(57)【要約】【課題】  フラッシング現象を押さえることができ、現像器に供給されるトナー量を非常に精度よく制御できる画像形成装置を提供することにある。【解決手段】  少なくとも粉体容器と該粉体容器と相対的に回転する粉体搬送手段とを有する粉体搬送装置を具備した画像形成装置であって、  該粉体搬送手段は、該粉体容器の軸略中心に回転中心を有しており、該粉体容器内壁面と該粉体搬送手段との間の空間が、磁界発生手段に拘束された磁性粒子にてシールされており、  該磁性粒子は、飽和磁化σｓが３０．０〜８０．０（Ａｍ２／ｋｇ）であり、該磁界発生手段の残留磁束密度をＡ（ｍＴ）とし、残留磁束密度Ａ（ｍＴ）の磁場における磁性粒子の磁化の強さをσＡ（Ａｍ２／ｋｇ）とした時、Ａ×σＡが３０００〜３５０００（但し、Ａは、５０〜１０００ｍＴの範囲とする）であることを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも粉体容器と該粉体容器と相対的に回転する粉体搬送手段とを有する粉体搬送装置を具備した画像形成装置であって、
該粉体搬送手段は、該粉体容器の軸略中心に回転中心を有しており、
該粉体容器内壁面と該粉体搬送手段との間の空間が、磁界発生手段に拘束された磁性粒子にてシールされており、
該磁性粒子は、飽和磁化σｓが３０．０〜８０．０（Ａｍ２／ｋｇ）であり、該磁界発生手段の残留磁束密度をＡ（ｍＴ）とし、残留磁束密度Ａ（ｍＴ）の磁場における磁性粒子の磁化の強さをσＡ（Ａｍ２／ｋｇ）とした時、Ａ×σＡが３０００〜３５０００（但し、Ａは、５０〜１０００ｍＴの範囲とする）であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
該粉体容器が搬送パイプであり、該粉体搬送手段が搬送スクリューであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
Ａ×σＡが３５００〜３００００（但し、Ａは、５０〜１０００ｍＴの範囲とする）であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
該磁性粒子の５０００／４π（ｋＡ／ｍ）における残留磁化σｒが０．１〜１０．０（Ａｍ２／ｋｇ）であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
該磁性粒子の体積平均粒径が２５〜６０μｍであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
該磁性粒子が少なくとも結着樹脂と磁性粉からなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
該結着樹脂が、フェノール樹脂を含有していることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
該粉体搬送手段にて搬送される粉体が、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含有するトナー粒子と無機微粒子とを有するトナーであって、該トナーの重量平均粒径が３．０〜１０．０μｍであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
該磁性粒子が、あらかじめ粉体搬送装置内の磁界発生手段に拘束されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１０】
複数の現像器が回転しながら移動するように構成された現像器より、該磁性粒子が供給されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
該粉体搬送手段にて搬送される粉体は、ｉ）少なくとも結着樹脂と着色剤とを含有するトナー粒子と無機微粒子とを有するトナーと、ｉｉ）飽和磁化σｓが３０．０〜８０．０（Ａｍ２／ｋｇ）であり、該磁界発生手段の残留磁束密度をＡ（ｍＴ）とし、残留磁束密度Ａ（ｍＴ）の磁場における磁性粒子の磁化の強さをσＡ（Ａｍ２／ｋｇ）とした時、Ａ×σＡが３０００〜３５０００である磁性キャリアとの混合物であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真法、静電記録法などを利用した記録方法に用いられる画像形成装置に関するものである。詳しくは、現像装置へのトナー（もしくはトナーとキャリアの混合物）補給を目的とした粉体搬送装置を具備し、特に高精度の粉体搬送を行うことにより、安定かつ高品質の画像形成が可能な画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真法を用いた機器は従来の複写機に加え、ファックス、プリンターのごとき装置に適用されている。このように機器の裾野が広がるのに伴い、小型化および低コスト、高画質を有しつつ高速化、長寿命化、高安定化、フルカラー化に対する要望が強くなってきている。
【０００３】
中でも、フルカラー電子写真のニーズは、地図やデザイン画、写真等の出力等で出力数が増加しており、色再現に優れ、その細部にいたるまでつぶれたり、途切れたりすることが無く、きわめて微細且つ忠実に再現することが求められている。
【０００４】
フルカラー画像形成装置のほとんどの現像装置には、発色性や混色性の観点から、二成分現像剤が使用されている。周知のように、安定した現像特性を得るためには、この二成分現像剤のトナーとキャリアの混合比（以後Ｔ／Ｃ比と呼ぶ）をある一定値に保持することが重要な要素になっている。現像剤のトナーは、現像時に消費され、現像剤のＴ／Ｃ比は変化する。このため、現像剤濃度制御装置（ＡＴＲ）を使用して、現像装置内の現像剤のＴ／Ｃ比を適時検出し、その変化に応じてトナーの供給を行い、現像剤の混合比を常に一定に制御し、画像の品位を保持する必要がある。
【０００５】
ところで、現像装置に供給されるトナーは、トナーカートリッジから粉体搬送装置たる搬送部を経て補給される構成が非常に多く見られる。また、粉体搬送装置においては、一般的にスパイラルオーガなる搬送スクリューを用いて搬送量を制御する構成が用いられてきた。これは構成の簡略化やスクリュー１回転での搬送量を規定し易く、安価な構成で必要制御量を達成できることが大きな要因として挙げられる（例えば、特許文献１乃至３参照）。
【０００６】
しかしながら、写真のように画像面積の大きい画像から、ワンポイントカラーのような画像面積の小さい画像まで、さまざまな画像比率の画像を高速、かつ安定に出力することを要望されている昨今においては、該トナー搬送スクリュー外壁を形成するトナー搬送パイプと、該トナー搬送スクリュー外径との間に存在するクリアランス部分におけるトナーの動きが活発になってきており、トナーが水の様にすり抜けてしまうことにより、必要以上のトナーが現像装置に供給されてしまうといったフラッシング現象を起こしてしまうことがあった。
【０００７】
とりわけ、安価で小型なフルカラー画像形成装置として好ましく用いられている、いわゆる回転ロータリーを有する、フルカラー画像形成装置においては、ロータリーの回転および停止衝撃に伴ったフラッシング現象が発生することがあった。
【０００８】
このようなフラッシングを防止する手段として、トナー搬送スクリューと搬送パイプとのクリアランスを制御するといった方法も提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００９】
しかしながら、省エネルギーの観点から、トナーの低温定着に対する要望が進んでいる昨今においては、クリアランスがある一定値以下となると、該トナー搬送スクリューの偏芯や、振れなどの機械的特性によって、該搬送パイプとのクリアランスがなくなり、該トナー搬送スクリューと該搬送パイプの間でトナーが摺擦されてしまう為、トナー塊が発生し、画像欠陥を起こすことがあった。
【００１０】
また、搬送スクリューの振れを抑制する、搬送パイプの内径精度を上げる等、生産コストを掛けることで何とかフラッシング現象を防ぐことまでは出来ても、良好な高画質安定性を維持し続ける補給安定精度を達成するには未だ不十分であった。
【００１１】
特に、高速化により単位時間あたりの消費トナー量が増えることで、搬送スクリューが高速回転化する流れにある。そのような状況下において、構造がシンプルであり、常に安定したトナー搬送性能を発揮する、高画質維持安定性の優れたトナー搬送装置を具備した画像形成装置は、未だ見出されていない。
【特許文献１】特開２００１−１３４０５３号公報
【特許文献２】特開平６−１６１２４６号公報
【特許文献３】特開平０６−０８３１９６号公報等
【特許文献４】特開平０５−２２４５３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記の従来技術の問題点を解決することにある。すなわち、本発明の目的は、搬送パイプと搬送スクリューとの間のクリアランスを小さくすることが不要であるという、低量産コスト性と同時に高生産性を有しながら高画質維持安定性に優れた、粉体（トナー）搬送装置を用いた画像形成装置を簡易な構成で実現し提供することにある。
【００１３】
更に本発明の目的は、あらゆる環境においても安定した補給を行うことができ、常に適正な現像剤濃度が得られる画像形成装置を提供することにある。
【００１４】
更に、本発明の目的は、あらゆる環境においても安定した補給を行うことができ、カブリ及び飛散のない良好な画像を、長期に渡り得ることのできる画像形成装置を提供することにある。
【００１５】
更に、本発明の目的は、トナー融着もしくはトナー凝集塊起因の白筋、ポチ等の画像欠陥のない良好な画像を、長期に渡り得ることのできる画像形成装置を提供することにある。
【００１６】
更に、本発明の目的は、高速での画像形成においても安定した画像が得られる画像形成装置を提供することにある。
【００１７】
更に、本発明の目的は、あらゆる画像比率の画像においても安定した濃度が得られる画像形成装置を提供することにある。
【００１８】
更に、本発明の目的は、いわゆる回転ロータリーを有する、フルカラー画像形成装置においても安定した画像が得られる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
即ち、本発明の目的は、少なくとも粉体容器と該粉体容器と相対的に回転する粉体搬送手段とを有する粉体搬送装置を具備した画像形成装置であって、
該粉体搬送手段は、該粉体容器の軸略中心に回転中心を有しており、
該粉体容器内壁面と該粉体搬送手段との間の空間が、磁界発生手段に拘束された磁性粒子にてシールされており、
該磁性粒子は、飽和磁化σｓが３０．０〜８０．０（Ａｍ２／ｋｇ）であり、該磁界発生手段の残留磁束密度をＡ（ｍＴ）とし、残留磁束密度Ａ（ｍＴ）の磁場における磁性粒子の磁化の強さをσＡ（Ａｍ２／ｋｇ）とした時、Ａ×σＡが３０００〜３５０００（但し、Ａは、５０〜１０００ｍＴの範囲とする）であることを特徴とする画像形成装置を提供することにある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、フラッシング現象を押さえることができる上、現像器に供給されるトナー量を非常に精度よく制御することが可能となり、補給性能の向上に伴った高画質で安定性が高いレベルで実現可能な画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を示して、本発明を詳細に説明する。
【００２２】
本発明の画像形成装置は、少なくとも粉体容器と、該粉体容器と相対的に回転する粉体搬送手段とを有し、該粉体搬送手段は、該粉体容器の軸略中心に回転中心を有している粉体搬送装置であり、該粉体容器内壁面と該粉体搬送手段との間における空間を、磁界発生手段に拘束された磁性粒子にてシールしたことを特徴とする粉体搬送装置において、該磁性粒子の、飽和磁化σｓが３０．０〜８０．０（Ａｍ２／ｋｇ）であり、該磁界発生手段の残留磁束密度をＡ（ｍＴ）とし、残留磁束密度Ａ（ｍＴ）の磁場における磁性粒子の磁化の強さをσＡ（Ａｍ２／ｋｇ）とした時、Ａ×σＡが３０００〜３５０００であることが大きな特徴である。
【００２３】
該粉体搬送装置においては、該粉体搬送スクリューを覆って外壁を形成する、該粉体搬送パイプと、該粉体搬送スクリューとの間に存在するクリアランス部分を、マグネットの如き磁界発生手段の磁気拘束力をもって、キャリア粒子の如き磁性粒子により埋めることが可能となるので、被搬送粉体であるトナーの如き粉体がすり抜けること無く搬送できるようになる。その結果、被搬送粉体の流動性向上に伴う液状化現象が仮に発生したとしても、前記磁性粒子にて前記クリアランス部分を抜けるフラッシング現象を防止できる。
【００２４】
本発明によれば、前述の如きフラッシング現象を防止することができるようになるので、現像器内部のＴ／Ｃ比が著しく変化してしまうこともなく、Ｔ／Ｃ比が高い方向へ暴走してしまうことはもちろん、現像容器からのトナーの吹き出し（激しいトナー飛散）等の発生も抑制できる。
【００２５】
また、フラッシング現象を押さえるばかりか、前記現像器に供給されるトナー量を非常に精度よく制御することが可能となり、補給性能の向上に伴った高画質安定性が高いレベルで実現できることも期待できる。
【００２６】
更に、搬送パイプと搬送スクリューとの間のクリアランスを小さくしたり、搬送速度をあげるため搬送スクリューの回転数を高くした場合に起こり得る、トナーが融着することにより搬送スクリューがロックしたり、トナー塊が発生することによって画像レベルを落としてしまったりすることも抑制できる。
【００２７】
