(57)【要約】【課題】高摩擦力のトナーでも粉体の流れおよび流れる量を自在にコントロールすることでき、小さな廃トナー回収ボックスでも効率よく収納できる粉体回収ボックス、画像形成装置及び粉体回収方法を提供する。【解決手段】鉛直方向の移動成分と水平方向の移動成分の入力を与え、粉体回収ボックス１４を搖動する粉体搬送加圧手段を有し、粉体搬送加圧手段の厚みＡと、鉛直方向の揺動幅Ｂと、水平方向の揺動幅Ｃをが、１３ｍｍ＞Ａ＞７ｍｍ、１０ｍｍ＞Ｂ＞４ｍｍ、７ｍｍ＞Ｃ＞３ｍｍであり、前記粉体の粉体間摩擦力Ｍに対して、Ｂ＞０．４×ｅ＾（０．９４×Ｍ）、４ｍＮ・ｍ＞Ｍ＞２ｍＮ・ｍである粉体回収ボックス１４、画像形成装置及び粉体回収方法である。【選択図】図５
2008070612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも粉体入口部と、粉体を粉体搬送加圧手段と、を有する粉体回収ボックスであって、
鉛直方向の移動成分と水平方向の移動成分の入力を与え、前記粉体回収ボックスを搖動する前記粉体搬送加圧手段を有し、
前記粉体搬送加圧手段の厚みＡと、鉛直方向の揺動幅Ｂと、水平方向の揺動幅Ｃが、
１３ｍｍ＞Ａ＞７ｍｍ
１０ｍｍ＞Ｂ＞４ｍｍ
７ｍｍ＞Ｃ＞３ｍｍ
であり、
前記粉体の粉体間摩擦力Ｍに対して、
Ｂ＞０．４×ｅ＾（０．９４×Ｍ）
４ｍＮ・ｍ＞Ｍ＞２ｍＮ・ｍ
である
ことを特徴とする粉体回収ボックス。
【請求項２】
請求項１に記載の粉体回収ボックスにおいて、
前記粉体搬送加圧手段の縦断面の一部は、三角形状である
ことを特徴とする粉体回収ボックス。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の粉体回収ボックスにおいて、
前記粉体搬送加圧手段の縦断面の一部は、逆Ｔ字状である
ことを特徴とする粉体回収ボックス。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の粉体回収ボックスにおいて、
前記搬送加圧手段の縦断面の一部は、水平方向に沿って傾けられた形状である
ことを特徴とする粉体回収ボックス。
【請求項５】
請求項４に記載の粉体回収ボックスにおいて、
垂線に対しての角度は、−７０〜＋７０°である
ことを特徴とする粉体回収ボックス。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の粉体回収ボックスにおいて、
粉体は、電子写真用トナーであり、
前記トナーのワックス含有量は、トナーバインダー樹脂に対して２．５質量％〜６．０質量％含有している
ことを特徴とする粉体回収ボックス。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の粉体回収ボックスにおいて、
粉体は、１成分現像用粉砕トナーである
ことを特徴とする粉体回収ボックス。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれかに記載の粉体回収ボックスを有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
少なくとも粉体入口部と、粉体を粉体搬送加圧手段と、を有する粉体回収ボックスの粉体回収方法において、
前記粉体搬送加圧手段は、鉛直方向の移動成分と水平方向の移動成分の入力を与え、前記粉体回収ボックスを搖動し、
前記粉体搬送加圧手段の厚みＡと、鉛直方向の揺動幅Ｂと、水平方向の揺動幅Ｃを、
１３ｍｍ＞Ａ＞７ｍｍ
１０ｍｍ＞Ｂ＞４ｍｍ
７ｍｍ＞Ｃ＞３ｍｍ
とし、
前記粉体の粉体間摩擦力Ｍに対して、
Ｂ＞０．４×ｅ＾（０．９４×Ｍ）
４ｍＮ・ｍ＞Ｍ＞２ｍＮ・ｍ
とする
ことを特徴とする粉体回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー等の粉体を回収して蓄積するための粉体回収ボックス、前記粉体回収ボックスを用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の画像形成装置及び粉体回収方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機等の画像形成装置では、記録媒体や中間体へトナー像を転写した後の感光体ドラムや中間転写ベルト上に残った転写残トナーをクリーニング機構により除去し、廃トナー回収ボックスへ回収して一元的に集約・蓄積するようになっている。この種の廃トナー回収ボックスは、クリーニング機構に接続されるトナー入口部と、ボックス内に投入されたトナーを搬送するトナー搬送手段と、場合によってボックス内のトナーの収容程度（充填率）を検知するトナー検知手段を備えている。トナー検知手段によりボックス内がトナーで満杯状態になったことが検知されたら廃トナー回収ボックスを交換するようになっている。ユーザーの利便性向上の観点からすると、廃トナー回収ボックスの交換回数はできるだけ減らした方がよく、そのためにはボックスの容量をできるだけ大きくするのが望ましい。しかしながら、この種の画像形成装置では周知のように小型化、低コスト化が進んできており、廃トナー回収性向上の観点からのみボックスを大きくすることは許されないのが実情である。廃トナー回収ボックスは、一般に、画像形成装置本体の底部に配置される給紙手段と、その上方に位置する画像形成部との間などのいわゆるデッドスペースを利用して配置されることが多い。
廃トナー回収ボックスの構成として、ボックス形状のトナーカートリッジ内にトナー搬送部を設けた構成がある（例えば、特許文献１）。この構成においては、トナーを外部に補給するスクリューの軸に偏心カムを設け、前記偏心カムにより平板を水平方向に往復動させ、前記平板に一体に形成されたハの字形の内向きの突起でトナーを搬送するものである。さらに、カートリッジ内には、トナーの残量を検知するための構成も設けられている。一方、現像に抗されるために現像装置内に導入されるトナーは円滑な移動により供給不良が生じないようにすることが重要である。しかし、収容されるトナーの一部には、凝固していわゆるブロッキング現象を生じているものもあり、円滑な移動が阻害されることがある。そこで、従来では、このようなブロッキングを生じているトナーをほぐすための構成が提案されている（例えば、特許文献２）。この構成においては、現像収容部に配置されている往復動可能な板部材を配置し、板部材にトナーの流入口および流入したトナー内に進入する突起部を設け、板部材を往復動させることで突起部によってトナーをほぐすようにする場合がある。
【０００３】
しかしながら、小型化の面から画像形成装置本体の高さ方向の余裕が無い場合、廃トナー回収ボックスの寸法比は、必然的に縦横方向（Ｘ、Ｙ方向）に大きく、高さ方向（Ｚ方向）に小さいものとならざるを得ない。すなわち、水平方向に広く、高さが小さい扁平状のボックス形状となりやすい。このようなボックス形状ではトナーを均一に蓄積していくのが非常に難しく、部分的に固まって蓄積されてしまう虞がある。トナー検知手段の周辺にトナーが固まって蓄積されると、ボックス全体では満杯ではないにも拘わらず満杯検知がなされ、非満杯状態で早期に交換動作が要求されてユーザーの利便性の低下を来たすことになる。
特許文献１に開示された技術は、予めカートリッジ内に収容されていたトナーの凝集を防止しつつ最後まで効率的にトナーを補給することを目的とするもので、ハの字形に配置された搬送部材としての突起の搬送方向は、互いに交差して異なるものの、相互作用により一方向的にトナーをトナー検知手段に向かわせるものとなっている。
