(57)【要約】【課題】本発明の課題は、ワックスを含有したトナーにおいても、十分な流動性を示し、画像ムラ、穂跡画像などの異常画像の少ない安定した画像を提供できる現像剤、現像装置及び現像方法を提供することである。【解決手段】ワックスを含有するトナーと、コート膜を備えたキャリアとからなる二成分現像剤であって、コート膜はキャリアの凝集を防止する粒子と粒子を結着する結着樹脂とを備え、キャリアの粒子径（Ｄ）と結着樹脂膜厚（ｈ）が１＜Ｄ／ｈ＜１０であり且つ平均粒径を２０乃至６０μｍとした。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワックスを含有するトナーと、コート膜を備えたキャリアとからなる二成分現像剤であって、コート膜はキャリアの凝集を防止する粒子と粒子を結着する結着樹脂とを備え、キャリアの粒子径（Ｄ）と結着樹脂膜厚（ｈ）が１＜Ｄ／ｈ＜１０であり且つ平均粒径が２０乃至６０μｍであることを特徴する現像剤。
【請求項２】
内部に磁石体を有し且つ表面に現像剤を保持しつつ回転する現像剤担持体と、現像剤担持体に担持された現像剤の量を規制する現像剤量規制体とを備え、請求項１記載の現像剤を収納したことを特徴する現像装置。
【請求項３】
請求項１記載の現像剤を用いて現像を行うことを特徴とする現像方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置に用いられる二成分現像剤、現像方法及び現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真法や静電写真法等の画像形成方法において、像担持体上に形成した静電潜像を現像するために、トナーとキャリアとを攪拌混合することで得られる二成分現像剤が用いられている。二成分現像剤に使用されるキャリアは、キャリア表面へのトナーのフィルミング防止や、表面酸化防止、現像剤の寿命の延長、感光体表面の保護などの目的で、通常適当な樹脂材料で被覆等を施すことにより高強度の被覆層を設けている。例えば特定の樹脂材料で被覆されたもの（特開昭５８−１０８５４８号公報）、更にその被覆層に種々の添加剤を添加するもの（特開昭５４−１５５０４８号公報、特開昭５７−４０２６７号公報、特開昭５８−１０８５４９号公報、特開昭５９−１６６９６８号公報、特公平１−１９５８４号公報、特公平３−６２８号公報、特開平６−２０２３８１号公報）、キャリア表面に添加剤を付着させたものを用いるもの（特開平５−２７３７８９号公報）、コート膜厚よりも大きい導電性粒子をコート膜に含有させたものを用いるもの（特開平９−１６０３０４号公報）などが開示されている。
【０００３】
特開２００１−１８８３８８号公報では、少なくとも結着樹脂と粒子とを有するコート膜を備えたキャリアにおいて、粒子径（Ｄ）と結着樹脂膜（ｈ）との関係が１＜Ｄ／ｈ＜５であるような電子写真用キャリアが提案されている。
【０００４】
一方、定着装置のオイルレス化が進めらており、定着オイルの代わりにトナーにワックスを含有させたものが提案されている。しかし、ワックスを含有したトナーはワックスを含有しないトナーと比較して、流動性が悪く、汲み上げ量にムラが生じて異常画像が発生し易いという問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の特開２００１−１８８３８８号公報に記載されたキャリアと上述したワックス含有トナーとを混合した二成分現像剤を用いた場合、ワックスを含有したトナーの影響で、流動性が悪くなり現像剤を汲み上げる量にムラが生じ、結果として画像ムラや穂跡画像などの異常画像の生じるおそれがあった。
【０００６】
そこで本発明は、ワックスを含有したトナーにおいても、十分な流動性を示し、画像ムラ、穂跡画像などの異常画像の少ない安定した画像を提供できる現像剤、現像装置及び現像方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、ワックスを含有するトナーと、コート膜を備えたキャリアとからなる二成分現像剤であって、コート膜はキャリアの凝集を防止する粒子と粒子を結着する結着樹脂とを備え、キャリアの粒子径（Ｄ）と結着樹脂膜厚（ｈ）が１＜Ｄ／ｈ＜１０であり且つ平均粒径が２０乃至６０μｍであることを特徴する。