本発明の粉体搬送装置を具備した画像形成装置は、以下に述べていくような構成においてもその効果が期待できる。
【００２８】
トナー収容部たるトナーボトル内のトナーを一旦貯蔵する貯蔵部から、像担時体たる感光ドラムなどにトナー像を現像する現像装置へと、トナーを搬送する搬送部に重力上方へと汲み上げる汲み上げ搬送系とする場合が多く見られるようになってきている。このような汲み上げ搬送系に本発明の構成を用いた場合には、搬送効率が低下することもなく、高生産性に対応しつつも、搬送精度も安定して高画質維持特性も大幅に良化できる。
【００２９】
汲み上げ搬送部のトナー搬送パイプ内壁と汲み上げ搬送スクリューとの間にクリアランスをなくすことが可能となる為、この隙間部分においてもトナーを送ることができ、特に該トナー搬送スクリューの回転数を上げていった場合などでも、トナーの搬送効率が低下することなく、搬送安定性にも優れ、搬送精度も向上して高画質安定化につながるためである。
【００３０】
また、前記従来例にて説明した、回転ロータリーを有する多色画像形成装置の該回転ロータリー内部に、前記粉体搬送装置たるトナー搬送部を有する場合においても、その効果が期待できる。
【００３１】
これまで説明を加えて来たとおり、該トナー搬送部のトナー搬送精度は、前記現像器内部のトナー濃度を決定してしまう重要なファクターとなっているが、本発明によれば、画像形成装置の現像装置内におけるＴ／Ｃ比が、これまでより相当安定することが期待される。すなわち、トナー搬送部のトナー搬送パイプ内壁とトナー搬送スクリューとの間にクリアランスをなくした結果、ロータリーの回転および停止衝撃が少なからず起こった場合においても、トナー搬送部のトナー搬送量がコントロールされている量よりも少なくなったり、多くなったりすることがなくなるため、現像器内部のＴ／Ｃ比は安定し、ひいては、現像画像が低濃度画像、もしくは高濃度画像となることを防止できるのである。
【００３２】
さらに、昨今の装置の小型化、低コスト化、高画質化及び高生産性という流れにおいて、特に高生産性を追求した場合、回転ロータリーを有する多色画像形成装置においては、該回転ロータリーの更なる高速回転化、トナー搬送部のトナー補給スクリュー回転数増加を実施する必要がでてくる。そのような状況の中でも、本発明によれば、微少補給制御を精度良く行うことが可能となる。
【００３３】
本発明における粉体搬送装置の概略構成例１及び２を以下に示す。尚、本発明の主旨からして容易に類推される類似構成であれば、本粉体搬送装置構成例１及び２の構成に限定されないことは言うまでもない。
【００３４】
〔粉体搬送装置構成例１〕
本発明における粉体搬送装置構成例１を図１〜４に示す。
【００３５】
図１は粉体搬送装置構成例１において特徴的な構成である、粉体搬送部を示す要部断面構成図である。同図において、１は粉体搬送装置構成例１において特に特徴的である粉体搬送手段たる搬送スクリューを示しており、該搬送スクリュー１は、粉体を搬送する主構成要素のスパイラルオーガ１−２とその周りに巻きつけられたシート状の弾性マグネット１−１（図２参照）から構成され、回転中心軸１−３を略回転中心として回動自在に保持されている。
【００３６】
また図１において、該搬送スクリュー１を回動自在に支持する粉体容器の円筒部たる搬送パイプ２の内部に該搬送スクリュー１が配されているため、該搬送パイプ２内部の被搬送粉体Ｐが、該搬送スクリュー１により搬送されるように構成されている。同図を用いて説明すると、被搬送粉体Ｐは、前記搬送スクリュー１が同図に示された矢印ａ方向に回転することにより、搬送スクリュー１に設けられたスパイラルオーガ１−２の搬送傾斜面１−４に従って、図中矢印ｂ方向に搬送されることとなるのである。
【００３７】
図２は粉体搬送装置構成例１で最も特徴的な搬送スクリュー１のシート状弾性マグネット１−１の貼付構成を説明する要部詳細断面図である。
【００３８】
同図に示すように、粉体搬送装置構成例１においては、搬送スクリュー１は樹脂成型部材から成っており、該シート状弾性マグネット１−１を貼り付ける面を確保する為に、前記スパイラルオーガ１−２の先端部１−５が凹形状をしている。このため、帯状に構成された該シート状マグネット１−１を接着剤等で貼り付ける際に、貼り付け易くかつ接着剤が前記スパイラルオーガ１−２の搬送傾斜面１−４に流れ出るのを防止している。実際に接着剤の漏れ出しが発生した場合には、搬送精度に影響を及ぼしたり、製品ユニットとしての受け入れ品質管理に影響を及ぼしたりするため、避けなければならない。
【００３９】
また、前記シート状弾性マグネット１−１がその一部だけを露出することとなり、同図Ｍに示す磁性粉体が吸着されたときの磁力線が集中し易く、より高い磁力効果を得ることができる効果もある。すなわち、単純にスパイラルオーガ１−２先端部１−５が平坦面になっていて、その平坦面にシート状弾性マグネット１−１を貼り付けた構成と比べ、シート状弾性マグネット部材１−１の必要磁力を低く抑えることが出来たり、前記搬送パイプ２の内壁面と、スパイラルオーガ１−２先端部１−５との間のクリアランスＣ１を狭めたりする必要が無かったりするメリットがある。
【００４０】
図３には、粉体搬送装置構成例１におけるシート状弾性マグネット１−１の磁極配置構成を示す概念図を、図４にはその場合の磁力線Ｇの様子を説明する断面構成図を示した。同図はスクリューの軸線に垂直に切った時の断面を表している。粉体搬送装置構成例１においては、帯状のシート状弾性マグネット１−１の磁極配列を同図に示すような構成とした。
【００４１】
これは、実際の製品に投入する場合の量産性を考慮した場合、帯状に切り出すシート状弾性マグネット１−１の短手方向にＮ極・Ｓ極の磁極配列を設けたり、表面・裏面にＮ極・Ｓ極の磁極配列を設けたりすると、大きなコストアップにつながるためである。
【００４２】
まず、帯状に切り出すシート状弾性マグネット１−１の短手方向にＮ極・Ｓ極の磁極配列を設けた場合、非常に高い切り出し精度が必要となる。なぜなら、そもそものシート状弾性マグネット素材はＮ極・Ｓ極の磁極配置が交互に帯状に並んだ配置となっている。この為、長手方向にＮ極・Ｓ極としたい時には、磁極配列に対して少しでも斜めに切り出してしまった場合にずれが発生してしまう。すると、前記スパイラルオーガ１−１に該シート状弾性マグネット１−１を巻きつけていった場合に、巻きつけ開始は例えばＮ極だったのに、途中でＳ極に変わって、再びＮ極になるなど、粉体搬送精度に多大な影響を及ぼすことになる為、絶対に避けなければならないからである。
【００４３】
また、帯状に切り出すシート状弾性マグネット１−１の表面・裏面にＮ極・Ｓ極の磁極配列を設けた場合においては、薄い領域に２極の磁力が必要となる為、必要磁力を確保することが難しい。
【００４４】
こうして量産性を考慮した場合に驚くほどのコストメリットを生み出すことに成功している。
【００４５】
実際、粉体搬送装置構成例１においては、先に述べたような、前記スパイラルオーガ１−２の先端部１−５に設けられた凹部にシート状弾性マグネット部材１−１を貼り込むことによる効果で、このような磁極配列としても十分な効果が得られることを確認している。
【００４６】
実際、本粉体搬送装置構成例１の場合、前記シート状弾性マグネット１−１の残留磁束密度を１００〜５００ｍＴ、前記クリアランスＣ１を０．５〜１．５ｍｍに設定することで良好な搬送性能を得ることができ、例えば、シート状弾性マグネットの残留磁束密度を２４０ｍＴ、クリアランスＣ１を０．７５ｍｍに設定することができる。
【００４７】
こうして、粉体搬送装置構成例１によれば、磁性粉体Ｍが前記スパイラルオーガ１−２の先端部１−５凹部に設けられたシート状弾性マグネット１−１に吸着される。こうして、前記搬送パイプ２と搬送スクリュー１・スパイラルオーガ先端部１−５との間に発生するクリアランスＣ１を埋めることが出来るので、該クリアランス部Ｃ１の粉体抜けの影響により搬送できなかった被搬送粉体Ｐを搬送することが可能となり、スパイラルオーガ１−２の搬送効率を高めることを可能にしている。
【００４８】
また、搬送精度を高めてかつ搬送効率を高めようとして、該クリアランスＣ１を極限にまで詰める必要もなくなるので、前記搬送スクリュー１の製造交差を厳しく抑える必要もなくなって、コストダウンに貢献しながら、高搬送精度かつ高搬送効率を実現できる。
【００４９】
その上で、更なる搬送精度が必要となった場合でも、もともと粉体搬送装置構成例１では、前記クリアランス部Ｃ１の粉体抜けの影響による搬送精度や搬送効率の低下を防ぐことが出来るので、クリアランスＣ１を詰める場合においても、搬送スクリューの中心軸１−３を金属軸にするなどの対応だけで、従来例とは比べものにならないくらいに搬送精度と搬送効率との両立が可能となる。
【００５０】
また、従来から好ましく用いられてきたメカニカルなシール構成に比べ、摺擦が発生しにくい分、粉体塊の発生もなく、回転駆動系の負荷増大の防止、防音にも効果が確認されている。
【００５１】
〔粉体搬送装置構成例２〕
本発明における粉体搬送装置構成例２を図５及び図６に示す。
【００５２】
粉体搬送装置構成例２においては、先に説明した粉体搬送装置構成例１と異なる部分の説明を強調し、重複する部分についての説明は行わない場合がある。
【００５３】
図５は粉体搬送装置構成例２において特徴的な構成である、粉体搬送部を示す要部断面構成図である。同図において、２１は粉体搬送装置構成例２における粉体搬送手段たる搬送スクリューを示しており、該搬送スクリュー２１は、粉体を搬送する主構成要素のスパイラルオーガ２１−２で構成され、回転中心軸２１−３を略回転中心として回動自在に保持されている。そして、２２は粉体搬送装置構成例２において特に特徴的である、粉体容器の円筒部たる搬送パイプを示しており、該搬送パイプ２２は、その外周壁面にリング状のマグネット部材２１−１ａ及び２１−１ｂが固設されている。リング状マグネット部材２１−１ａ及び２１−１ｂは同図に示されるように、搬送パイプ２２の外側から組み込まれ、２２−６ａや、２２−６ｂに示される突起部まで挿入された後、接着剤で固定するものである。
【００５４】
尚、粉体搬送装置構成例２においては、該リング状のマグネット部材２１−１を２個（２１−１ａ、２１−１ｂ）使用した例を示すが、本発明の主旨からして、リング状マグネット部材２２−１の個数はこれに限定されるものではないことは言うまでもない。
【００５５】
粉体搬送装置構成例１と同様、図５において、該搬送スクリュー２１を回動自在に支持する搬送パイプ２２の内部に該搬送スクリュー２１が配されているため、該搬送パイプ２２内部の被搬送粉体Ｐが、該搬送スクリュー２１により搬送されるように構成されている。同図を用いて説明すると、被搬送粉体Ｐは、前記搬送スクリュー２１が同図に示された矢印ｆ方向に回転することにより、搬送スクリュー２１に設けられたスパイラルオーガ２１−２の搬送傾斜面２１−４に従って、図中矢印ｇ方向に搬送されることとなるのである。
【００５６】
図６は粉体搬送装置構成例２で最も特徴的な搬送パイプ２２のリング状マグネット部材２１−１の着磁状態を説明する要部詳細断面図である。
【００５７】
これら図５，６に示すように、粉体搬送装置構成例２においては、搬送スクリュー２１はいわゆる一般の搬送スクリューから成っており、該リング状マグネット２１−１は前記搬送パイプ２２の外周面に固設されていることが特徴的な点として挙げられる。なお、粉体搬送装置構成例２におけるリング状弾性マグネット部材２２−１の磁極配置は図５中に示されるよう、リングの一旦面がＮ極、他面がＳ極となっている。一般にリング状マグネットはシート状弾性マグネットに比べ若干高価ではあるが、弾性特性を有さない分、磁力は大きく設定できる。このため、粉体搬送装置構成例２に示すように搬送パイプ２２の外周面に設置しても、内部にて十分に効果を発揮できるものである。
【００５８】
またシート状マグネットに比べ、高い磁力を発揮できるので、磁性粉体Ｍにより、搬送パイプ２２の内壁面にしっかりとした磁気カーテンを形成することが可能となるため、粉体搬送装置構成例２に示すように少ない部位の磁気シールで十分な効果を発揮できることが確認されている。
【００５９】
粉体搬送装置構成例２では、搬送パイプ２２への被搬送粉体Ｐの補給口を２３とし、排出口を２４とすると、該補給口２３近傍と該排出口２４近傍の２箇所に前記リング状マグネット部材２１−１ａ及び２１−１ｂを配置することで、高い搬送精度と搬送効率を実現した。
【００６０】
粉体搬送装置構成例２のメリットとしては、前記搬送スクリュー２１のスパイラルオーガ２１−２・先端部２１−５にシート状弾性マグネットを貼っていないので、該搬送スクリュー２１の形状を任意に設定できることと共に、搬送パイプ２２の内周面も通常の搬送パイプ構成と同じと出来て自由度が高い設計が出来ることが挙げられる。
【００６１】
また、前記粉体搬送装置構成例１に示したシート状の弾性マグネットを貼り付ける構成とは異なり、貼り付けの精度に対する要求もなく、接着剤のはみ出し、漏れに対する規格を厳しく設定する必要がないので、組立工程でのコストダウンに大きく貢献するものである。その上、磁性粉体Ｍの穂立ち具合を前記搬送粉体Ｐの搬送方向ｇに対して、垂直に設定することができるので、より高い搬送効果を得ることができ、結果高い搬送精度も実現できる効果もある。
【００６２】
こうして、該磁性粉体Ｍの穂立ち方向を該被搬送粉体Ｐの搬送方向ｇに対して垂直に設定してやることで、前記粉体搬送装置構成例１の場合に比べ、前記搬送パイプ１２の内周面と、前記搬送スクリュー２１との間に発生するクリアランスＣ３を広めに設定できるメリットも確認している。
【００６３】