したがって、この搬送方式を廃トナー回収ボックスに適用しようとした場合、廃トナー回収容器に十分トナーが収容されていなにもかかわらず満杯になることが考えられる。
一方、特許文献２に開示された技術においては、導入されたトナーを往復動する板部材により押し動かすことで移動させることができるが、導入されるトナーは、導入側で最も量が多く、導入部から順に移動するに従って内部空間で均せることによって板部材で押し動かされる量が少なくなってしまい、トナー検知手段の位置まで到達する量が減少してしまう場合がある。このため、廃トナーボックス内に回収されたトナーが導入口付近が最も多くこの位置からトナー検知手段の位置までに至る過程で順次少なくなった状態で堆積していると、例えば満杯状態であってもその検知ができないことによって廃トナー回収ボックスの導入口付近に溢れて廃トナー回収ボックスの接地部周辺を汚損してしまう虞がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−００２９４７号公報
【特許文献２】特開平１０−２０７２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、高摩擦力のトナーでも粉体の流れおよび流れる量を自在にコントロールすることでき、小さな廃トナー回収ボックスでも効率よく収納できる粉体回収ボックス、画像形成装置及び粉体回収方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の粉体回収ボックスは、少なくとも粉体入口部と、粉体を粉体搬送加圧手段と、を有する粉体回収ボックスであって、鉛直方向の移動成分と水平方向の移動成分の入力を与え、前記粉体回収ボックスを搖動する前記粉体搬送加圧手段を有し、前記粉体搬送加圧手段の厚みＡと、鉛直方向の揺動幅Ｂと、水平方向の揺動幅Ｃが、
１３ｍｍ＞Ａ＞７ｍｍ
１０ｍｍ＞Ｂ＞４ｍｍ
７ｍｍ＞Ｃ＞３ｍｍ  
であり、前記粉体の粉体間摩擦力Ｍに対して、
Ｂ＞０．４×ｅ＾（０．９４×Ｍ）
４ｍＮ・ｍ＞Ｍ＞２ｍＮ・ｍ
であることを特徴とする。
また、前記粉体搬送加圧手段の縦断面の一部は、三角形状であることが、好ましい。
さらに、前記粉体搬送加圧手段の縦断面の一部は、逆Ｔ字状であることが、好ましい。
また、前記搬送加圧手段の縦断面の一部は、水平方向に沿って傾けられた形状であることが、好ましい。
さらに、垂線に対しての角度は、−７０〜＋７０°であることが、好ましい。
本発明の粉体回収ボックスは、粉体が、電子写真用トナーであり、前記トナーのワックス含有量が、トナーバインダー樹脂に対して２．５質量％〜６．０質量％含有していることを特徴とする。
また、粉体は、１成分現像用粉砕トナーであることが、好ましい。
本発明の画像形成装置は、前記記載の粉体回収ボックスを有することを特徴とする。
本発明の粉体回収方法は、少なくとも粉体入口部と、粉体を粉体搬送加圧手段と、を有する粉体回収ボックスの粉体回収方法において、前記粉体搬送加圧手段は、鉛直方向の移動成分と水平方向の移動成分の入力を与え、前記粉体回収ボックスを搖動し、前記粉体搬送加圧手段の厚みＡと、鉛直方向の揺動幅Ｂと、水平方向の揺動幅Ｃを、
１３ｍｍ＞Ａ＞７ｍｍ
１０ｍｍ＞Ｂ＞４ｍｍ
７ｍｍ＞Ｃ＞３ｍｍ  
とし、前記粉体の粉体間摩擦力Ｍに対して、
Ｂ＞０．４×ｅ＾（０．９４×Ｍ）
４ｍＮ・ｍ＞Ｍ＞２ｍＮ・ｍ
とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、前記解決するための手段によって、高摩擦力のトナーでも粉体の流れおよび流れる量を自在にコントロールすることでき、小さな廃トナー回収ボックスでも効率よく収納できる粉体回収ボックス、画像形成装置及び粉体回収方法を提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【０００９】
図１は、本実施例による粉体回収ボックスを備えたトナー回収ボックスが装備される画形成装置の全体構成を示す図である。
図１に示す画像形成装置においては、露光ユニット３により、略水平方向に並設された４つの画像形成ユニット４、５、６、７への光書き込みが行われ静電潜像が形成される。各静電潜像は各画像形成ユニットの現像手段によりそれぞれ可視像化される。各画像形成ユニットに形成された各トナー像は中間転写ベルト８上に順次重ねて転写される。給紙カセット１に積載された転写紙が給紙ローラ２により給紙され、レジストローラ対９で斜めずれを修正された後所定のタイミングで２次転写部位へ送られる。２次転写部位で２次転写ローラ１０により中間転写ベルト８上の重ね合わせトナー像は転写紙に一括転写される。その後定着ユニット１１によりカラートナー像は転写紙上に画像として定着され、排紙ローラ対１２により装置上面の排紙トレイ１５に出力画像として排出される。中間転写ベルト８上の転写残トナーは、クリーニング機構１３により、中間転写ベルト８上より除去され、粉体回収ボックスとしての廃トナー回収ボックス１４へ蓄積される。
【００１０】
近年、このような画像形成装置においても、小型化、低コスト化が進んできている。またユーザーの利便性の向上も求められている。そこで、ユーザーの利便性向上を狙い、廃トナー回収ボックス１４の交換回数を減らすために廃トナー回収ボックス１４の容量をできるだけ大きくすることが望ましい。しかしながらそれにより機械の大きさが大きくなることは許容されない。そのため、機械構成の中でのデッドスペースを埋めるような形態での廃トナー回収ボックス１４配置になることが多い。本実施形態の画像形成装置では、給紙ローラ２から２次転ローラ１０までの空間が転写紙搬送の関係によりある程度、離れている必要があり、デッドスペースが生じやすく、ここに廃トナー回収ボックス１４を設置することが多い。しかしながら、前述の構成をとった場合、既に述べたように、次に述べるような問題点を生じる。
廃トナー回収ボックス１４の寸法比がＸ、Ｙ方向に大きくＺ方向に小さくなるために、トナーを均一に蓄積していくのが非常に難しい。部分的に固まって蓄積されてしまうと廃トナーが搬送されずに詰まって他の部分にまで不都合が生じたり、廃トナーの容量フル検出（満杯検出）の検出精度が著しく悪くなる不都合が生じる。
【００１１】
そこで、廃トナーを均一に蓄積できるようにコントロールするためには、水平面の異なる位置で、方向が異なる複数の流れを作る必要がある。それを達成しようとした場合、例えば図２に示すように、廃トナー回収ボックス１４の底面部面積全体をカバーするようにトナー攪拌棒１７を配置したり、図３に示すように、搬送スクリュー１８を複数本配置する構成が考えられる。しかしながら、このような方式ではトナー攪拌棒１７や搬送スクリュー１８等の攪拌手段を駆動する構成が複雑となり、高価のものとならざるを得ない。すなわち、複数の攪拌手段を同時に異なる向きに回転させるためには複雑なギア列が必要となるからである。
また、このようにしても、トナーの搬送方向を単純に逆向きにするだけであるので、トナーの流れや流れる量を微妙にコントロールすることが難しく、依然として廃トナーの容量フル検出精度が低いという問題を解消できない。
本実施形態では、前述の事情に鑑み、簡単な構成でトナーの流れ及び流れる量を容易に且つ高精度に制御でき、トナー検知手段の位置まで確実にトナーを移動させるようにして廃トナーの満杯検知の精度を高めることができる廃トナー回収ボックス１４を提供することができる。
【００１２】
本実施例に用いられる廃トナー回収ボックス１４は、図４に示すように、粉体入口部としての廃トナー入口部２０を有する上ケース２１と、下ケース２２と、廃トナー満杯検知ユニット２３等を有している。廃トナー入口部２０にクリーニング機構１３から延びる図示しない廃トナー移送ホースが接続され、廃トナーが投入される。