【０００８】
この請求項１に記載の発明では、キャリアの粒子径（Ｄ）と結着樹脂膜厚（ｈ）が１＜Ｄ／ｈ＜１０の関係になるような、粒子径（Ｄ）の大きさとすることで、粒子が結着樹脂膜中に埋もれず、結着樹脂膜の表面上で粒子が突出した状態となる。よって、キャリア同士の接触が密になり過ぎず、キャリア同士で適度な空隙を保つことができ、ワックス含有のトナーが空隙の間を動きやすく、流動性が向上するので、汲み上げ量のムラを改善することが可能となる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、内部に磁石体を有し且つ表面に現像剤を保持しつつ回転する現像剤担持体と、現像剤担持体に担持された現像剤の量を規制する現像剤量規制体とを備え、請求項１記載の現像剤を収納したことを特徴する。
【００１０】
この請求項２に記載の発明では、現像容器内に収納されている現像剤は攪拌されつつ、トナーとキャリアは互いに逆極性に帯電される。かかる現像剤は、回転駆動される現像剤担持体の周面に供給され、現像剤担持体上に担持される。担持された現像剤は、現像剤量規制体によって量を規制され、規制後の現像剤が像担持体と現像剤担持体との間の現像領域に運ばれ、ここで現像剤中のトナーが、像担持体表面の静電潜像に静電的に移動し、静電潜像がトナー像として可視像化される。
【００１１】
現像剤として請求項１記載の現像剤を使用することで、ワックス含有のトナーは十分な流動性を示し、現像剤担持体に汲み上げられる際に、汲み上げムラが生じ難い。従って、像担持体表面の静電潜像にトナーが担持される際にも、担持ムラが減り、画像ムラなどの異常画像の少ない安定した画像を供給できる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の現像剤を用いて現像を行う現像方法を特徴とする。
【００１３】
この請求項３に記載の発明では、請求項１記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の二成分現像剤を充填した容器を備えた現像装置の断面図を示している。現像装置１は、画像形成装置本体内に装着される現像部３と、現像部３に補給される本発明の二成分現像剤を充填した現像剤収納容器５と、この両者を接続する現像剤供給部７とからなる。
【００１５】
現像部３は、現像剤１１を充填した現像ハウジング９と、現像剤１１を攪拌混合する第１及び第２の攪拌スクリュー１３、１５と、現像ローラ１７とを有し、現像ローラ１７が感光体１９に対向して配置されている。感光体１９は、矢印で示す方向に回転駆動され、その表面に静電潜像が形成される。
【００１６】
現像ハウジング９の上部には、現像剤収納容器５に接続される接続部材２１が設けられており、接続部材２１の上部にはフィルター２３を介してキャップ２５が被せられている。感光体１９の周囲には、図示していない帯電手段、露光手段、転写手段、除電手段、クリーニング手段等、その他の公知のユニットが配置されている。
【００１７】
上述した構成により画像形成が開始されると、第１及び第２の攪拌スクリュー１３、１５が回転し、現像ハウジング９内の現像剤１１が攪拌され、現像剤１１であるトナーとキャリアは互いに逆極性に摩擦帯電される。かかる現像剤１１は、矢印方向に回転駆動される現像ローラ１７の周面に供給され、供給された現像剤１１は現像ローラ１７の周面に担持され、現像ローラ１７の回転によって感光体１９に向けて搬送される。搬送された現像剤１１は、ドクターブレード２７によって量を規制され、規制後の現像剤１１が感光体１９と現像ローラ１７との間の現像領域に運ばれ、ここで現像剤１１中のトナーが、感光体１９表面の静電潜像に静電的に移動し、静電潜像がトナー像として可視像化される。
【００１８】