すなわち、粉体搬送装置構成例１と同様に、前記搬送パイプ２２の内周面と、前記搬送スクリュー２１との間に発生する該クリアランスＣ３の粉体抜けの影響を考慮して、該クリアランスＣ３を極限にまで詰める必要が無かったり、必要以上にリング状マグネット部材２２−１の磁力を高く設定する必要が無かったりするメリットがある。
【００６４】
こうして粉体搬送装置構成例２においては、組立性を考慮した場合の大きなコストメリットを生み出しつつ、高い搬送効率と搬送精度を達成することに成功している。
【００６５】
実際、粉体搬送装置構成例２の場合、前記リング状弾性マグネット２１−１の残留磁束密度を２００〜１０００ｍＴ、前記クリアランスＣ３を０．５〜２．０ｍｍに設定することで良好な搬送性能を得ることができ、例えば、リング状マグネット部材２１−１の残留磁束密度を６５０ｍＴ、クリアランスＣ３を１．０ｍｍに設定することができる。
【００６６】
こうして、粉体搬送装置構成例２によれば、磁性粉体Ｍが前記搬送パイプ２２の外周面に固設された前記リング状マグネット部材２１−１により、該補給パイプ２２内周面の当該箇所に吸着される。こうして、前記搬送パイプ２２と搬送スクリュー２１・スパイラルオーガ先端部２１−５との間に発生するクリアランスＣ３を埋めることが出来るので、粉体搬送装置構成例１と同等の効果が得られる。つまり、該クリアランス部Ｃ３の粉体抜けの影響により搬送できなかった被搬送粉体Ｐを搬送することが可能となり、スパイラルオーガ２１−２の搬送効率を高めることを可能にしている。
【００６７】
また、搬送精度を高めてかつ搬送効率を高めようとして、該クリアランスＣ３を極限にまで詰める必要もなくなるので、前記搬送スクリュー２１の振れを厳しく抑える必要もなくなって、コストダウンに貢献しながら、高搬送精度かつ高搬送効率を実現できる。
【００６８】
その上で、更なる搬送精度が必要となった場合でも、もともと粉体搬送装置構成例２でも、前記クリアランスＣ３部の粉体抜けの影響による搬送精度や搬送効率の低下を防ぐことが出来るので、クリアランスＣ３を詰める場合においても、搬送スクリューの中心軸２１−３を金属軸にするなどの対応だけで、従来例とは比べものにならないくらいに搬送精度と搬送効率との両立が可能となる。
【００６９】
次に、本発明における粉体搬送装置を現像器へのトナー補給を目的としたトナー搬送装置として具備した画像形成装置例１を以下に説明する。
【００７０】
尚、ここでは、現像器への補給用トナーの搬送装置に用いた例を挙げていくが、これを廃現像剤等の粉体搬送部に用いても効果として全く同じであることは言うまでもない。
【００７１】
また、本発明の画像形成装置における画像形成方法においては、静電潜像担持体上に形成される可視の色現像画像を直接転写材に転写する方法や、中間転写体上に転写、担持し、すべての色現像画像を該中間転写体上に重ね合わせて転写した後、転写材に一括転写する中間転写方式などいずれの方法でも良い。
【００７２】
更に、本発明の主旨からして容易に類推される類似構成であれば、本画像形成装置例１の構成に限定されないことは言うまでもない。
【００７３】
〔画像形成装置例１〕
本発明における粉体搬送装置を具備した画像形成装置例１を図７に示す。
【００７４】
図７は、回転体たるロータリー現像器を備えた多色画像形成装置（カラー複写機）の一例を示すものである。
【００７５】
本図に示した構成は、画像形成装置例１において最も特徴的である粉体搬送装置たる現像剤搬送部を内部に有するロータリー現像器２０１、及びこれを備えた多色画像形成装置本体２００である。
【００７６】
装置本体２００には、原稿載置台２０６、光源２０７、レンズ系２０８、給紙部２０９、画像形成部２０２等を備えている。給紙部２０９は、転写材を収容して装置本体２００に着脱自在なカセット２１０、２１１及び手差しカセット２１２を有し、このカセット２１０、２１１及び手差しカセット２１２から転写材が供給される。画像形成部２０２には、単独に構成されたブラック現像器２０３、円筒状の感光ドラム２１３、１次帯電器２１４、トナーカートリッジ６と一体となった他の３色のカラー現像器２１５を内蔵したロータリー現像器２０１、現像後の画質を調整するポスト帯電器２１６、４色のトナー像を重ねて転写作像した後転写材へ多色画像を転写する無端円環状の転写ベルト２１７、感光ドラム上の残トナーをクリーニングするドラムクリーナ２１８、転写ベルトから転写材へトナー画像を転写する２次転写ローラ２１９、転写ベルト上の残トナーをクリーニングするベルトクリーナ２２０等がそれぞれ配設されている。
【００７７】
尚、図７に示されているように、画像形成装置例１においては、前記画像形成部にはブラック用現像器２０３とロータリー現像器２０１が配されており、該ロータリー現像器２０１にはイエロー用現像器２１５Ｙ，マゼンタ用現像器２１５Ｍ，シアン用現像器２１５Ｃの３色の色現像器を有している構成である。本発明の主旨からしてロータリーに搭載される現像器の数は、これに限定されるものでないことは言うまでもない。
【００７８】
画像形成部の上流側には転写材の姿勢位置精度を高め、転写ベルト上のトナー像に合わせて転写材をタイミングよく送り出すレジストローラ２２１、下流側にはトナー像が転写された転写材Ｓを搬送する転写搬送装置２２２、転写材Ｓ上の未定着画像を定着する定着装置２０４、画像が定着された転写材Ｓを多色画像形成装置外に排出する排出ローラ２０５等が配設されている。
【００７９】
この多色画像形成装置の動作を説明する。
【００８０】
装置本体側２００に設けられている図示しない制御装置から給紙信号が出力されると、カセット２１０、２１１または手差しカセット２１２から転写材Ｓが供給される。一方、光源２０７−１から原稿載置台２０６に載置されている原稿Ｄに当てられて反射した光は、一旦ＣＣＤユニット２０７−２により読み取られた後、電気信号に変換されレーザースキャナーユニット２０８からのレーザー光に置き換えられて感光ドラム２１３上に照射される。感光ドラム２１３は、あらかじめ一次帯電器２１４により帯電されており、光が照射されることにより静電潜像が形成され、次いでブラック現像器２０３により、黒色のトナー像が形成される。
【００８１】
感光ドラム上に形成されたトナー像はポスト帯電器２１６によって電位が調整され、やがて転写位置で転写ベルト２１７上に転写される。転写されたトナー像がカラーモードの場合には、次のトナー像が形成転写されるよう転写ベルト２１７を更に１回転する。この間ロータリー現像器２０１は、まず最初のトナー像を形成する準備を始めるため、指定カラーの現像器を感光ドラム２１３に対向するよう矢印Ａ方向に回転し、次の静電潜像を現像する準備をする。こうしてフルカラーモードでは所定画像数のトナー画像が転写され終わるまで、静電潜像形成・現像・転写を繰り返す。
【００８２】
ところで、給紙部２０９から給送された転写材Ｓはレジストローラ２２１で斜行が補正され、さらにタイミングが合わされて画像形成部２０２へ送られる。そして、２次転写ローラ２１９によりトナー像が転写され、分離された転写材Ｓは、搬送装置２２２により定着装置２０４に搬送されて、定着装置２０４の熱と圧力により転写材Ｓに未定着転写画像が永久定着される。画像が定着された転写材Ｓは排出ローラ２０５により装置本体２００から排出される。
【００８３】
このようにして、給紙部２０９から給送された転写材Ｓは画像が形成されて排出される。
【００８４】
尚、白黒の画像形成をおこなう場合は、黒のトナーを収容するブラック用現像器２０３により感光ドラム２１３上に形成されたトナー像は、転写ベルト２１７上に一次転写された後、すぐに記録紙Ｓ上に二次転写され、転写ベルト２１７から剥離された記録紙Ｓは搬送装置２２２により搬送され、定着装置２０４によって加圧／加熱され、永久画像となる。この方式による単色画像形成はフルカラー画像形成に比べ４倍程度画像生産性が高い。
【００８５】
次に、画像形成装置例１において特徴的な部分である、粉体搬送装置たる現像剤搬送部部６１を有するロータリー現像器２０１の構成について図８を用いて詳しく説明する。同図において、６２はロータリー現像器２０１内部に配置されるトナーボトル、２１５は先述の色現像器であり、本発明第５の実施例においては、イエロー現像器２１５Ｙ、マゼンダ現像器２１５Ｍ，シアン現像器２１５Ｃの３色から構成されている。ここでは色に限定されない場合は代表として２１５と呼ぶこととする。
【００８６】
図９には該色現像器２１５の要部展開上視図を示した。同図に示すように該現像剤搬送部６１一方の端部には、該トナーボトル６２からトナーを受け取る補給口６３を、他方の端部には色現像器２１５にトナーを供給する供給口６４とを備えている。こうして現像剤搬送部６１の補給スクリュー６１−１の回転時間（＝回転量）にて色現像器２１５に供給するトナー補給量を制御する配置構成となっている。
【００８７】
尚、先述のとおり、近年の画像形成装置では高速化が進んでおり、該ロータリー現像器２０１は非常に高速に回転し、多色画像形成装置としてのプロダクティビティーアップに貢献している。しかしながら、高速化を進めて、該ロータリー現像器２０１を高速回転すればするほど、回転起動・停止時の衝撃が大きくなる。一方で近年の画像形成装置では高画質化が進んでおり、現像剤たるトナーの粒径はどんどん小さくなってきている。すると、該ロータリー現像器２０１の回転起動・停止時における、搬送パイプ６１−２内部のトナーの挙動はほぼ液体と同等になる、いわゆる液状化現象が発生して、該搬送パイプ６１−２と補給スクリュー６１−１の外周面とのクリアランスからの粉体抜けの影響により、補給スクリュー６１−１を回転していないにも関わらず、前記色現像器２１５内部に予期せぬトナーが供給されてしまうこととなっていた。
【００８８】
画像形成装置例１において、粉体搬送装置たる現像剤搬送部６１に用いられる粉体搬送装置の構成としては、前記粉体搬送装置例１に示したスパイラルオーガ先端部にシート状弾性マグネットを帯状に裁断して貼り付けた構成、もしくは前記粉体搬送装置例２にて示したリング状のマグネット部材を補給口６３近傍及び、供給口６４近傍に設けた構成のいずれもが好適である。
【００８９】
ここでは一例として、前記粉体搬送装置例１を用いた場合で話を進めていくこととする。
【００９０】
先述のように、近年求められる高画質化に対応した結果、使用されるトナーの粒径はどんどん小さくなる傾向がある。更に色現像器に体して供給されるトナー補給精度も高いものが要求されつつある。このような状況の中で、更には多色画像形成装置の高生産性が求められた場合に、前記ロータリー現像器２０１を高速に回転して、各色の現像開始に備える必要がある。これは、現像を開始する前に十分に現像スリーブ２１５−１を回転させ、該現像スリーブ２１５−１のトナーコート状態を安定させ、かつ撹拌搬送スクリュー２１５−２、２１５−３を十分に回転させて撹拌状態を安定化させておく為である。
【００９１】
しかしながら、このように該ロータリー現像器２０１を高速に回転させた場合においては、先述のようにトナーの液状化現象が発生して、該搬送パイプ６１−２と補給スクリュー６１−１の外周面とのクリアランスからの粉体抜けにより予期せぬトナーが色現像器２１５内部に供給されてしまうこととなる。これでは要求されている補給精度は満足できず、高画質安定化が達成できない。
【００９２】
近年の高画質化が当たり前となっているような状況において、これら現象は現像剤たるトナーの補給精度に影響を及ぼし、画像安定性に対して多大なる影響を及ぼし始めているのである。
【００９３】
このような状況を回避するためにも、本発明の粉体搬送装置構成を該現像剤搬送部６１に用いることは大変効果的であり、特に前記粉体搬送装置例１に示した、スパイラルオーガ先端部にシート状弾性マグネットを帯状に裁断して貼り付けた構成は、画像形成装置例１における画像形成装置に用いると大変に好適である。
【００９４】
こうすることで、搬送スクリュー６１−１のスパイラルオーガの搬送効率は格段に高まり、更には微小な回転補給制御を行った場合でも、ほぼ狙い通り色現像器２１５に対してトナーを供給することが出来るので、前記ロータリー現像器２０１の回転速度を大きく設定でき、高画質化を達成しつつも高速化も可能となる。
【００９５】
また、更なる画像形成装置の高速化を狙った場合には、ロータリー現像器２０１が現像ポジションに停止していられる時間間隔が短くなり、色現像器２１５に対して１回あたりに供給可能な補給時間が制限されてくることになる。このような場合補給スクリュー６１−１の回転数が増大する傾向にあるが、補給スクリュー６１−１の回転数を大きくしても搬送効率が低下することなく、安定したトナー供給能力が発揮でき、更に高画質化につなげることも可能となる。
【００９６】
次に、本発明に用いられる磁性粒子について説明する。
【００９７】
本発明に用いられる磁性粒子は、飽和磁化σｓが３０．０〜８０．０（Ａｍ２／ｋｇ）である。また、マグネットの如き該磁界発生手段の残留磁束密度をＡ（ｍＴ）とし、残留磁束密度Ａ（ｍＴ）の磁場における磁性粒子の磁化の強さをσＡ（Ａｍ２／ｋｇ）とした時、Ａ×σＡが３０００〜３５０００であることが大きな特徴である。
【００９８】
磁性粒子の飽和磁化σｓが３０．０（Ａｍ２／ｋｇ）未満であった場合、マグネットにより得られる磁場をコストとのバランスを考えつつ可能な限り大きく設定したとしても、搬送スクリューにより順次送られてくるトナーの如き被搬送粉体の圧力が、磁性粒子を拘束している磁界に打ち勝ってしまい、拘束されている磁性粒子が剥がれてしまう。その結果、本発明の効果を長期にわたって得ることができなくなってしまう。
【００９９】