【００１３】
図５に示すように、下ケース２２には、粉体搬送手段としての廃トナー搬送手段２４が収容されている。廃トナー搬送手段２４は、矢印２５方向に略往復運動を行う攪拌板２６と、カム軸２７と、前記カム軸２７の一端部に固定され図示しない画像形成装置の駆動源に接続される駆動ギア２８と、カム軸２７の他端部に設けられ攪拌板２６に一体に形成されたカム受部２９に収容された偏心カム３０等を有している。
カム軸２７は、攪拌板２６に一体に形成された複数の支持片３１によって支持されている。カム軸２７は、駆動ギア２８側が分割されており、カップリング３２によって接続されている。
廃トナー満杯検知ユニット２３は、粉体検知手段としての廃トナー満杯検知手段３４を有している。廃トナー満杯検知手段３４としては、例えば光反射型フォトセンサを用いることができる。攪拌板２６は合成樹脂で一体に形成されており、略水平面の異なる位置に配置された複数の搬送部３３Ａ〜３３Ｐを有している。
各搬送部３３は、縦・横に走るリブにより矩形状に区画されており、廃トナー搬送手段２４の移動方向（矢印２５で示す往復運動方向）に対して略水平面上で角度を有してトナーを押し動かすことができる複数の堰板部を並列させた搬送部材（搬送部３３Ｆでいえば３３Ｆａ）で形成されている。各搬送部材は、略等間隔に斜交状に配置されており、各搬送部材間は溝となっている。各搬送部３３は、例えば３３Ｈタイプと、これとは搬送方向が異なる例えば３３Ｋのタイプの２種類から構成されている。搬送部３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｈ、３３Ｍ、３３Ｎ、３３Ｐではトナーの搬送方向は実線矢印で示す方向となり、搬送部３３Ｃ、３３Ｄ、３３Ｅ、３３Ｆ、３３Ｇ、３３Ｉ、３３Ｊ、３３Ｋ、３３Ｌ、３３Ｐでは破線矢印で示す方向となる。つまり、トナーが押し動かされる方向が搬送部３３Ａ〜３３Ｐ同士で異なるようになっている。これらのうち、例えば搬送部３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｍ、３３Ｎ、３３Ｐ、３３Ｇの搬送方向は、廃トナー満杯検知手段３４に近づく方向であり、例えば搬送部３３Ｊ、３３Ｋ、３３Ｌの搬送方向は廃トナー満杯検知手段３４から遠ざかる方向である。
【００１４】
搬送部３３Ｎ及び３３Ｐの上面には、カム軸２７に沿って延びる仕切り板３５が一体に形成されている。仕切り板３５は、搬送部３３Ｎ及び３３Ｐの上部の廃トナーの流れを規制するものである。上記各搬送部同士は、トナーを押し動かすことができる堰板部の間隔が異なっており、搬送部を移動するトナーの量が異なるようになっている。つまり、堰板部間の間隔を大きくすると、堰板部間に入り込むトナー量が堰板部間隔が小さい場合に比べて多くなる。また、搬送部３３Ｆ、３３Ｇと搬送部３３Ｊ、３３Ｍとの間には、カム軸２７と直交する方向に延びる仕切り板３６が一体に形成されている。
仕切り板３６は、搬送部３３Ｆ、３３Ｇと搬送部３３Ｊ、３３Ｍとの間における上部と下部の廃トナーの流れおよび流れる量を規制するものである。これらの仕切り板３５、３６は、搬送部によって生じるトナーの流れに突き当たる位置に配置されている。
【００１５】
図６は、攪拌板の往復運動を示す概要断面図であり、駆動ギア側から見た概要断面図である。図６において、偏心カム３０の大径部が下方に向いている状態でカム軸２７が回転すると、攪拌板２６は、カム受け部２９に対する偏心カム３０の大径部の位相に応じて、まず矢印Ａで示すように上方に浮き上がるように図中左側に移動し、続いて矢印Ｂで示すように若干後退しながら下降し、続いて矢印Ｃで示すように略水平に後退し、続いて矢印Ｄで示すように若干後退しながら斜め上方に移動し、これらを繰り返して全体として略往復運動を行う。これにより、往動時、図６中、符号Ｃで示す方向には、攪拌板２６がしたケース２２の底面に沿って移動することにより搬送部３３がトナーを押し動かすことができ、復動時、図６中、符号Ｄ、Ａで示す方向には、攪拌板３６がしたケース２２の底面から浮き上がることにより搬送部３３も浮き上がりながら移動することになり、押し動かしたトナーから離れてトナーが戻されない状態、換言すれば、押し動かされた位置にトナーを止まらせた状態で移動することになる。このような構成によれば、単一の駆動源により、ギア列を介することなく搬送方向が異なる複数の搬送部３３を同時に往復運動させることができる。
【００１６】
攪拌板２６が往復運動を行うと、各搬送部ではそれぞれ異なった流れとなるが、図７に示すように、全体としては黒太の矢印で示すような搬送流れが生じ、結果的に、仕切り板３５、３６で区画されたエリアａ１、廃トナー入口部２０に近いエリアａ２、カム受部２９近傍のエリアａ３の順に充填され、最後に廃トナー満杯検知手段３４に近いエリアａ４が充填される。さらに、トナーが各エリアに移動する過程でトナーの量が搬送部での堰板部の間隔および仕切り板３５，３６による移動方向の規制によって異なることになり、各エリア間で偏在することがないようにして最終的にトナー満杯検知手段３４に近いエリアａ４に対してトナーが充填されるようになっている。すなわち、搬送方向が異なる２種類のタイプの搬送部３３の配置パターンによって全体としての搬送流れを微妙にコントロールすることができ、廃トナー満杯検知手段３４近傍が早期に充填されて誤検知となることを防止することができる。
【００１７】
各搬送部３３の配置パターンは、本例に限定されるものではなく、トナーの流動特性等の条件に応じて実験等によりその最適なパターンを決定することができる。図５に示すように、下ケース２２の廃トナー満杯検知手段３４寄りには、攪拌板２６の同側端部を下面側から支持する支持部材４０が対向して設けられている（図７では省略）。支持部材４０の機能を、カム受部２９側から見た概要断面図である図８に基づいて説明する。
図８は、攪拌板を支持部材により支持した時の往復運動により搬送方向が支持部材を境にして逆転するメカニズムを説明する図である。攪拌板２６の偏心カム３０から離れた側の端部を支持部材４０で支持した状態で往復運動を行うと、支持部材４０を境にして両側でトナーの搬送方向が逆転する。すなわち、偏心カム３０寄りの搬送部３３Ａではボックス内のトナーを下から上へすくい上げるような動きとなり（矢印Ｒ）、トナーの搬送方向は図中左方向となる。一方、搬送部３３Ｂでは、搬送部３３Ａと同じ構成を有するものの、ボックス内のトナーを上から下へ掻き上げるような動きとなり（矢印Ｌ）、トナーの搬送方向は図中右方向となる。この特性を利用して、廃トナー入口部２０に近い部分では入口から離れる方向、入口から遠い部分では入口に向かう方向の搬送流れが生じるように支持部材４０を配置し、前述のような全体としての搬送流れを得ている。なお、本実施例では、各搬送部間でのトナーの移動量を異ならせる構成として、搬送部に有する堰板部の並列間隔を搬送部同士で異ならせたが、これに代えて、図９に示すように、各エリアに位置する搬送部３３がトナーと接触する面、つまり、トナーを押し動かすことができる面の高さを異ならせて堰板間に充填されるトナーの量を異ならせて移動させるようにしてもよい。
【００１８】
本発明の粉体搬送加圧手段の縦断面の一部は、三角形状である。また、粉体搬送加圧手段の縦断面の一部を、逆Ｔ字状とすることもできる。
これにより、加圧能力と搬送能力を高めた構造とすることができ、特に加圧能力に優れており、斜めの形状は搬送能力に優れている。さらに、斜めの角度が規定されているため、粉体の搬送力がさらに向上する。
