体とが通過する通過経路を形成するせん断力付与筒１０ｇ等の通過経路形成部材の内壁と、通過経路形成部材内に設置されたせん断力付与円柱１０ｆ等の駆動部材との間を、キャリア及び粉体が通過する際に、通過経路形成部材の内壁と、駆動部材との間での摩擦によってせん断力が付与される。
これによれば、上記実施形態２について説明したように、キャリア粒子及び粉体粒子に強いせん断力が加えられることで、摩擦帯電を促すことができる。
（態様Ｖ）
（態様Ａ）乃至（態様Ｕ）の何れかの態様において、粉体がトナーである。
これによれば、上記実施形態１について説明したように、自重落下による混合を効率良く行うことができる。これは、以下の理由による。すなわち、トナーは無機酸化微粒子や無機酸化微粒子の表面を疎水化、低抵抗化処理した物等に比べ粒径が大きい。このため、ファンデルワールス力などによる凝集力が、無機酸化微粒子や無機酸化微粒子の表面を疎水化、低抵抗化処理した物等に比べ大幅に小さいため、効率良くキャリアと混ざっていく。
（態様Ｗ）
トナーとキャリアとの混合によって得られる電子写真用現像剤において、（態様Ａ）乃至（態様Ｖ）の何れかの態様に記載の現像剤製造方法によって製造される。
これによれば、上記実施形態１について説明したように、製造工程における混合工程に要するエネルギーを抑制した電子写真用現像剤を実現できる。
（態様Ｘ）
（態様Ｗ）において、キャリアが１［質量部］に対して、上記トナーを２〜５０［質量部］の配合割合で含有する補給用現像剤である。
これによれば、上記実施形態１について説明したように、プレミックストナー等の補給用現像剤の場合であっても、製造工程における混合工程に要するエネルギーを抑制した電子写真用現像剤を実現できる。
（態様Ｙ）
感光体１１等の静電潜像担持体と、静電潜像担持体上に形成された静電潜像を現像剤により現像し可視像を形成する現像装置１３等の現像手段とを少なくとも有し、複写機５００等の画像形成装置本体に着脱可能なプロセスユニット１１０等のプロセスカートリッジにおいて、現像剤が、（態様Ｗ）に記載の電子写真用現像剤である。
これによれば、上記実施形態１について説明したように、製造工程における混合工程に要するエネルギーを抑制した電子写真用現像剤を収容した現像手段の交換性の向上を図ることができる。また、エネルギーを抑制した電子写真用現像剤を収容していることで、プロセスカートリッジ全体の製造に要するエネルギーを抑制することができる。
（態様Ｚ）
静電潜像を担持する感光体１１等の静電潜像担持体と、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する光書込装置３０等の露光手段と、静電潜像を現像剤により現像して可視像を形成する現像装置１３等の現像手段と、可視像を記録媒体に転写する転写ユニット２０等の転写手段と、記録媒体に転写された転写像を定着させる定着装置１５０等の定着手段とを有する複写機５００等の画像形成装置において、現像剤が、（態様Ｗ）に記載の電子写真用現像剤である。
これによれば、上記実施形態１について説明したように、製造に必要なエネルギーが抑制された現像剤を使用する画像形成装置が実現でき、画像形成装置全体の製造に必要なエネルギーを抑制することが可能となる。
【符号の説明】
【０２７９】
１  キャリア供給部
２  トナー供給部
３  混合配管
４  リボン型方向制御部材
５  現像剤収容容器
６  複数分割型方向制御部材
７  篩型方向制御部材
８  レデューサー型方向制御部材
９  混合傾斜板
１０  せん断混合装置
１０ａ  せん断混合搬送路
１０ｂ  上部板部材
１０ｃ  下部板部材
１０ｄ  投入口
１０ｅ  板部材隙間
１０ｆ  せん断力付与円柱
１０ｇ  せん断力付与筒
１０ｈ  せん断力付与部
１１  感光体
１２  帯電装置
１３  現像装置
１４  感光体クリーニング装置
２０  転写ユニット
２１  中間転写ベルト
２２  ベルトクリーニング装置
２３  一次転写ローラ
２４  紙搬送ユニット
２５  二次転写ローラ
３０  光書込装置
３１  給紙カセット
３２  両面搬送部
４０  給紙カセット
５０  方向制御ユニット
１００  自重落下混合装置
１０２  スキャナ部
１０３  画像形成部
１０４  給紙部
１１０  プロセスユニット
１３２  現像スリーブ
１４１  給紙路
１４２  給紙ローラ
１４３  搬送ローラ対
１４４  レジストローラ対
１４５  手差しトレイ
１４６  手差しレジストローラ対
１４７  排紙ローラ対
１４８  排紙トレイ
１５０  定着装置
２０１  粗面処理部
２０２  板状方向制御部材
２０３  メッシュ状方向制御部材
２０４  磁石
２１０  搬送スクリュ
２１１  二次転写バックアップローラ
２２０  搬送路形成部材
３０１  空気孔
４０１  右セグメント
４０２  左セグメント
５００  複写機
Ｈ  水平面
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２８０】
【特許文献１】特開２００８−０２０７９５号公報
【特許文献２】特開２００１−１２５３１７号公報
【特許文献３】特開平０７−２８１４８２号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図５】
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【図８】
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