磁性粒子の飽和磁化σｓが８０．０（Ａｍ２／ｋｇ）超であった場合、マグネットによって得られる磁場をかなり小さく設定しないと、得られた磁気シール（磁気ブラシ）は、柔軟性の無い固いものになってしまう。その結果、搬送スクリューを回転させるためのトルクが大きくなってしまい、モーターに負担がかかるばかりか、固い磁気ブラシにさえぎられる事により、トナーの如き被搬送粉体の搬送性が低下してしまう。更には、トナーの如き被搬送粉体が該搬送パイプと固い磁気ブラシの間にはさまれ、こすられることにより、トナー塊が発生し、画像レベルを落としてしまうといったことが起こる場合もある。
【０１００】
また、マグネットの磁場を小さく設定すると、搬送パイプ内に及ぼす磁界にムラができてしまうので、磁性粒子剥がれ等の問題を起こしやすくなる。
【０１０１】
また、本発明の磁性粒子は、マグネットの如き磁界発生手段の残留磁束密度Ａ（ｍＴ）によって得られる磁場に従って、適正な磁化の強さσＡ（Ａｍ２／ｋｇ）の範囲が決定される。
【０１０２】
すなわち、Ａ×σＡが３０００〜３５０００の範囲であることが必要である。好ましくは３５００〜３００００である。これは、マグネットの残留磁束密度が小さい場合には、磁性粒子の磁化の強さは、比較的大きいものを選択する必要があり、一方、マグネットの残留磁束密度が大きい場合には、磁性粒子の磁化の強さは比較的小さいものを選択する必要があるということを意味するものである。
【０１０３】
Ａ×σＡが３０００より小さい場合には、搬送スクリューにより順次送られてくるトナーの如き被搬送粉体の圧力が、磁性粒子を拘束している磁界に打ち勝ってしまい、拘束されている磁性粒子が剥がれてしまう。その結果、本発明の効果を長期にわたって得ることができなくなってしまう。
【０１０４】
Ａ×σＡが３５０００より大きい場合には、得られた磁気シール（磁気ブラシ）は、柔軟性の無い固いものになってしまう。その結果、搬送スクリューを回転させるためのトルクが大きくなってしまい、モーターに負担がかかるばかりか、固い磁気ブラシにさえぎられる事により、トナーの如き被搬送粉体の搬送性が低下してしまう。更には、トナーの如き被搬送粉体が該搬送パイプと固い磁気ブラシの間にはさまれ、こすられることにより、トナー塊が発生し画像レベルを落としてしまうといったことが起こる場合もある。
【０１０５】
磁性粒子の磁気特性は、例えば理研電子（株）製の振動磁場型磁気特性自動記録装置ＢＨＶ−３５を用いて測定することができる。この装置を用いる場合の測定条件としては、例えば、飽和磁化σｓを測定する場合には、１００００／４π（ｋＡ／ｍ）の外部磁場を作り、一方で、本発明のコートキャリアを円筒状のプラスチック容器に、キャリア粒子が動かないように十分密になるようにパッキングした状態に収容し、この状態で磁化モーメントを測定し、試料を入れたときの実際の質量を測定して、磁化の強さ（Ａｍ２／ｋｇ）を求める。σＡを測定する場合には、Ａ（ｍＴ）の時にかかる磁場と同等の外部磁場を作って測定すれば良い。例えば、１００（ｍＴ）であれば、１０００／４π（ｋＡ／ｍ）の外部磁場をかければよい。
【０１０６】
さらに、本発明の磁性粒子における残留磁化σｒは、０．１〜１０．０（Ａｍ２／ｋｇ）であることが好ましく、０．１〜７．０（Ａｍ２／ｋｇ）であることがより好ましい。
【０１０７】
σｒが０．１（Ａｍ２／ｋｇ）より小さい場合、磁場による磁界の外に磁性粒子が存在する場合においても磁性粒子単体の流動性が高いものとなってしまう。これは、すなわち、磁気ブラシの先端の粒子等、マグネットの磁気拘束力を受けにくい磁性粒子が、マグネットから剥がされてしまった場合、トナーの如き被搬送粒子とともに搬送パイプと搬送スクリューの間のクリアランスを流されやすくなってしまうということを意味している。
【０１０８】
σｒが１０．０（Ａｍ２／ｋｇ）より大きい場合、逆に磁場による磁界の外に磁性粒子が存在する場合においても、磁性粒子同士がチェーン化し、磁性粒子単体の流動性が低いものとなってしまう。これは、すなわち、磁気ブラシの先端の粒子等、マグネットの磁気拘束力を受けにくい磁性粒子が、マグネットから剥がされてしまった場合、磁性粒子同士の凝集体として存在しやすく、トナーの如き搬送粒子の適正な搬送を阻害してしまいやすくなるということを意味している。
【０１０９】
上記磁化の強さや残留磁化は、使用する磁性材料の種類や配合量、非磁性粒子との併用等によって調整することが可能である。
【０１１０】
本発明に用いられる磁性粒子は、体積平均粒径が２５〜６０μｍであることが好ましく、３０〜５０μｍであることがより好ましい。
【０１１１】
磁性粒子の体積平均粒径が２５μｍ未満であると、得られた磁気ブラシは、密に詰まった状態になりやすく、良好にトナーの如き被搬送粉体を搬送できない場合がある。
【０１１２】
磁性粒子の体積平均粒径が６０μｍを超える場合であると、逆に磁気ブラシの緻密さが損なわれやすくなり、精度の高い粉体搬送を行いにくい場合がある。
【０１１３】
本発明の磁性粒子の体積平均粒径は、例えばレーザー回折式粒度分布計（堀場製作所株式会社製）により測定した、体積基準の５０％平均粒径のことを指す。
【０１１４】
尚、本発明の磁性粒子の体積平均粒径は、磁性粒子の製造条件や、篩いや種々の分級装置による磁性粒子の分級、及び分級品の混合等によって調整することが可能である。
【０１１５】
本発明に用いられる磁性粒子は、上記物性を達成しうるものであれば、材料の構成に特に制限は受けないが、好ましく用いられる例として、磁性粒子を含有したトナー及び磁性キャリアが挙げられる。該搬送パイプと搬送スクリューとのクリアランスを十分にシールできるという点と融着による搬送スクリューのロックやトナー塊が発生することによって画像レベルを落としてしまうといった危険を回避するという点を考慮すると、適度な粒径を持ち、かつ一つ一つの粒子が十分な固さを持った磁性キャリアが特に好ましく用いられる。
【０１１６】
また、磁界発生装置に磁性粒子を供給する方法としては、粉体搬送装置例１及び２に示すようなマグネットにあらかじめ一定量付着させておく方法と、特に画像形成装置例１の場合のように、回転ロータリーを持った画像形成装置の場合に好適に用いられる方法であるが、ロータリー回転中に現像器から戻ってきた現像剤をマグネットで捕捉することによって磁性粒子を得る方法と、補給用二成分現像剤を補給しながら現像を行う（以降オートキャリアリフレッシュ現像方式と呼ぶ）方法を採用することで、自動的に磁性粒子が供給される方法がある。これらは、単独で用いても良いが、複数の方法を組み合わせることで、より確実に磁性粒子を磁界発生手段に拘束しておくということを行うと、より安定した粉体搬送が可能となる。
【０１１７】
次に、磁性粒子として本発明に特に好ましく用いられる、磁性キャリアについて述べる。
【０１１８】
本発明に好ましく用いられる磁性キャリア芯材としては、例えば、表面酸化または未酸化の鉄、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、マンガン、クロム、及び希土類の如き磁性金属、それらの磁性合金、それらの磁性酸化物、それらの磁性フェライトからなるグループから選択される磁性粒子、及び樹脂中に磁性粉が分散された磁性体分散型キャリアが挙げられる。
【０１１９】
本発明に用いられる磁性粒子は、結着樹脂中に少なくとも磁性粉を含む金属化合物粒子を分散して構成されている磁性体分散型キャリアであることが、本発明で必要とされる磁気特性、及び粒径等を効果的に得るために、好ましい。
【０１２０】
特に、重合法により得られる磁性体分散型キャリアは、本発明を効果的に達成するための磁気特性及び粒度分布等を容易に得ることができるばかりか、重合法により得られた磁性体分散型キャリアは、球形度が高く、均一な粒子が均一な磁気特性を持って容易に得られるために、どの個所においても安定した磁気ブラシを高密度にしやすくできるため、精度の高い安定した粉体搬送を可能にする。
【０１２１】
次に磁性粒子として本発明に最も好ましく用いられる、磁性体分散型キャリアについて述べる。
【０１２２】
磁性体分散型樹脂キャリアは、キャリア粒子中における金属化合物粒子の含有量が８０〜９５質量％であることが好ましい。
【０１２３】
磁性体分散型樹脂キャリア粒子中における金属化合物粒子の含有率が８０質量％未満であると、本発明の構成を得るために最適な磁気特性が得られにくくなる。また、９５質量％を超えるとキャリア粒子の強度が低下して、キャリア粒子の割れなどの問題が生じやすくなるため、長期画出し試験においては、安定した粉体搬送ができなくなってしまうことがある。
【０１２４】
金属化合物粒子の含有率は、初期のキャリア粒子の質量（Ｗ１）とｐＨが１以下の強酸で２４時間以上処理した後に残った残渣の質量（Ｗ２）とを測定し、以下の式により求められる。
〔（Ｗ１−Ｗ２）／Ｗ１〕×１００
【０１２５】
磁性体分散型樹脂キャリアのバインダー樹脂としては、熱硬化性樹脂が好ましく、さらには一部又は全部が三次元的に架橋されている樹脂、例えばフェノール樹脂を含有する熱硬化性樹脂であることが好ましい。この樹脂を用いることにより、分散する金属化合物粒子を強固に結着できるため、磁性体分散型樹脂キャリアの強度をアップさせることができ、長期にわたってより安定したトナー搬送を行うことができる。
【０１２６】
また、後述するが、本発明の磁性キャリアは、表面をコート樹脂及び／又はカップリング剤をコートして用いることが好ましいが、バインダー樹脂として熱硬化性樹脂を用いることで、密着性、均一性に優れ、より良好なコートを形成することができる。
【０１２７】
磁性体分散型樹脂キャリアを得る方法としては、特に限定を受けるものではないが、本発明においては、バインダー樹脂となるモノマーと上記金属化合物粒子と溶媒とが均一に分散又は溶解されているような溶液中で、モノマーを重合させることにより粒子を生成する重合法の製造方法、特に、キャリア粒子中に分散する金属化合物粒子に親油化処理を施すことにより、粒度分布のシャープな、微粉のない磁性体分散型樹脂キャリアを得る方法が好適に用いられる。
【０１２８】
磁性体分散型樹脂キャリアのバインダー樹脂に使用されるモノマーとしては、ラジカルの重合性のモノマー重合性モノマーを用いることができる。例えばスチレン；ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−エチルスチレン、ｐ−ターシャリーブチルスチレンの如きスチレン誘導体；アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸２−クロルエチル、アクリル酸フェニルの如きアクリル酸エステル；メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−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ｎ−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノメチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ベンジルの如きメタクリル酸エステル類；２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート；アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド；メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ｎ−ブチルエーテル、イソブチルエーテル、β−クロルエチルビニルエーテル、フェニルビニルエーテルｐ−メチルフェニルエーテル、ｐ−クロルフェニルエーテル、ｐ−ブロムフェニルエーテル、ｐ−ニトロフェニルビニルエーテル、ｐ−メトキシフェニルビニルエーテルの如きビニルエーテル；ブタジエンの如きジエン化合物を挙げることができる。
【０１２９】
これらのモノマーは単独又は混合して使用することができ、好ましい特性が得られるような好適な重合体組成を選択することができる。
【０１３０】
前述したように、磁性体分散型樹脂キャリアのバインダー樹脂は三次元的に架橋されていることが好ましく、このような架橋を形成する架橋剤を用いることが好ましい。架橋剤としては、重合性の二重結合を一分子当たり二個以上有する架橋剤を使用することが好ましい。
【０１３１】
架橋剤としては、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレンの如き芳香族ジビニル化合物；エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、１，３−ブチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、グリセロールアクロキシジメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジビニルアニリン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニルスルフォンが挙げられる。
【０１３２】
これらの架橋剤は、二種類以上を適宜混合して使用しても良い。架橋剤は、重合性混合物にあらかじめ混合しておくこともできるし、必要に応じて適宜重合の途中で添加することもできる。
【０１３３】
磁性体分散型樹脂キャリアに用いられる、その他のバインダー樹脂のモノマーとしては、エポキシ樹脂を出発原料であるビスフェノール類とエピクロルヒドリン；フェノール樹脂の出発原料であるフェノール類とアルデヒド類；尿素樹脂の出発原料である尿素とアルデヒド類、メラミン樹脂の出発原料であるメラミンとアルデヒド類が挙げられる。