図１０は、攪拌板によりトナーの高さを均す場合の構成を示す図であり、便宜上、複数の形態を纏めて示している。
図１０において、攪拌板のリブは、その断面形態として、図１０中、符合（α）で示すように、底辺が粉体回収ボックス１４の下ケース２２と平行する断面三角形状としたり、符合（β）で示すように、逆Ｔ字状としたり、さらには、符合（γ）で示すように、下ケース２２の面を基準とした垂線に対して角度θ（好ましくは−７０〜＋７０°）を設定して傾けた形態とすることができる。いずれの場合にも、加圧部材１００Ａが昇降した際にその下方に位置するトナーと接触する面を大きくして圧縮率を上げて押し崩しやすくしている。なお、上記各形態のいずれかを組み合わせて用いることも可能である。このような構成にすることにより、トナーの移送のための運動形態を利用してトナー高さを均すことができるとともに、トナーの粒子間に存在する空間を狭小化してトナーの収容スペースの拡大が可能となる。
【００１９】
本発明の粉体回収ボックス１４は、少なくとも粉体入口部２０と、粉体を粉体搬送加圧手段とを有し、少なくとも粉体回収ボックス１４の一部に、鉛直方向の移動成分と水平方向の移動成分の入力を与え、粉体回収ボックス１４を搖動する粉体搬送加圧手段を有し、粉体搬送加圧手段の厚みＡと、鉛直方向の揺動幅Ｂと、水平方向の揺動幅Ｃが、１３ｍｍ＞Ａ＞７ｍｍ、１０ｍｍ＞Ｂ＞４ｍｍ、７ｍｍ＞Ｃ＞３ｍｍであり、粉体の粉体間摩擦力Ｍに対して、Ｂ＞０．４×ｅ＾（０．９４×Ｍ）、４ｍＮｍ＞Ｍ＞２ｍＮｍである。
粉体搬送加圧手段の厚みＡが、１３ｍｍ以上であると、粉体収容ボックスが大きくなってしまうため実用的ではない。
７ｍｍ以下であると、水平方向への粉体搬送力が低下するため効率よく粉体を収容することが困難となる。
鉛直方向の揺動幅Ｂが、１０ｍｍ以上であると、圧密する能力は十分であるが廃トナーボックスの鉛直方向の大きさが大きくなってしまうため実用的ではない。
４ｍｍ以下であると、粉体を十分な圧密をすることができないため効率よく粉体を収容することが困難になる。
さらに、Ｂ＞０．４×ｅ＾（０．９４×Ｍ）である。
ここで、粉体間摩擦力Ｍが、４ｍＮ・ｍ以上であると、実質上、この領域を越える摩擦力を有する粉体はほとんど存在しないが、これを超えると圧密することが困難となり効率よく粉体を収容することができない。
２ｍＮ・ｍ以下であると、圧密する能力が不足しているため効率よく粉体を収容することが困難となる。
水平方向の揺動幅Ｃが、７ｍｍ以上であると、粉体を送る量が多くなるため効率よく粉体を収容することが困難になる。
３ｍｍ以下であると、粉体を送る量が少なくなるため廃トナーボックスに詰まりが発生してしまう。
【００２０】
本発明では、粉体間摩擦力を測定するために、粉体層に円錐ロータを回転させながら侵入させ、円錐ロータが粉体層中を移動するときに発生するトルクまたは荷重を測定する。
図１１は、本発明に使用する粉体間摩擦力測定装置の装置構成概要側面図である。本測定装置は、粉体を投入する容器１１４と、容器１１４内に堆積した粉体の粉体間摩擦力を測定するため粉体内に侵入する円錐ロータ１１０と、ロータのトルク値測定用トルクメータ１１１、ロータ移動用昇降機１１２、ロータ位置検出用位置検出器１１３、容器ロードセル１１５、試料台１１６等からなる。
円錐ロータ１１０の形状は任意に設計可能であるが、円錐の頂角が２０〜１５０°であるものが適している。円錐の頂角が２０°より小さいと粉体の粉体層との抵抗が小さいため、トルクや荷重が小さく、細かい流動性の違いを評価できない。逆に、頂角が１５０°より大きい場合には、粉体の粉体層を押さえつける方向の力が大きくなり、粉体粒子の変形が生じやすくなり粉体間摩擦力の評価には適していない。
円錐ロータ１１０の軸方向長さ（進退方向長さ）は、粉体の粉体層の中に円錐ロータ１１０表面が連続的に存在するような、十分な長さが必要である。また、円錐ロータ１１０表面には溝（軸方向、放射方向、周方向、螺旋方向、傾斜方向等）が切ってある方が良い。本発明では、円錐ロータ１１０の材質面とトナー粒子との間の摩擦力を測定するのではなく、粉体粒子と粉体粒子との摩擦力を測定する。そのためには、円錐ロータ１１０が回転しながら粉体の粉体層の中に侵入していくとき、円錐ロータ１１０表面に切ってある溝の中に粉体粒子が入り込んできて、その入り込んだ粉体粒子と周りの粉体粒子との摩擦状態を測定するようにした方が適している。この溝の形成方向、溝の断面形状は問わないが、円錐ロータ１１０の材質面とトナー粒子との接触が小さくなるように工夫する必要がある。その一例を図１２に示す。
【００２１】
図１２は円錐ロータの一例を示す概略図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図である。１１０が円錐ロータである。これは、円錐の頂点からまっすぐ底辺方向に溝を切ったもので、その溝の断面が三角形の凹凸からなるのこぎり歯形状をしている。この場合、円錐ロータ１１０の材質面と粉体粒子との接触は、三角溝の山の先端部分のみとなる。ほとんどが、溝に入り込んだ粉体粒子とその周辺の粉体粒子との接触となる。
測定は、容器１１４に粉体を一定量投入し、本装置にセットする。その後、円錐ロータ１１０を回転させながら容器１１４に容れられた粉体の粉体層の中に侵入させる。
また、粉体の粉体層を加圧して、圧密状態を作り出し、その圧密状態のトナー層に円錐ロータ１１０を下降させ測定を行なうようにしても良い。
測定条件としては、
（１）円錐ロータの回転数：１．０ｒｐｍ
（２）円錐ロータの侵入速度：１．０ｍｍ／ｍｉｎ
（３）トナー層の加圧：１．５ｋｇ／ｃｍ２以上で６０秒以上加圧
（４）円錐ロータ形状：円錐の頂角が３０°
であり、円錐ロータが２０ｍｍ進入した時点で、回転トルクを測定する。
【００２２】
円形度が０．９３程度、粒径が５．３μｍ程度、外添材量が６．０％程度、外添材付着強度が８０％程度粉砕トナーの場合、１．５ｍＮｍより大きく２．０ｍＮｍより小さい領域にあるので、本発明の要件に該当する粉体としてのトナーは、円形度を更に小さくする（異形にする）、表面ワックス量を増加させる、粒径を小さくする等の摩擦度を更に高める調整を行うことが必要である。
粉体間摩擦力の調整は、ＷＡＸ量、円形度、粒子径、外添材などで調整可能である。ワックス量、特にトナー表面に露出しているワックス量が粒子間摩擦力に大きな影響を与え、表面ワックス露出量が多いと摩擦力は高くなる。一般的なオイルレス粉砕トナーは０．０５〜０．０８程度の場合が多いのに対し、本発明では、ＦＴＩＲによる表面ワックス量定量によると０．１０〜０．１２である。
また、円形度は球形に近づくと粒子間の接触面積が減少することで摩擦力は小さくなる。さらに、粒径は大きいと粒子間の接触面積が減少するため摩擦力は小さくなる。また、外添材は量を増やすと、外添材粒子径が小さくなるほど摩擦力は低下する。ただし、外添で調整するのは耐久も含めて変化が大きくなるため好ましくない。
【００２３】