本実施の形態で使用する現像剤１１について説明する。現像剤１１はトナーとキャリアとからなる二成分現像剤である。トナーは、ワックスを含有したものであり、ポリオレフィン、脂肪酸エステル、高級脂肪酸、高級アルコール、パラフィン系ワックス、カルナバ系ワックス、アミド系ワックス等が望ましい。
【００１９】
キャリアは結着樹脂と粒子を有するコート膜を備えたキャリアであって、平均粒径が２０乃至６０μｍ、粒子径（Ｄ）と結着樹脂膜厚（ｈ）との関係が１＜Ｄ／ｈ＜１０の範囲、好ましくは１＜Ｄ／ｈ＜５の範囲とした。
【００２０】
平均粒径が２０乃至６０μｍの小粒径のキャリアとワックス含有トナーからなる二成分現像剤であって、キャリアの粒子径（Ｄ）と結着樹脂膜厚（ｈ）との関係を上述した範囲とすることで、トナーの流動性の悪化を防止し、その結果、現像剤１１の汲み上げ量のムラを抑えることができる。
【００２１】
これは、粒子径（Ｄ）を所定の大きさとすることで、粒子が結着樹脂膜中に埋まらず、結着樹脂膜の表面上で粒子が突出することで、キャリア同士の接触が密になり過ぎず、適度な空隙を保つことができるからである。従って、ワックス含有トナーが空隙を通過することで、現像剤１１の流動性が向上し、汲み上げ量のムラを改善することができる。
【００２２】
粒子径（Ｄ）と結着樹脂膜厚（ｈ）との関係を１＜Ｄ／ｈ＜１０の範囲、好ましくは１＜Ｄ／ｈ＜５の範囲としたのは、Ｄ／ｈが１以下の場合には、粒子は結着樹脂中に埋もれてしまうため、結着樹脂膜の表面上で粒子が突出し難くなるからである。また、Ｄ／ｈが１０以上の場合には、粒子と結着樹脂との接触面積が少なくなるため、充分な拘束力が得られず、粒子が容易に脱離してしまうからである。
【００２３】
キャリアの結着樹脂膜に含まれる粒子は導電路のような抵抗調節材として用いるのではなく、コート膜樹脂の保護材及び表面形状の調節材として用いている。また、高画質化を達成するためには、キャリアの粒径は６０μｍ未満であることが望ましく、たとえ６０μｍ以上のキャリアを使用した場合では、本発明のキャリアの改善効果は小さいことが考えられる。また、キャリア粒径が２０μｍ未満の場合には、現像剤１１の流動性がかなり悪くなり、ワックスを含有していない通常のトナーを使用した場合であり、かつ、本発明のキャリアを使用した場合でも、流動性は使用可能レベルには達しない。また、キャリア付着（飛散）防止の点からも、２０μｍ以上の大きさのキャリアを使用することが望ましい。キャリアの芯材としては、例えば、フェライト、マグネタイト、鉄、ニッケル等を用いる。
【００２４】
次に、実施例および比較例をあげて本発明をさらに具体的に説明する。
（実施例）
【００２５】
【表１】
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【００２６】
上記の各成分をホモミキサーで１０分間分散して被覆膜形成溶液を調合し、芯材として焼成フェライト粉［Ｆ−３００：平均粒径；３５μｍ（パウダーテック製）］を用い、膜厚０．１５μｍになるように糖衣機（岡田精工製）により塗布し乾燥した。そして電気炉中にて１５０℃で１時間放置して焼成した。冷却後に得られたフェライト系バルク材を目開き１００μｍの篩を用いて解砕してキャリアとした。
【００２７】
尚、結着樹脂膜厚の測定は、透過型電子顕微鏡にてキャリア断面を観察することにより、キャリア表面を覆う被覆膜を観察することができるため、その膜厚の平均値をもって膜厚とした。
（比較例）
【００２８】
【表２】
2004085658.tif 000004
【００２９】
上記の各成分をホモミキサーで１０分間分散して被覆膜形成溶液を調合し、芯材として焼成フェライト粉［Ｆ−３００：平均粒径；３５μｍ（パウダーテック製）］を用い、膜厚が０．１５μｍになるように糖衣機（岡田精工製）により塗布し乾燥させた。そして電気炉中にて１５０℃で１時間放置して焼成し、冷却後に得られたフェライト系バルク材を目開きが１００μｍの篩を用いて解砕し、キャリアを得た。
【００３０】