【０１３４】
もっとも好ましいバインダー樹脂はフェノール樹脂である。その出発原料としては、フェノール、ｍ−クレゾール、３，５−キシレノール、ｐ−アルキルフェノール、レゾルシル、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノールの如きフェノール化合物、ホルマリン、パラホルムアルデヒド、フルフラールの如きアルデヒド化合物が挙げられる。特にフェノールとホルマリンの組み合わせが好ましい。
【０１３５】
これらのフェノール樹脂又はメラミン樹脂を用いる場合には、硬化触媒として塩基性触媒を用いることができる。塩基性触媒として通常のレゾール樹脂製造に使用される種々のものを用いることができる。具体的にはアンモニア水、ヘキサメチレンテトラミン、ジエチルトリアミン、ポリエチレンイミンの如きアミン類を挙げることができる。
【０１３６】
本発明の磁性体分散型樹脂キャリアに用いる金属化合物粒子としては、例えば磁性を示すＭＯ・Ｆｅ２Ｏ３又はＭＦｅ２Ｏ４の式で表されるマグネタイト又はフェライトが挙げられる。式中、Ｍは３価、２価あるいは１価の金属イオンを示す。
【０１３７】
Ｍとしては、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｂａ、Ｐｂ、Ｌｉ等が挙げられる。
【０１３８】
上記金属化合物粒子には、Ｍが単独の化合物、あるいは複数種のＭを含む化合物を用いることができる。このような金属化合物粒子としては、例えばマグネタイト、Ｚｎ−Ｆｅ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ−Ｆｅ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ−Ｆｅフェライト、Ｍｎ−Ｍｇ−Ｆｅ系フェライト、Ｃａ−Ｍｎ−Ｆｅ系フェライト、Ｃａ−Ｍｇ−Ｆｅ系フェライト、Ｌｉ−Ｆｅ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ−Ｆｅ系フェライトの如き鉄系酸化物が挙げられる。
【０１３９】
金属化合物粒子としては、前述したマグネタイトやフェライト等、強磁性の金属化合物粒子と、これらよりも弱い磁性を示す金属酸化物粒子「以下、単に（金属酸化物粒子）ともいう」とを含むことが好ましい。金属酸化物粒子の磁性については、上記金属化合物粒子よりも弱ければよく、非磁性を含むものである。このような金属酸化物粒子としては、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＣａＯ、ＴｉＯ２、Ｖ２Ｏ５、ＣｒＯ、ＭｎＯ２、α−Ｆｅ２Ｏ３、ＣｏＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＳｒＯ、Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２等が挙げられる。
【０１４０】
また、このように、少なくとも二種の金属化合物粒子を混合して用いる場合には、比重や形状が類似している金属化合物粒子を用いることが、バインダー樹脂との密着性及びキャリア粒子の強度を高めるためにより好ましい。このような組み合わせとしては、例えば、マグネタイトとヘマタイト、マグネタイトとγ−Ｆｅ２Ｏ３、マグネタイトとＳｉＯ２、マグネタイトとＡｌ２Ｏ３、マグネタイトとＴｉＯ２の組み合わせが好ましく用いることができる。中でもマグネタイトとヘマタイトの組み合わせが、特に好ましく用いることができる。
【０１４１】
二種以上の金属化合物粒子を分散した磁性体分散型樹脂キャリアにおいて、含有する金属化合物粒子全体に占める、強磁性を示す金属化合物粒子の含有量は、７０質量％を超え９５質量％未満であることが好ましい。この範囲を外れた場合、キャリア粒子としての好ましい磁気力が得られにくくなる。
【０１４２】
本発明の磁性体分散型樹脂キャリアに含有される金属化合物粒子は、親油化処理されていることが、磁性キャリア粒子の粒度分布をシャープにすること、及び金属化合物粒子のキャリア粒子からの脱離を防止する上で好ましい。特に、好ましく用いられる重合法においてキャリア粒子を製造した場合、モノマーと溶媒が均一になっている液中から重合反応が進むと同時に溶液に不溶化した粒子が生成する。そのときに、上記親油化処理には、金属酸化物が粒子内部で均一に、かつ高密度に取り込まれる作用と粒子同士の凝集を防止し粒度分布をシャープ化する作用があると考えられる。キャリア粒子のシャープな粒度分布は、粉体搬送性を安定化する効果がある。
【０１４３】
さらに、親油化処理を施した金属化合物粒子を用いた場合、フッ化カルシウムの如き懸濁安定剤を用いる必要がなく、懸濁安定剤がキャリア粒子表面に残存することによる帯電性阻害、コート時におけるコート樹脂の不均一性、シリコーン樹脂及び／又はカップリング剤の如き反応性物質をコートした場合における反応阻害を防止することができる。
【０１４４】
親油化処理は、エポキシ基、アミノ基、及びメルカプト基から選ばれた一種又は二種以上の官能基を有する有機化合物や、それらの混合物である親油化処理剤で処理されていることが好ましい。特に、好ましく用いられる重合法によりキャリア粒子を製造した場合、親油性及び疎水性と親水性のバランスが取れた上記のような基を持った処理剤を用いて処理することで、帯電付与性能が安定し、粒子強度の高い高耐久性のキャリア粒子を得ることができる。なかでも、とりわけエポキシ基が好ましく用いられる。
【０１４５】
金属化合物粒子は、１００質量部当たり０．１〜１０質量部（より好ましくは、０．２〜６質量部）の親油化処理剤で処理されていることが金属化合物粒子の親油性及び疎水性を高める上で好ましい。
【０１４６】
アミノ基を持つ親油化処理剤としては、例えばγ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルメトキシジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、エチレンジアミン、エチレントリアミン、スチレン−（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル）チタネート等が挙げられる。
【０１４７】
メルカプト基を有する親油化処理剤としては、例えばメルカプトエタノール、メルカプトプロピオン酸、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【０１４８】
エポキシ基をもつ親油化処理剤としては、例えばγ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）トリメトキシシラン、エピクロルヒドリン、グリシドール、スチレン−（メタ）アクリル酸グリシジル共重合体、等が挙げられる。
【０１４９】
本発明に用いられる磁性キャリア粒子表面は、樹脂及び／又はカップリング剤をコートして用いることが好ましい。このことにより、長期間の使用においても、磁性キャリア粒子表面にトナーの如き搬送粉体が強固に付着してしまう、いわゆるトナースペントを防止することができる。その結果、長期にわたって、被搬送粉体の流動性が変わることなく安定した粉体搬送性を達成することができる。
【０１５０】
本発明の磁性キャリアは、上述したように、キャリア粒子表面は、耐スペント性向上の観点から、好ましく、コート樹脂及び／又はカップリング剤をコートして用いられるが、被覆する樹脂としては、特に限定を受けるものではない。
【０１５１】
このような表面処理樹脂としては、例えばポリスチレン、スチレン−アクリル共重合体の如きアクリル樹脂、塩化ビニル、酢酸ビニル、ポリフッ化ビニリデン樹脂、フルオロカーボン樹脂、パーフロロカーボン樹脂、溶剤可溶性パーフロロカーボン樹脂ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリドン、石油樹脂、セルロース、セルロース誘導体、ノボラック樹脂、低分子量ポリエチレン、飽和アルキルポリエステル樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、フェノール樹脂、変性フェノール樹脂、マレイン樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、無水マレインとテレフタル酸と多価アルコールとの重縮合によって得られる不飽和ポリエステル、尿素樹脂、メラミン樹脂、尿素−メラミン樹脂、キシレン樹脂、トルエン樹脂、グアナミン樹脂、メラミン−グアナミン樹脂、アセトグアナミン樹脂、グリプタール樹脂、フラン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、フッ素樹脂等を挙げることができる。
【０１５２】
中でもシリコーン樹脂、フッ素樹脂は、コアとの密着性、スペント防止等の観点から、好ましく用いられ、単独で用いることもできるが、被膜強度を高めるために、カップリング剤と併用して用いることが好ましい。
【０１５３】
さらに、前述のカップリング剤は、その一部が、樹脂をコートする前に、コア表面に処理される、いわゆるプライマー剤として用いられることが好ましく、カップリング剤をプライマー剤として使用することにより、その後の樹脂層の形成において、共有結合を伴った、より密着性の高い状態で形成することができる。
【０１５４】
被搬送粉体としては、少なくとも結着樹脂と着色剤と無機微粒子を含有した重量平均粒径が３．０〜１０．０μｍのトナーであることが適度な流動性を得て、安定したトナー搬送を行う上で、好ましい。
【０１５５】
以下、本発明に好ましく用いられるトナー粒子及びトナーの製造、並びに製造に用いられるトナーの材料等について説明するが、容易に類推できる材料、製造方法であれば、特に限定を受けるものではない。また、以下は、非磁性トナーの説明となっているが、磁性トナーであっても同じ効果を期待できることは言うまでもない。
【０１５６】
本発明に用いられるトナーは、トナーの一般的な製造方法である粉砕法、重合法のいずれによって製造することも可能である。
【０１５７】
特に、懸濁重合法・界面重合法・分散重合法等の媒体中で直接トナーを製造する重合法が好ましく用いられる。この重合法において、結着樹脂成分となる重合性単量体および着色剤（更に必要に応じて重合開始剤、架橋剤、荷電制御剤、その他の添加剤等）を均一に溶解または分散させて単量体組成物とした後、この単量体組成物を分散安定剤を含有する連続層（例えば水相）中に適当な撹拌器を用いて分散し同時に重合反応を行わせ、所望の粒径を有するトナーを得るものである。この重合法で得られるトナー（以後、「重合トナー」ともいう）は、個々のトナー粒子形状がほぼ球形に揃っているため、搬送パイプの中で均一かつ適度に詰まりやすい。その結果、長期画出し時においても、補給のばらつきが少なく安定したトナー搬送が可能となるばかりか、画像比率の異なるチャートで画出しを行った場合においても追従性の高い、精度の高いトナー搬送が可能となる。
【０１５８】
本発明に係わるトナー粒子を粉砕法により製造する場合の結着樹脂としては、ポリスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体；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−ビニルナフタリン共重合体、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−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエ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−イソプレン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体；ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルブチラール、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリル樹脂などが単独或いは混合して使用できる。特に、スチレン系共重合体及びポリエステル樹脂が搬送パイプ内での融着やブロッキング防止の観点で好ましい。
【０１５９】
本発明に係るトナーを重合法により製造する場合、結着樹脂成分を構成する重合性単量体としては以下のものが挙げられる。
【０１６０】
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、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−エチルスチレン等のスチレン系単量体；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸２−クロルエチル、アクリル酸フェニル等のアクリル酸エステル類；メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−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ｎ−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル類；その他のアクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等の単量体が挙げられる。これらの単量体は単独または混合して使用し得る。上述の単量体の中でも、スチレンまたはスチレン誘導体を単独で、あるいはほかの単量体と混合して使用することが、搬送パイプ内での融着やブロッキング防止の観点で好ましい。