トナー円形度について説明する。形状の計測方法としては粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、ＣＣＤカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この手法で得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値である平均円形度が０．９６０以上のトナーが適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成するのに好ましい。より好ましくは、平均円形度が０．９８０〜１．０００である。この値はフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２０００により平均円形度として計測した値である。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍＬ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を０．１〜０．５ｍＬ加え、更に測定試料を０．１〜０．５ｇ程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、分散液濃度を３０００〜１万個／μＬとして前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。
【００２４】
トナー表面ワックス露出量の測定であるＦＴＩＲ−ＡＴＲ（全反射吸収赤外分光）法について説明する。
トナー３ｇを自動ペレット成型器（Ｔｙｐｅ  Ｍ  Ｎｏ．５０  ＢＲＰ−Ｅ；ＭＡＥＫＡＷＡ  ＴＥＳＴＩＮＧ  ＭＡＣＨＩＮＥ  ＣＯ．製）で６ｔの荷重で１分間プレスして４０ｍｍΦ（厚さ約２ｍｍ）ペレットを作製した。そのトナーペレット表面をＦＴＩＲ−ＡＴＲ法により測定した。用いた顕微ＦＴＩＲ装置は、ＰＥＲＫＩＮ  ＥＬＭＥＲ社製Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ＯｎｅにＭｕｌｔｉＳｃｏｐｅ  ＦＴＩＲユニットを設置したもので、直径１００μｍのゲルマニウム（Ｇｅ）結晶のマイクロＡＴＲで測定した。赤外線の入射角４１．５°、分解能４ｃｍ−１、積算２０回で測定した。
【００２５】
本発明に使用することのできるトナー母体は、通常、結着樹脂、着色剤及びその他の添加剤を含有してなる。このトナー母体には、（１）結着樹脂成分となる熱可塑性樹脂中に、着色剤、帯電制御剤、離型剤等を溶融混合して均一に分散させて組成物とした後、前記組成物を粉砕、分級することにより得られるトナー母体、（２）結着樹脂原料である重合性単量体中に着色剤、帯電制御剤、離型剤等を溶解あるいは懸濁させ、重合開始剤を添加後、分散安定剤を含有する水系分散媒体中に分散させ、所定温度まで加温して懸濁重合を開始し、重合終了後に濾過、洗浄、脱水及び乾燥することにより得られるトナー母体、（３）乳化重合により得た極性基を含有する結着樹脂の一次粒子を、着色剤並びに帯電制御剤を添加することで凝集させ二次粒子とし、更に結着樹脂のガラス転移温度より高い温度で攪拌して会合させた粒子を、濾過、乾燥することにより得られるトナー母体、（４）親水性基含有樹脂を結着樹脂とし、それに着色剤等を添加して有機溶媒に溶解させた後、前記樹脂を中和して転相、その後乾燥することにより着色粒子を得る転相乳化法トナー母体等が挙げられ、そのいずれも使用することができる。
このトナー母体には、（１）結着樹脂成分となる熱可塑性樹脂中に、着色剤、帯電制御剤、離型剤等を溶融混合して均一に分散させて組成物とした後、前記組成物を粉砕、分級することにより得られるトナー母体、（２）結着樹脂原料である重合性単量体中に着色剤、帯電制御剤、離型剤等を溶解あるいは懸濁させ、重合開始剤を添加後、分散安定剤を含有する水系分散媒体中に分散させ、所定温度まで加温して懸濁重合を開始し、重合終了後に濾過、洗浄、脱水及び乾燥することにより得られるトナー母体、（３）乳化重合により得た極性基を含有する結着樹脂の一次粒子を、着色剤並びに帯電制御剤を添加することで凝集させ二次粒子とし、更に結着樹脂のガラス転移温度より高い温度で攪拌して会合させた粒子を、濾過、乾燥することにより得られるトナー母体、（４）親水性基含有樹脂を結着樹脂とし、それに着色剤等を添加して有機溶媒に溶解させた後、前記樹脂を中和して転相、その後乾燥することにより着色粒子を得る転相乳化法トナー母体等が挙げられ、そのいずれも使用することができる。
本発明は粉砕法トナーを用いて説明を行うが、これに限定される物ではない。また、その後トナー母体表面に必要に応じて外添材を加えてトナーを得ることができる。
【００２６】
（バインダー樹脂）
バインダー樹脂の種類は特に制限されず、フルカラートナーの分野で公知のバインダー樹脂、例えば、ポリエステル系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、スチレン−（メタ）アクリル系共重合体樹脂、エポキシ系樹脂、ＣＯＣ（環状オレフィン樹脂（例えば、ＴＯＰＡＳ−ＣＯＣ（Ｔｉｃｏｎａ社製）））等であってよいが、現像器内での耐ストレス性の観点から、ポリエステル系樹脂を使用することが好ましい。
本発明において好ましく使用されるポリエステル系樹脂としては、多価アルコール成分と多価カルボン酸成分を重縮合させることにより得られたポリエステル樹脂が使用可能である。多価アルコール成分のうち２価アルコール成分としては、例えば、ポリオキシプロピレン（２，２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（３，３）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（６）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシエチレン（２，０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン等のビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物、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、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ等が挙げられる。３価以上のアルコール成分としては、例えば、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、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、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、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等が挙げられる。
【００２７】
また、多価カルボン酸成分のうち２価の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、ｎ−ドデセニルコハク酸、イソドデセニルコハク酸、ｎ−ドデシルコハク酸、イソドデシルコハク酸、ｎ−オクテニルコハク酸、イソオクテニルコハク酸、ｎ−オクチルコハク酸、イソオクチルコハク酸、これらの酸の無水物あるいは低級アルキルエステルが挙げられる。
３価以上のカルボン酸成分としては、例えば、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸（トリメリット酸）、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、ピロメリット酸、エンポール三量体酸、これらの酸の無水物、低級アルキルエステル等が挙げられる。
【００２８】