上記の実施例と比較例で得られたキャリアを用いて、画像ムラを比較する実験を行ったので、その内容を説明する。市販のデジタルフルカラー複写機（（株）リコー製：ｉｍａｇｉｏ　Ｃｏｌｏｒ３１００（商品名））に上記の実施例と比較例で得られたキャリアをセットし、ワックスを含有したブラック単色トナーと混合し、Ａ４サイズの用紙で６０、０００枚のランニング評価を行った。図２は、ランニング評価した際の画像ムラの発生状況を示している。図２において、横軸は作像枚数、縦軸はトナー濃度を示している。図中、実線は実施例のキャリアを使用した場合、破線は比較例のキャリアを使用した場合を示している。図２に示すように、実施例のキャリアを使用した場合及び比較例のキャリアを使用した場合、共に作像枚数の増加に伴うトナー濃度の差はあまり見られなかった。しかし、破線で示す比較例のキャリアを使用した場合に、ＴＣ（トナー濃度）＝７％以上になったとき、丸印で囲んだ部分で画像ムラが発生した。これに対して、実線で示す実施例のキャリアを使用した場合には、ＴＣ＝７％以上になった場合でも画像ムラの発生はなかった。
【００３１】
次に、トナー濃度を変えたときの流動度の変化及び画像ムラの発生状況について図３において説明する。図３において、横軸にＴＣ、縦軸に流動度を示している。ここで、流動度は、流動度測定方法（ＪＩＳ　Ｚ２５０２）により行い、現像剤の流出時間（現像剤５０ｇを直径５ｍｍの穴を有するロートにセットし、穴から自重落下させた流出開始から終了までの時間）の値を流動度とした。流動度が小さい方が、流動性は良いことを示している。図２及び図３の結果により、比較例のキャリアを使用した場合には、ＴＣ（トナー濃度）＝７％以上になった時、汲み上げムラが発生する流動度に達してしまい、その結果、画像ムラが発生した。しかし、実施例のキャリアを使用した場合、ＴＣが上昇しても流動度は比較例のキャリアに比べて低下し難く、汲み上げムラが発生する流動度に達することなく、画像ムラもランニングを通して全く発生しなかった。
【００３２】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、実施例のキャリアで使用したアクリル樹脂溶液等の成分の割合は、適宜変更が可能であり上述したものに限定されるものではない。
【００３３】
ワックスを含有したトナーは単色によるものに限らず、カラートナーであっても良い。
【００３４】
上述の実施形態は本発明の現像剤を電子写真複写機に使用する場合について説明したが、プリンタ、ＦＡＸなどに用いても良い。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明では、粒子が結着樹脂膜中に埋もれず、結着樹脂膜の表面上で粒子が突出した状態となるので、キャリア同士の接触が密になり過ぎず、キャリア同士で適度な空隙を保つことができる。よって、ワックス含有トナーが空隙の間を動きやすく流動性が向上するので、汲み上げ量のムラを改善することが可能となる。
【００３６】
請求項２に記載の発明では、現像剤として請求項１記載の二成分現像剤を使用することで、現像剤は十分な流動性を示し、現像剤担持体に汲み上げられる際に、汲み上げムラが生じ難い。従って、像担持体表面の静電潜像にトナーが担持される際にも、担持ムラが少なく画像ムラなどの異常画像の少ない安定した画像を提供できる。
【００３７】
請求項３に記載の発明では、請求項１記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の二成分現像剤を充填した容器を備えた現像装置の断面図である。
【図２】実施例と比較例とを用い、ランニング評価をした際の画像ムラの発生を示したグラフである。
【図３】実施例と比較例とを用い、トナー濃度を変化させたときの現像剤の流動度と汲み上げムラとの関係を比較したグラフである。
【符号の説明】
１　　　　　　現像装置
１１　　　　　現像剤
１７　　　　　現像剤担持体
２７　　　　　現像剤量規制体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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