【０１６１】
本発明においては、トナーがポリエステル樹脂を含有することが好ましい。
【０１６２】
本発明者らの検討によれば、ポリエステル樹脂を添加することによりトナー表面の強度が増し、融着やブロッキングの観点で好ましいばかりか、トナー粒子とともに、無機微粒子等の添加剤を外添して用いた場合、トナー粒子表面の無機微粒子が長期間の耐久によりトナー粒子中に埋没するのを防止する効果が大きくなり、補給パイプ内での流動性変化が少なくなることにより、搬送安定化が図れる。
【０１６３】
前記ポリエステル樹脂は、重量平均分子量（Ｍｗ）が６０００〜１０００００であることが好ましい。Ｍｗ６０００未満の場合には外添剤のトナー粒子中への埋没を防止する効果が小さく、耐久による帯電量低下の防止効果が見られない。一方、Ｍｗが１０００００を超える場合には、トナー粒子中への縮合系樹脂の分散が悪化し、最終的に得られるトナーの粒度分布がブロードになる。
【０１６４】
なお、重合法・粉砕法どちらの場合においても結着樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、４０〜７０℃であることが融着やブロッキングの観点で好ましく、４５〜６５℃の範囲がさらに好ましい。これらは単独、または一般的には出版物ポリマーハンドブック第２版ＩＩＩ−ｐ１３９〜１９２（ＪｏｈｎＷｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ社製）に記載の理論ガラス転移温度（Ｔｇ）が、４０〜７０℃を示すように単量体を適宜混合して用いられる。
【０１６５】
本発明のトナーは、離型剤を含有することが好ましく、離型剤として適正量のワックスを含有させることにより、高解像性と耐オフセット性を両立させつつ搬送パイプ内でのトナー融着やブロッキングを防止することが可能となる。
【０１６６】
本発明のトナーに使用可能なワックスとしては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトローラクタム等の石油系ワックス及びその誘導体、モンタンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシュ法による炭化水素ワックス及びその誘導体、ポリプロピレン、ポリエチレンに代表されるポリオレフィンワックス及びその誘導体、カルナバワックス、キャンデリラワックス等天然ワックス及びその誘導体などで、誘導体には酸化物や、ビニル系モノマーとのブロック共重合物、グラフト変性物を含む。さらには、高級脂肪族アルコール、ステアリン酸、パルミチン酸等の脂肪酸、あるいはその化合物、酸アミドワックス、エステルワックス、ケトン、硬化ヒマシ油及びその誘導体、植物系ワックス、動物性ワックスなども使用できる。
【０１６７】
本発明のトナーにおいて、これらのワックス成分の含有量としては、結着樹脂１００質量部に対して０．５〜２５質量部の範囲が好ましい。
【０１６８】
本発明におけるトナーは、着色力を付与するために着色剤を含有する。本発明に好ましく使用される有機顔料または染料として以下のものが挙げられる。
【０１６９】
これらの着色剤は、単独又は混合しさらには固溶体の状態で用いることができる。本発明に用いられる着色剤は、色相角、彩度、明度、耐光性、ＯＨＰ透明性、トナーへの分散性の観点から選択されるが、特に本発明に関して言えば、トナー粒子の流動性に与える影響をも重要である。
【０１７０】
シアン系着色剤としての有機顔料又は有機染料としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物等が利用できる。具体的には、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー７、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：２、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：４、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６２、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６６等が挙げられる。
【０１７１】
マゼンタ系着色剤としての有機顔料又は有機染料としては、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物が用いられる。具体的には、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド７、Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット１９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド８１：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１６９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１８４、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１８５、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０２、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２０６、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２０、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２２１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４等が挙げられる。
【０１７２】
イエロー系着色剤としての有機顔料又は有機染料としては、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アントラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物に代表される化合物が用いられる。具体的には、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー６２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー８３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１０９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１１０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１１１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２９、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１４７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１６８、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７６、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１９１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１９４等が挙げられる。
【０１７３】
ブラック着色剤としては、カーボンブラック及び上記に示すイエロー／マゼンタ／シアン着色剤を用い、黒色に調色したものが挙げられる。
【０１７４】
前記着色剤の添加量は、結着樹脂１００質量部に対し１〜２０質量部添加して用いられる。
【０１７５】
本発明におけるトナーには、荷電特性を安定化とそれに伴う流動性の安定化を目的として荷電制御剤を配合しても良い。特にトナー粒子を粉砕法にて製造する場合には、荷電制御剤がトナー表面の架橋材としての役割を果たすため、搬送パイプ内での融着、ブロッキングの観点から好ましい。荷電制御剤としては公知のものが利用でき、特に帯電スピードが速く、かつ、一定の帯電量を安定して維持できる荷電制御剤が好ましい。さらに、トナー粒子を重合法により製造する場合には、重合阻害性が低く、水系分散媒体への可溶化物が実質的にない荷電制御剤が特に好ましい。具体的な化合物としては、負帯電性荷電制御剤としてサリチル酸、アルキルサリチル酸、ジアルキルサリチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボン酸等の芳香族カルボン酸の金属化合物、アゾ染料あるいはアゾ顔料の金属塩または金属錯体、スルホン酸又はカルボン酸基を側鎖に持つ高分子型化合物、ホウ素化合物、尿素化合物、ケイ素化合物、カリックスアレーン等が挙げられる。正帯電性荷電制御剤として四級アンモニウム塩、該四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子型化合物、グアニジン化合物、ニグロシン系化合物、イミダゾール化合物等が挙げられる。
【０１７６】
荷電制御剤は樹脂１００質量部に対し０．５〜１０質量部使用することが好ましい。
【０１７７】
本発明におけるトナー粒子を重合法により製造する場合、トナー粒子の製造において使用される重合開始剤としては、重合反応時に半減期０．５〜３０時間であるものを、重合性単量体１００質量部に対し０．５〜２０質量部の割合で用いることが好ましく、トナーに望ましい強度と適当な溶融特性を与えることができる。重合開始剤としては、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、アゾビスイソブチ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、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、クメンヒドロパーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシ２−エチルヘキサノエート等の過酸化物系重合開始剤が挙げられる。
【０１７８】
本発明におけるトナー粒子を重合法により製造する場合、架橋剤を添加しても良く、好ましい添加量としては、重合性単量体組成物の０．００１〜１５質量％である。
【０１７９】
ここで架橋剤としては、主として２個以上の重合可能な二重結合を有する化合物が用いられ、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等のような芳香族ージビニル化合物；例えばエチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、１，３−ブタンジオールジメタクリレート等のような二重結合を２個有するカルボン酸エステル；ジビニルアニリン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニルスルフォン等のジビニル化合物；及び３個以上のビニル基を有する化合物；等が単独もしくは混合物として用いられる。
【０１８０】
本発明におけるトナー粒子を重合法により製造する場合、一般に上述のカラートナー組成物、すなわち重合性単量体中に着色剤、離型剤、可塑剤、荷電制御剤、架橋剤等トナーとして必要な成分及びその他の添加剤を適宜加えて、ホモジナイサー、ボールミル、コロイドミル、超音波分散機等の分散機によって均一に溶解または分散させた重合性単量体系を、分散安定剤を含有する水系媒体中に懸濁する。この時、高速撹拌機もしくは超音波分散機のような高速分散機を使用して一気に所望のトナー粒子のサイズとするほうが、得られるトナー粒子の粒径がシャープになる。重合開始剤添加の時期としては、重合性単量体中に他の添加剤を添加するとき同時に加えても良いし、水系媒体中に懸濁する直前に混合しても良い。また、造粒直後、重合反応を開始する前に重合性単量体あるいは溶媒に溶解した重合開始剤を加えることもできる。
【０１８１】
造粒後は、通常の撹拌機を用いて、粒子状態が維持され且つ粒子の浮遊・沈降が防止される程度の撹拌を行えば良い。
【０１８２】
本発明におけるトナーを重合法により製造する場合には、分散安定剤として公知の界面活性剤や有機・無機分散剤が使用でき、中でも無機分散剤が有害な超微粉を生じ難く、その立体障害性により分散安定性を得ているので反応温度を変化させても安定性が崩れ難く、洗浄も容易でトナーに悪影響を与え難いので、好ましく使用できる。こうした無機分散剤の例としては、燐酸カルシウム、燐酸マグネシウム、燐酸アルミニウム、燐酸亜鉛等の燐酸多価金属塩；炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩；メタ硅酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム等の無機塩；水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、シリカ、ベントナイト、アルミナ等の無機酸化物が挙げられる。