また、本発明においてはポリエステル系樹脂として、ポリエステル樹脂の原料モノマーと、ビニル系樹脂の原料モノマーと、両方の樹脂の原料モノマーと反応するモノマーとの混合物を用い、同一ボックス中でポリエステル樹脂を得る縮重合反応およびビニル系樹脂を得るラジカル重合反応を並行して行わせて得られた樹脂（以下、単に「ビニル系ポリエステル樹脂」という）も好適に使用可能である。なお、両方の樹脂の原料モノマーと反応するモノマーとは、換言すれば縮重合反応およびラジカル重合反応の両反応に使用し得るモノマーである。即ち縮重合反応し得るカルボキシ基とラジカル重合反応し得るビニル基を有するモノマーであり、例えばフマル酸、マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。
【００２９】
ポリエステル樹脂の原料モノマーとしては上述した多価アルコール成分および多価カルボン酸成分が挙げられる。またビニル系樹脂の原料モノマーとしては、例えば、スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−エチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−クロルスチレン等のスチレンまたはスチレン誘導体；エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のエチレン系不飽和モノオレフィン類；メタクリル酸メチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸ｎ−ペンチル、メタクリル酸イソペンチル、メタクリル酸ネオペンチル、メタクリル酸３−（メチル）ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ノニル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸ウンデシル、メタクリル酸ドデシル等のメタクリル酸アルキルエステル類；アクリル酸メチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、アクリル酸ｎ−ペンチル、アクリル酸イソペンチル、アクリル酸ネオペンチル、アクリル酸３−（メチル）ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、アクリル酸ウンデシル、アクリル酸ドデシル等のアクリル酸アルキルエステル類；アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸；アクリロニトリル、マレイン酸エステル、イタコン酸エステル、塩化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニル、ビニルメチルエチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテルおよびビニルイソブチルエーテル等が挙げられる。ビニル系樹脂の原料モノマーを重合させる際の重合開始剤としては、例えば、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、１，１’−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、２，２’−アゾビス−４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル等のアゾ系またはジアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、イソプロピルパーオキシカーボネート、ラウロイルパーオキサイド等の過酸化物系重合開始剤等が挙げられる。
【００３０】
バインダー樹脂としては上記のような各種ポリエステル系樹脂が好ましく使用されるが、中でも、オイルレス定着用トナーとしての分離性および耐オフセット性をさらに向上させる観点から、以下に示す第１バインダー樹脂および第２バインダー樹脂を使用することがより好ましい。
より好ましい第１バインダー樹脂は、上述した多価アルコール成分と多価カルボン酸成分を重縮合させて得られたポリエステル樹脂、特に多価アルコール成分としてビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物を用い、多価カルボン酸成分としてテレフタル酸およびフマル酸を用いて得られたポリエステル樹脂である。
より好ましい第２バインダー樹脂はビニル系ポリエステル樹脂、特にポリエステル樹脂の原料モノマーとしてビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物、テレフタル酸、トリメリット酸およびコハク酸を用い、ビニル系樹脂の原料モノマーとしてスチレンおよびブチルアクリレートを用い、両反応性モノマーとしてフマル酸を用いて得られたビニル系ポリエステル樹脂である。
本発明においては第１バインダー樹脂の合成時に炭化水素系ワックスが内添されることが好ましい。第１バインダー樹脂に炭化水素系ワックスを予め内添するには、第１バインダー樹脂を合成する際に、第１バインダー樹脂を合成するためのモノマー中に炭化水素系ワックスを添加した状態で第１バインダー樹脂の合成を行えば良い。例えば、第１バインダー樹脂としてのポリエステル系樹脂を構成する酸モノマーおよびアルコールモノマーに炭化水素系ワックスを添加した状態で縮重合反応を行えば良い。第１バインダー樹脂がビニル系ポリエステル樹脂の場合には、ポリエステル樹脂の原料モノマーに炭化水素系ワックスを添加した状態で、当前記モノマーを撹拌および加熱しながら、これにビニル系樹脂の原料モノマーを滴下して重縮合反応およびラジカル重合反応を行えばよい。
【００３１】
（ワックス）
一般に、ワックスの極性が低いほうが定着部材ローラとの離型性に優れている。
本発明に用いられるワックスは、極性の低い炭化水素系ワックスである。
（炭化水素系ワックス）
炭化水素系ワックスとは、炭素原子と水素原子のみからなるワックスであり、エステル基、アルコール基、アミド基などを含まない。具体的な炭化水素系ワックスとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンとプロピレンの共重合体、などのポリオレフィンワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどの石油ワックス、フィッシャートロプシュワックス、などの合成ワックスなどが挙げられる。このうち、本発明において好ましいものは、ポリエチレンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスであり、さらに好ましくはポリエチレンワックス、パラフィンワックスである。
（ワックスの融点）
本発明におけるワックスの融点は、示差走査型熱量計（ＤＳＣ）にて測定される昇温時のワックスの吸熱ピークであり、７０℃〜９０℃の範囲にあることが好ましい。９０℃よりも高いと、定着プロセスにおけるワックスの溶融が不十分になり、定着部材との分離性が確保できなくなる。また７０℃よりも低いと、高温高湿環境においてトナー粒子同士が融着するなど、保存安定性に問題が生じる。低温での定着分離性に余裕を持たせるためには、ワックスの融点は７０℃〜８５℃がより好ましく、さらに好ましくは７０℃〜８０℃の範囲である。
（ワックスの吸熱ピーク）
また、示差走査型熱量計（ＤＳＣ）にて測定される昇温時のワックス吸熱ピークの半値幅は、７℃以下であることが好ましい。本発明におけるワックスの融点は比較的低いため、吸熱ピークがブロード、つまり低温域から溶融するようなワックスは、トナーの保存安定性に悪影響を及ぼす。
（ワックスの含有量）