【０１８３】
これらの無機分散剤は、重合性単量体１００質量部に対して、０．２〜２０質量部を単独で使用することが望ましいが、超微粒子を発生し難いもののトナーを微粒化するには不十分であるので、０．００１〜０．１質量部の界面活性剤を併用しても良い。界面活性剤としては、例えばドデシルベンゼン硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム等が挙げられる。
【０１８４】
これら無機分散剤を用いる場合には、そのまま使用しても良いが、より細かい粒子を得るため、水系媒体中にて該無機分散剤粒子を生成させることができる。例えば、燐酸カルシウムの場合、高速撹拌下、燐酸ナトリウム水溶液と塩化カルシウム水溶液とを混合して、水不溶性の燐酸カルシウムを生成させることができ、より均一で細かな分散が可能となる。この時、同時に水溶性の塩化ナトリウム塩が副生するが、水系媒体中に水溶性塩が存在すると、重合性単量体の水への溶解が抑制されて、乳化重合による超微粒トナーが発生し難くなるので、より好都合である。重合反応終期に残存重合性単量体を除去する時には障害となることから、水系媒体を交換するか、イオン交換樹脂で脱塩したほうが良い。無機分散剤は、重合終了後酸あるいはアルカリで溶解して、ほぼ完全に取り除くことができる。
【０１８５】
前記重合工程においては、重合温度は４０℃以上、一般には５０〜９０℃の温度に設定して重合を行うことが好ましい。残存する重合性単量体を消費するために、重合反応終期ならば、反応温度を９０〜１５０℃にまで上げることは可能である。
【０１８６】
重合トナー粒子は重合終了後、公知の方法によって濾過、洗浄、乾燥を行い、無機微粒子等の外添剤を混合し表面に付着させることで、トナーを得ることができる。また、製造工程に分級工程を入れ、粗粉や微粉をカットすることも、本発明の望ましい形態の一つである。
【０１８７】
本発明におけるトナー粒子を粉砕法により製造する場合は、公知の方法が用いられるが、例えば、結着樹脂、離型剤、荷電制御剤、着色剤等のカラートナー粒子として必要な成分及びその他の添加剤等をヘンシェルミキサー、ボールミル等の混合機により十分混合してから加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーの如き熱混練機を用いて溶融混練して樹脂類をお互いに相溶させ、冷却固化、粉砕後、分級、必要に応じて表面処理を行ってトナー粒子を得ることができる。分級及び表面処理の順序はどちらが先でもよい。分級工程においては生産効率上、多分割分級機を用いることが好ましい。
【０１８８】
粉砕工程は、機械衝撃式、ジェット式等の公知の粉砕装置を用いた方法により行うことができる。安定した粉体搬送性が達成できることで好ましく用いられる円形度の高いトナーを得るためには、さらに熱をかけて粉砕したり、あるいは補助的に機械的衝撃を加える処理をしたりすることが好ましい。また、微粉砕（必要に応じて分級）されたトナー粒子を熱水中に分散させる湯浴法、熱気流中を通過させる方法などを用いても良い。
【０１８９】
機械的衝撃力を加える手段としては、例えば、ホソカワミクロン社製のメカノフュージョンシステムや奈良機械製作所製のハイブリダイゼーションシステム等の装置のように、高速回転する羽根により非磁性トナー粒子をケーシングの内側に遠心力により押しつけ、圧縮力、摩擦力等の力によりトナー粒子に機械的衝撃力を加える方法が挙げられる。
【０１９０】
さらにまた、本発明に用いられるトナー粒子は、特公昭５６−１３９４５号公報等に記載のディスク又は多流体ノズルを用い溶融混合物を空気中に霧化し球状のトナー粒子を得る方法や、重合法として懸濁重合法の他にも単量体には可溶で得られる重合体が不溶な水系有機溶剤を用い直接トナー粒子を生成する分散重合方法、又は水溶性極性重合開始剤存在下で直接重合しトナー粒子を生成するソープフリー重合方法に代表される乳化重合方法等を用い、トナー粒子を製造する方法でも製造が可能である。
【０１９１】
本発明においてトナー粒子は、流動性安定化の観点から無機微粒子を含有しており，無機微粒子の一次平均粒径が４〜８０ｎｍであることが好ましい。
【０１９２】
なお、無機微粒子を疎水化処理したものは、高湿環境下においてもトナー粒子の流動性の変化が少なく、安定したトナー搬送を行う上でより好ましい。
【０１９３】
無機微粒子の疎水化処理としては、例えば第一段反応として、シランカップリング剤等によりシリル化反応を行い、シラノール基を化学結合により消失させる方法、シリコーンオイルにより表面に疎水性の薄膜を形成させる方法が適用できる。
【０１９４】
本発明において、無機微粒子の平均一次粒子径は、走査型電子顕微鏡により拡大撮影した非磁性トナーの写真で、更に走査型電子顕微鏡に付属させたＸＭＡ等の元素分析手段によって無機微粒子の含有する元素でマッピングされた非磁性トナーの写真を対照しつつ、非磁性トナー表面に付着或いは遊離して存在している無機微粒子の一次粒子を１００個以上測定し、個数平均径として求めたものである。
【０１９５】
本発明で用いられる無機微粒子としては、シリカ、アルミナ、チタニアなどの微粒子が使用できる。
【０１９６】
例えば、シリカ微粒子としては、ケイ素ハロゲン化物の蒸気相酸化により生成されたいわゆる乾式法又はヒュームドシリカと称される乾式シリカ、及び水ガラス等から製造されるいわゆる湿式シリカの両者が使用可能であるが、表面及びシリカ微粒子の内部にあるシラノール基が少なく、またＮａ２Ｏ，ＳＯ３２−等の製造残滓の少ない乾式シリカの方が好ましい。また乾式シリカにおいては、製造工程において例えば、塩化アルミニウム、塩化チタン等他の金属ハロゲン化合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用いることによって、シリカと他の金属酸化物の複合微粉体を得ることも可能でありそれらも包含する。
【０１９７】
無機微粒子の添加量は、トナー粒子１００質量部に対して０．１〜３．０質量部であることが好ましく、添加量が０．１質量部未満ではその効果が十分ではなく、３．０質量部を超えると無機微粒子の遊離が大きくなり、長期画出しにおいて、流動性の変化が大きくなってしまい、安定したトナー搬送ができなくなってしまう。
【０１９８】
先述したとおり、本発明の画像形成装置においては、オートキャリアリフレッシュ現像方式が好ましく用いられる。この場合、キャリア粒子１質量部に対してトナー粒子を２〜５０質量部の割合で混合した補給用現像剤を用いることが好ましい。長期画出しにおいては、搬送パイプ内の磁性粒子の剥がれを防止することがどうしても困難であり、長期にわたって安定した画像を維持するためには、キャリア粒子を一定量含有させた補給用現像剤を用い、補給されたキャリア粒子に見合う量のキャリアを本体から本体外へ排出する現像方式を用いることで、長期にわたって安定したトナー搬送を行うことが好ましい。
【実施例】
【０１９９】
以下、実施例により本発明の効果を具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【０２００】
＜１＞磁性粒子および磁気シールブラシの製造
＜磁気シールブラシ製造例１＞
・フェノール：３．６質量部
・ホルマリン溶液：５．４質量部
（ホリムアルデヒド約４０％、メタノール約１０％、残りは水）
・γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１．０質量％で親油化処理した球状マグネタイト微粒子：６２．０質量部
（個数平均粒径０．２３μｍ、比抵抗４×１０５Ω・ｃｍ）
・γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１．０質量％で親油化処理したα−Ｆｅ２Ｏ３微粒子：２６．０質量部
（個数平均粒径０．５７μｍ、比抵抗２．２×１０９Ω・ｃｍ）
このスラリーに塩基性触媒としてアンモニア水、及び水をフラスコに入れ、撹拌・混合しながら４０分間で８５℃まで昇温・保持し、３時間反応させ、フェノール樹脂を生成し硬化させた。その後冷却し、水を添加した後上澄み液を除去し、沈殿物を水洗いし、減圧下で乾燥して、フェノール樹脂を結着樹脂としたマグネタイト微粒子含有球状磁性コア粒子を得た。
【０２０１】
得られたキャリアコア粒子に対して、トルエン溶媒を用いて希釈したＮ−メチルアミノプロピルトリメトキシシラン０．３質量％でコア表面の処理を行った。引き続き、置換基が全てメチル基であるストレートシリコーン樹脂０．７質量％及び、Ｎ−メチルアミノプロピルトリメトキシシラン０．０２質量％の混合物をトルエンを溶媒としてコートした。更に、この磁性コートキャリアを１４０℃で焼き付け、１００メッシュの篩で凝集した粗大粒子をカットし、次いで多分割風力分級機で微粉及び粗粉を除去して粒度分布を調整し、磁性粒子Ｎｏ．１を得た。搬送スクリュー上に図２の状態で貼り付けたシート状弾性マグネット（２４０ｍＴ）に、得られた磁性粒子Ｎｏ．１を付着させて磁気ブラシを得た。得られた磁性粒子Ｎｏ．１の物性とマグネットとの物性を磁気シールブラシＮｏ．１の物性として表１に示す。
【０２０２】
＜磁気シールブラシ製造例２、３＞
磁気シールブラシ製造例１における磁性粒子Ｎｏ．１の製造例において、マグネタイトとヘマタイトとの総量は変化させずに、両者の存在量比を９０：１０に変更することを除いては同様にして磁性粒子Ｎｏ．２を得た。得られた磁性粒子Ｎｏ．２を搬送スクリュー上に貼り付けた２４０ｍＴのマグネットに付着させて磁気ブラシを得た。得られた磁性粒子Ｎｏ．２の物性とマグネットの物性を磁気シールブラシＮｏ．２の物性として表１に示す。
【０２０３】
尚、磁気シールブラシＮｏ．３に関しては、磁性粒子Ｎｏ．２を用い、マグネットの物性を５００ｍＴにしたものである。
【０２０４】
＜磁気シールブラシ製造例４＞
磁気シールブラシ製造例１における磁性粒子Ｎｏ．１の製造例において、マグネタイトとヘマタイトとの総量は変化させずに、両者の存在量比を５０：５０に変更することを除いては同様にして磁性粒子Ｎｏ．３を得た。得られた磁性粒子Ｎｏ．３を搬送スクリュー上に貼り付けた１００ｍＴのマグネットに付着させて磁気ブラシを得た。得られた磁性粒子Ｎｏ．３の物性とマグネットの物性を磁気シールブラシＮｏ．４の物性として表１に示す。
【０２０５】
＜磁気シールブラシ製造例５＞
磁気シールブラシ製造例２における磁性粒子Ｎｏ．２の製造例において、球状マグネタイトを八面体マグネタイト（個数平均粒径０．２５μｍ、比抵抗３×１０５Ω・ｃｍ）に変更することを除いては同様にして磁性粒子Ｎｏ．４を得た。得られた磁性粒子Ｎｏ．４を搬送スクリュー上に貼り付けた２４０ｍＴのマグネットに付着させて磁気ブラシを得た。得られた磁性粒子Ｎｏ．４の物性とマグネットの物性を磁気シールブラシＮｏ．５の物性として表１に示す。
【０２０６】
＜磁気シールブラシ製造例６＞
モル比で、Ｆｅ２Ｏ３＝４８モル％、ＣｕＯ＝２８モル％、ＺｎＯ＝２４モル％になる様に秤量し、ボールミルを用いて混合を行った。これを温度１０００℃で仮焼きした後、可焼成物をボールミルにより粉砕を行った。得られた粉末１００質量部ポリメタクリル酸ナトリウム０．５質量部及び水を湿式ボールミルに入れて混合し、スラリーを得た。得られたスラリーを、スプレードライヤーにより造粒を行った。これを温度１３００℃で焼結し、目開き２５０μｍの篩で粗大粒子の除去を行い、ついで風力分級機（エルボウジェットラボＥＪ−Ｌ３、日鉄鉱業社製）で分級して粒度調整を行い、キャリアコア粒子を得た。得られた磁性粒子コア粒子表面を磁気シールブラシ製造例１における磁性粒子Ｎｏ．１の製造例と同様に表面処理を行い、磁性キャリアＮｏ．５を得た。得られた磁性粒子Ｎｏ．５を搬送スクリュー上に貼り付けた２４０ｍＴのマグネットに付着させて磁気ブラシを得た。得られた磁性粒子Ｎｏ．５の物性とマグネットの物性を磁気シールブラシＮｏ．６の物性として表１に示す。
【０２０７】
＜磁気シールブラシ製造例７、８＞
磁気シールブラシ製造例１における磁性粒子Ｎｏ．１の製造例において、多分割風力分級機で微粉及び粗粉を除去して粒度分布を調整する工程で、狙いの粒度分布になるように分級条件を変更することを除いては、同様にして磁性粒子Ｎｏ．６及び７を得た。得られた磁性粒子Ｎｏ．６及び７を搬送スクリュー上に貼り付けた２４０ｍＴのマグネットに付着させて磁気ブラシを得た。得られた磁性粒子Ｎｏ．６及び７の物性とマグネットの物性を磁気シールブラシＮｏ．７及び８の物性として表１に示す。
【０２０８】
＜磁気シールブラシ製造例９＞
Ｆｅ２Ｏ３＝５６．３モル％、ＭｇＯ＝２３．０モル％、ＳｒＯ＝２０．７モル％になる様に秤量し、ボールミルを用いて混合を行った。これを温度１０００℃で仮焼きした後、可焼成物をボールミルにより粉砕を行った。さらにボールミルで湿式粉砕してスラリー化し、バインダーとして、ポリビニルアルコール１．０％、空孔調整剤としてＣａＣＯ３を３％加え、得られたスラリーを、スプレードライヤーにより造粒を行った。これを温度９５０℃で焼結し、目開き２５０μｍの篩で粗大粒子の除去を行い、ついで風力分級機（エルボウジェットラボＥＪ−Ｌ３、日鉄鉱業社製）で分級して粒度調整を行い、磁性コア粒子を得た。得られた磁性粒子コア粒子表面を磁気シールブラシ製造例１における磁性粒子Ｎｏ．１の製造例と同様に表面処理を行い、磁性粒子Ｎｏ．８を得た。得られた磁性粒子Ｎｏ．８を搬送スクリュー上に貼り付けた２４０ｍＴのマグネットに付着させて磁気ブラシを得た。得られた磁性粒子Ｎｏ．８の物性とマグネットの物性を磁気シールブラシＮｏ．９の物性として表１に示す。
【０２０９】
＜磁気シールブラシ製造例１０＞