本発明のトナー中におけるワックスの含有量は、２．５〜６．０質量％、好ましくは３．０〜５．０質量％の範囲にある。ワックスの含有量が２．５質量％以下であると、定着プロセスにおいて溶融トナーと定着部材との間に染み出すワックスの量が不十分であり、溶融トナー−定着部材間の接着力が下がらないため、記録部材が定着部材から離れない。一方、ワックスの含有量が６．０質量％を超過すると、トナー表面に露出するワックス量が増加し、トナー粒子の流動性の悪化により、現像ユニットから感光体、感光体から記録部材への転写効率が低下し、画像品位が著しく低下するだけでなく、トナーの表面のワックスが離脱し、現像部材や感光体の汚染を引き起こすため、好ましくない。
【００３２】
（第１バインダー樹脂と第２バインダー樹脂の含有割合）
トナー粒子中における第１バインダー樹脂（内添ワックス質量を含む）と第２バインダー樹脂の含有割合は質量比で２０／８０〜６０／４０、好ましくは２５／７５〜５５／４５である。第１バインダー樹脂が少なすぎると分離性、耐高温オフセット性が低下して問題となる。第１バインダー樹脂が多すぎると光沢性、耐熱保管性が低下する。
より好ましくは上記のような質量比で使用された第１バインダー樹脂と第２バインダー樹脂からなるバインダー樹脂の軟化点は１００〜１２５℃、特に１０５〜１２５℃である。本発明においてはワックスが内添された第１バインダー樹脂と第２バインダー樹脂からなるバインダー樹脂の軟化点が上記範囲内であればよい。
ワックス内添第１バインダー樹脂の酸価は５〜５０ＫＯＨｍｇ／ｇが好ましく、１０〜４０ＫＯＨｍｇ／ｇであることがさらに好ましい。第２バインダー樹脂の酸価は０〜１０ＫＯＨｍｇ／ｇが好ましく、１〜５ＫＯＨｍｇ／ｇであることがさらに好ましい。特に、ポリエステル系樹脂を用いる場合このような酸価を有する樹脂を用いることによって、各種着色剤等の分散性を向上させるとともに、十分な帯電量を有するトナーとすることができる。
第１バインダー樹脂はテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に不溶な成分を含有していることが、耐高温オフセット性の観点から好ましい。ワックス内添第１バインダー樹脂中でのＴＨＦ不溶成分含有量で０．１〜１５質量％、特に０．２〜１０質量％、さらに０．３〜５質量％が好ましい。
【００３３】
（着色剤）
本発明で使用される着色剤としては、従来からフルカラートナーの着色剤として使用されている公知の顔料及び染料が使用可能である。例えば、カーボンブラック、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、銅フタロシアニン、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１８４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー７４、Ｃ．Ｉ．ソルベント・イエロー１６２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１８５、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３等を挙げることができる。トナー粒子中における着色剤の含有量としては全バインダー樹１００質量部に対し２〜１５質量部の範囲が好ましい。着色剤は、使用される第１バインダー樹脂と第２バインダー樹脂との混合バインダー樹脂中に分散されたマスターバッチの形態で使用されることが分散性の観点から好ましい。マスターバッチの添加量は含有される着色剤の量が上記範囲内となるような量であればよい。マスターバッチ中の着色剤含有率は２０〜４０質量％が好適である。
【００３４】
（荷電制御剤）
本発明のトナーにおいて、従来からフルカラートナーで使用されている公知の荷電制御剤を用いても良い。
例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン０３、４級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、含金属アゾ染料のボントロンＳ−３４、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ−８２、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４、フェノール系縮合物のＥ−８９（以上、オリエント化学工業社製）、４級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（以上、保土谷化学工業社製）、４級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹ  ＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、４級アンモニウム塩のコピーチャージ  ＮＥＧ  ＶＰ２０３６、コピーチャージ  ＮＸ  ＶＰ４３４（以上、ヘキスト社製）、ＬＲＡ−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カーリット社製）、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、４級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂１００質量部に対して、０．１〜１０質量部の範囲で用いられる。好ましくは、０．２〜５質量部の範囲がよい。１０質量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
【００３５】
（外添剤）
本発明では、無機微粒子以外に流動性や現像性を補助するための外添剤として他の無機微粒子が用いることができる。
無機微粒子の具体例としては、例えば酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、酸化チタン、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。
本発明における外添剤総量としては、トナー母体に対して２．０〜５．０質量部であることが好ましい。外添剤総量が上記の範囲より多い場合、カブリ、現像性、定着分離性が悪化する。外添剤総量が上記の範囲より少ない場合、流動性、転写性、耐熱保管性が悪化する。
【００３６】
（製法）
本発明のトナーは、上記炭化水素系ワックスが内添された第１バインダー樹脂、第２バインダー樹脂、および着色剤を従来の方法で混合、混練、粉砕、分級し、所望の粒径を有するトナー粒子（着色樹脂粒子）を得、外添剤と混合することにより得ることができる。
【００３７】
（実施例）
次に、本発明を実施例によってさらに具体的に詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。
【００３８】
（第１バインダー樹脂の作成）
ビニル系モノマーとして、スチレン６００ｇ、アクリル酸ブチル１１０ｇ、アクリル酸３０ｇ及び重合開始剤としてジクミルパーオキサイド３０ｇを滴下ロートに入れた。ポリエステルの単量体のうち、ポリオールとして、ポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン１２３０ｇ、ポリオキシエチレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン２９０ｇ、イソドデセニル無水コハク酸２５０ｇ、テレフタル酸３１０ｇ、無水１，２，４−ベンゼントリカルボン酸１８０ｇ及びエステル化触媒としてジブチル錫オキシド７ｇ、ワックスとしてパラフィンワックス（融点７３．３℃、示差走査型熱量計で測定される昇温時の吸熱ピークの半値幅は４℃）を３４０ｇ（仕込モノマー１００質量部に対して１１．０質量部）、温度計、ステンレス製攪拌機、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した５リットル四つ口フラスコに入れ、マントルヒーター中で窒素雰囲気下に、１６０℃の温度で撹拌しつつ、滴下ロートよりビニル系モノマー樹脂と重合開始剤の混合液を一時間かけて滴下した。１６０℃に保持したまま２時間付加重合反応を熟成させた後、２３０℃に昇温して縮重合反応を行わせた。重合度は、定荷重押出し形細管式レオメータを用いて測定した軟化点により追跡を行い、所望の軟化点に達したときに反応を終了させ、樹脂Ｈ１を得た。樹脂軟化点は１３０℃であった。
【００３９】
（第２バインダー樹脂の作成）
ポリオールとして、ポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン２２１０ｇ、テレフタル酸８５０ｇ、無水１，２，４−ベンゼントリカルボン酸１２０ｇ及びエステル化触媒としてジブチル錫オキシド０．５ｇを、温度計、ステンレス製攪拌機、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した５リットル四つ口フラスコに入れ、マントルヒーター中で窒素雰囲気下２３０℃に昇温して縮重合反応を行わせた。重合度は、定荷重押出し形細管式レオメータを用いて測定した軟化点により追跡を行い、所望の軟化点に達したときに反応を終了させ、樹脂Ｌ１を得た。樹脂軟化点は１１５℃であった。
【００４０】
（トナー粒子の作成）
第１および第２バインダー樹脂からなるバインダー樹脂１００質量部（内添ワックスの質量を含む）に対して、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ５７−１を４質量部含有相当のマスターバッチをヘンシェルミキサーで十分混合した後、２軸押し出し混練機（ＰＣＭ−３０：池貝鉄工社製）を使用して、溶融混練し、得られた混練物を冷却プレスローラーで２ｍｍ厚に圧延し、冷却ベルトで冷却した後、フェザーミルで粗粉砕した。その後、機械式粉砕機（ＫＴＭ：川崎重工業社製）で平均粒径１０〜１２μｍまで粉砕し、さらに、ジェット粉砕機（ＩＤＳ：日本ニューマチックエ業社製）で粗粉分級しながら粉砕した後、微粉分級をロータ型分級機（ティープレックス型分級機タイプ：１００ＡＴＰ：ホソカワミクロン社製）を使用して分級を行い、着色樹脂粒子１を得た。この着色樹脂粒子１の粒子径は７．５μｍであった。
この着色樹脂粒子１１００質量部に対して無機微粒子を所望の量（質量部）添加し、ヘンシェルミキサーで混合処理しマゼンタトナー粒子を得た。
【００４１】
第一バインダーと第二バインダーの比率を表１のように変えて、トナー中のワックス量を変えた実施例・比較例を作製した。
結果を図１３に示す。
【００４２】
【表１】
2008070612.tif 000003
【００４３】
実施例１〜４では、廃トナーを問題なく収納することができた。一方、比較例１及び２では、耐久途中で廃トナー回収ボックスが、廃トナーでいっぱいになった。また、比較例３〜５では、廃トナーによる詰まりが発生した。
【００４４】
オイルレス定着用粉砕トナーのような表面にワックスが多く露出していることで粒子間摩擦力が高いトナーは一般的にストレスを受けることで摩擦力が大きく変化する。特に１成分現像のような高ストレスを加えることで帯電させるシステムにおいては摩擦力の増大傾向は顕著で、このような摩擦力変化の大きいトナーに適した効率の良い廃トナーボックス設計を行うにはトナーの物性と攪拌羽根の条件の組み合わせを考慮する必要がある。一般的には重合トナーのように表面にワックスを露出しないような設計を行う場合が多いがコストが非常に高くなるのがネックとなる。
粒子間摩擦力の大きいトナーの場合、トナーが自重でしまらないため上下方向の揺動により機械的に固める必要がある。さらに攪拌羽根の格子高さを高く、格子間隔を狭くくすることで廃トナーの移動を強力に行う必要がある。この関係はトナーの粒子間摩擦力と強い相関があるため使用するトナーの耐久・環境も含めた粒子間摩擦力に応じた羽根・揺動設計が必要となる。
本発明では、粉体間摩擦力に応じた上下遥動幅と水平遥動幅と搬送手段の高さが規定されているため、上下の運動により粉体を固めながら残りを搬送して効率よく粉体を回収することができる。また、加圧能力と搬送能力を高めた構造であって、特に逆Ｔ形状と三角形状は加圧能力に優れており、斜めの形状は搬送能力に優れている。さらに、斜めの角度が規定されているため、粉体の搬送力がさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明実施例による粉体回収ボックスを廃トナー回収ボックスとして用いる画像形成装置の概要正面図である。
【図２】均一搬送を得るための想定構成図である。
【図３】均一搬送を得るための他の想定構成図である。
【図４】廃トナー回収ボックスの全体斜視図である。
【図５】廃トナー回収ボックスの各搬送部における搬送方向を示す斜視図である。
【図６】攪拌板の往復運動を示す概要断面図である。
【図７】廃トナー回収ボックスにおける全体的な搬送流れを示す斜視図である。
【図８】攪拌板を支持部材により支持した時の往復運動により搬送方向が支持部材を境にして逆転するメカニズムを説明する図である。
【図９】本実施例に用いられる搬送部の要部変形例を示す断面図である。
【図１０】攪拌板によりトナーの高さを均す場合の構成を示す図である。
【図１１】本発明に使用する粉体間摩擦力測定装置の装置構成概要側面図である。
【図１２】円錐ロータの一例を示す概略図である。
【図１３】実施例と比較例の結果を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  給紙カセット
２  給紙ローラ
３  露光ユニット
４  画像形成ユニット
５  画像形成ユニット
６  画像形成ユニット
７  画像形成ユニット
８  中間転写ベルト
９  レジストローラ対
１０  ２次転写ローラ
１１  定着ユニット
１２  排紙ローラ対
１３  クリーニング機構
１４  廃トナー回収ボックス（粉体回収ボックス）
１５  排紙トレイ
１７  トナー攪拌棒
１８  搬送スクリュー
２０  廃トナー入口部
２１  上ケース
２２  下ケース
２３  廃トナー満杯検知ユニット
２４  廃トナー搬送手段
２５  矢印
２６  攪拌板
２７  カム軸
２８  駆動ギア
２９  カム受部
３０  偏心カム
３１  支持片
３２  カップリング
３３Ａ〜３３Ｐ  搬送部
３４  廃トナー満杯検知手段
３５  仕切り板
３６  仕切り板
４０  支持部材
１００Ａ  加圧部材
１１０  円錐ロータ
１１１  トルク値測定用トルクメータ
１１２  ロータ移動用昇降機
１１３  ロータ位置検出用位置検出器
１１４  容器
１１５  容器ロードセル
１１６  試料台
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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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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