・テレフタル酸／無水トリメリット酸／プロピレンオキサイド付加ビスフェノールＡの誘導体からなるポリエステル樹脂        １９質量部
・製造例１で使用したマグネタイト                    ８０質量部
・４級アンモニウム塩化合物（Ｒ−５１：オリエント化学社製）    １質量部
上記材料をヘンシェルミキサーにより十分に予備混合し、二軸押出式混練機により溶融混練し、冷却後ハンマーミルを用いて約１〜２ｍｍ程度に粗粉砕し、次いでエアージェット方式による微粉砕機で微粉砕した。さらに得られた微粉砕物を分級した後、０．０２μｍのスチレン／メチルメタクリレート共重合樹脂粒子０．７質量％をハイブリタイザー（奈良機械社製）で乾式コートし、磁性粒子Ｎｏ．９を得た。得られた、磁性粒子Ｎｏ．９を搬送スクリュー上に貼り付けた２４０ｍＴのマグネットに付着させて磁気ブラシを得た。得られた磁性粒子Ｎｏ．９の物性とマグネットの物性を磁気シールブラシＮｏ．１０の物性として表１に示す。
【０２１０】
＜磁気シールブラシ製造例１１＞
ヘマタイトに、酸化マグネシウムをマグネシウム含有量１．３質量％になるよう配合し、次に、バインダー（ポリビニルアルコール）１．５質量％及び分散剤０．５質量％を添加し、スラリー濃度５０質量％になるよう水を加えた。これを、三井鉱山（株）製のアトライターで１時間湿式粉砕混合し、スラリーを作成した。該スラリーをスプレードライヤーで造粒乾燥し、次に電気炉で、窒素雰囲気下、１４６０℃で５時間焼成し、目開き２５０μｍの篩で粗大粒子の除去を行い、ついで風力分級機（エルボウジェットラボＥＪ−Ｌ３、日鉄鉱業社製）で分級して粒度調整を行い、磁性コア粒子を得た。得られた磁性コア粒子表面を磁気シールブラシ製造例１における磁性粒子Ｎｏ．１の製造例と同様に表面処理を行い、磁性粒子Ｎｏ．１０を得た。得られた磁性粒子Ｎｏ．１０を搬送スクリュー上に貼り付けた１００ｍＴのマグネットに付着させて磁気ブラシを得た。得られた磁性粒子Ｎｏ．１０の物性とマグネットの物性を磁気シールブラシＮｏ．１１の物性として表１に示す。
【０２１１】
＜磁気シールブラシ製造例１２＞
Ｌｉ２ＣＯ３  ４３．０ｍｏｌ％、Ｆｅ２Ｏ３  ５７．０ｍｏｌ％になる様に秤量し、ボールミルを用いて混合を行った。これを温度１０００℃で仮焼きした後、可焼成物をボールミルにより粉砕を行った。さらにボールミルで湿式粉砕してスラリー化し、バインダーとして、ポリビニルアルコール１．０％、空孔調整剤としてＣａＣＯ３を３％加え、得られたスラリーを、スプレードライヤーにより造粒を行った。これを温度９５０℃で焼結し、目開き２５０μｍの篩で粗大粒子の除去を行い、ついで風力分級機（エルボウジェットラボＥＪ−Ｌ３、日鉄鉱業社製）で分級して粒度調整を行い、磁性コア粒子を得た。得られた磁性粒子コア粒子表面を磁気シールブラシ製造例１における磁性粒子Ｎｏ．１の製造例と同様に表面処理を行い、磁性粒子Ｎｏ．１１を得た。得られた磁性粒子Ｎｏ．１１を搬送スクリュー上に貼り付けた２４０ｍＴのマグネットに付着させて磁気ブラシを得た。得られた磁性粒子Ｎｏ．１１の物性とマグネットの物性を磁気シールブラシＮｏ．１２の物性として表１に示す。
【０２１２】
＜磁気シールブラシ製造例１３＞
ヘマタイトに、酸化マグネシウムをマグネシウム含有量２．５質量％になるよう配合し、次に、バインダー（ポリビニルアルコール）１．５質量％及び分散剤０．５質量％を添加し、スラリー濃度５０質量％になるよう水を加えた。これを、三井鉱山（株）製のアトライターで１時間湿式粉砕混合し、スラリーを作製した。該スラリーをスプレードライヤーで造粒乾燥し、次に電気炉で、窒素雰囲気下、１４６０℃で５時間焼成し、目開き２５０μｍの篩で粗大粒子の除去を行い、ついで風力分級機（エルボウジェットラボＥＪ−Ｌ３、日鉄鉱業社製）で分級して粒度調整を行い、磁性コア粒子を得た。得られた磁性コア粒子表面を磁気シールブラシ製造例１における磁性粒子Ｎｏ．１の製造例と同様に表面処理を行い、磁性粒子Ｎｏ．１２を得た。得られた磁性粒子Ｎｏ．１２を搬送スクリュー上に貼り付けた５００ｍＴのマグネットに付着させて磁気ブラシを得た。得られた磁性粒子Ｎｏ．１２の物性とマグネットの物性を磁気シールブラシＮｏ．１３の物性として表１に示す。
【０２１３】
＜磁気シールブラシ製造例１４＞
磁気シールブラシ製造例１０の磁性粒子Ｎｏ．９の製造例において、マグネタイト粒子の含有量を４０質量％に減量することを除いては、同様にして磁性粒子Ｎｏ．１３を得た。得られた磁性粒子Ｎｏ．１３を搬送スクリュー上に貼り付けた１００ｍＴのマグネットに付着させて磁気ブラシを得た。得られた磁性粒子Ｎｏ．１３の物性とマグネットの物性を磁気シールブラシＮｏ．１４の物性として表１に示す。
【０２１４】
＜磁気シールブラシ製造例１５＞
磁気シールブラシ製造例１において、搬送パイプ外周壁面に図５の状態で固定されたリング状マグネット（６５０ｍＴ）に、得られた磁性粒子Ｎｏ．１を付着させて磁気ブラシを得たことを除いては、同様にして磁気ブラシを得た。得られた磁性粒子Ｎｏ．１の物性とマグネットとの物性を磁気シールブラシＮｏ．１５の物性として表１に示す。
【０２１５】
＜磁気シールブラシ製造例１６＞
磁気シールブラシ製造例１において、マグネタイトとヘマタイトとの総量は変化させずに、両者の存在量比を３０：７０に変更することを除いては同様にして磁性粒子Ｎｏ．１５を得た。得られた磁性粒子Ｎｏ．１４を搬送スクリュー上に貼り付けた２４０ｍＴのマグネットに付着させて磁気ブラシを得た。得られた磁性粒子Ｎｏ１４の物性とマグネットの物性を磁気シールブラシＮｏ．１６の物性として表１に示す。
【０２１６】
＜２＞トナーの製造
＜トナー製造例１＞
イオン交換水４０５質量部に０．１モル／リットル−Ｎａ３ＰＯ４水溶液２５０質量部を投入し６０℃に加温した後、１．０７モル／リットル−ＣａＣｌ２水溶液４０．０質量部を徐々に添加して燐酸カルシウム塩を含む水系媒体を得た。
【０２１７】
一方、下記処方をアトライター（三井三池化工機（株））を用いて均一に分散混合した。
・スチレン                                                        ８０質量部
・ｎ−ブチルアクリレート                                          ２０質量部
・ジビニルベンゼン                                              ０．２質量部
・飽和ポリエステル樹脂（Ｍｗ＝４１０００）                      ４．０質量部
・負帯電性荷電制御剤（ジターシャリーブチルサリチル酸のＡｌ化合物）  １質量部
・Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３                              ６．０質量部
この単量体組成物を６０℃に加温し、そこにベヘニン酸ベヘニルを主体とするエステルワックス（ＤＳＣにおける昇温測定時の最大吸熱ピーク７２℃）１２質量部を添加混合溶解し、これに重合開始剤２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）［ｔ１／２＝１４０分，６０℃条件下］３質量部を溶解した。
【０２１８】
前記水系媒体中に上記重合性単量体系を投入し、６０．５℃，Ｎ２雰囲気下においてＴＫ式ホモミキサー（特殊機化工業（株））を用いて１０，０００ｒｐｍで１５分間撹拌し、造粒した。その後パドル撹拌翼で撹拌しつつ、６０．５℃で６時間反応させた。その後液温を８０℃とし更に４時間撹拌を続けた。反応終了後、８０℃で更に３時間蒸留を行い、その後、懸濁液を冷却し、塩酸を加えて燐酸カルシウム塩を溶解し、濾過・水洗を行い、湿潤着色粒子を得た。
【０２１９】
次に、上記粒子を４０℃にて１２時間乾燥して着色粒子（トナー粒子）を得た。
【０２２０】
このトナー粒子１００質量部と、シリコーンオイルで処理したＢＥＴ値が１３０ｍ２／ｇであり、一次粒径が１２ｎｍの疎水性シリカ微粒子１．２質量部とをヘンシェルミキサー（三井三池化工機（株））で混合して、トナー（シアントナー）１を得た。尚、得られたトナー１の重量平均粒径は、６．８μｍであった。
【０２２１】
＜トナー製造例２＞
Ｃ．Ｉピグメントブルー１５：３を７．５質量部用いる代わりに、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２を８．０質量部用いたこと以外はトナーの製造例１と同様にして重合性単量体系を調製した。この重合性単量体系を製造例１と同様の水系媒体中に投入し、６２℃，Ｎ２雰囲気下においてＴＫ式ホモミキサー（特殊機化工業（株））を用いて１０，０００ｒｐｍで１５分間撹拌し、造粒した。その後パドル撹拌翼で撹拌しつつ、６２℃で６時間反応させた。その後液温を８０℃とし更に４時間撹拌を続けた。反応終了後、８０℃で更に３時間蒸留を行い、その後、懸濁液を冷却し、塩酸を加えて燐酸カルシウム塩を溶解し、濾過・水洗を行い、湿潤着色粒子を得た。
【０２２２】
次に、上記粒子を４０℃にて１２時間乾燥して着色粒子（トナー粒子）を得た。
【０２２３】
このトナー粒子１００質量部と、ヘキサメチルジシラザンで処理した後にシリコーンオイルで処理したＢＥＴ値が１３０ｍ２／ｇであり、一次粒径が１２ｎｍの疎水性シリカ微粒子１．２質量部とをヘンシェルミキサー（三井三池化工機（株））で混合して、トナー（マゼンタトナー）２を得た。尚、得られたトナー２の重量平均粒径は、６．５μｍであった。
【０２２４】
＜トナー製造例３＞
Ｃ．Ｉピグメントブルー１５：３を７．５質量部用いる代わりにＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１７を８．０質量部用いたこと以外は、トナーの製造例１と同様にして重合性単量体系を調製した。この重合性単量体系を製造例１と同様の水系媒体中に投入し、５８℃，Ｎ２雰囲気下においてＴＫ式ホモミキサー（特殊機化工業（株））を用いて１０，０００ｒｐｍで１５分間撹拌し、造粒した。その後パドル撹拌翼で撹拌しつつ、５８℃で６時間反応させた。その後液温を８０℃とし更に４時間撹拌を続けた。反応終了後、８０℃で更に３時間蒸留を行い、その後、懸濁液を冷却し、塩酸を加えて燐酸カルシウム塩を溶解し、濾過・水洗を行い、湿潤着色粒子を得た。
【０２２５】
次に、上記粒子を４０℃にて１２時間乾燥して着色粒子（トナー粒子）を得た。
【０２２６】
このトナー粒子１００質量部と、ヘキサメチルジシラザンで処理したＢＥＴ値が１２０ｍ２／ｇであり、一次粒径が２０ｎｍの疎水性シリカ微粒子１．２質量部とをヘンシェルミキサー（三井三池化工機（株））で混合して、トナー（イエロートナー）３を得た。尚、得られたトナー３の重量平均粒径は、７．０μｍであった。
【０２２７】
＜トナー製造例４＞
・スチレン／ｎ−ブチルアクリレート共重合体                        ８０質量部
（質量比８５／１５、Ｍｗ＝３３００００）
・飽和ポリエステル樹脂                                          ４．５質量部
（Ｍｗ＝１８０００）
・負荷電性制御剤（ジターシャリーブチルサリチル酸のＡｌ金属化合物）  ３質量部
・Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３                                  ７質量部
・ベヘニン酸ベヘニルを主体とするエステルワックス                    ５質量部
（ＤＳＣにおける昇温測定時の最大吸熱ピーク７２℃）
上記材料をブレンダーにて混合し、１１０℃に加熱した二軸エクストルーダーで溶融混練し、冷却した混練物をハンマーミル（ホソカワミクロン（株）製）で粗粉砕し、次いでエアージェット方式による微粉砕機で微粉砕した。衝突板は衝突する方向に対して９０度となるよう調整した。得られた微粉砕物を風力分級してトナー粒子を得た。
【０２２８】
次に、得られた球形化トナー粒子１００質量部に対して、シリコーンオイルで処理したＢＥＴ値が１３０ｍ２／ｇ、一次粒径が１２ｎｍのシリカ微粒子１．２質量部をヘンシェルミキサー（三井三池化工機（株））で混合して、トナー（シアントナー）４を得た。尚、得られたトナーの重量平均粒径は、６．７μｍであった。
【０２２９】
＜トナー製造例５＞
トナー製造例５において、乾燥後の着色粒子（トナー粒子）を風力分級機（エルボウジェットラボＥＪ−Ｌ３、日鉄鉱業社製）で分級して粒度調整を行うことを除いては、同様にしてトナー５を得た。得られたトナー５の重量平均粒径は、１０．５μｍであった。
【０２３０】
＜トナー製造例６＞
トナー製造例５において、乾燥後の着色粒子（トナー粒子）を風力分級機（エルボウジェットラボＥＪ−Ｌ３、日鉄鉱業社製）で分級して粒度調整を行うことを除いては、同様にしてトナー６を得た。得られたトナー６の重量平均粒径は、２．８μｍであった。
【０２３１】
＜トナー製造例７＞
スチレン−ｎ−ブチルメタクリレート−ジビニルベンゼン共重合体    １００質量部
（質量比７０：２９：１、Ｍｗ＝２８万）
磁性体（ＢＥＴ比表面積７．５ｍ２／ｇ）                          １００質量部
負荷電性制御剤                                                  ０．５質量部
（モノアゾ染料のＦｅ化合物；Ｔ−７７、保土ヶ谷化学工業社製）
フィッシャートロプシュワックス                                      ３質量部
（ＤＳＣピーク温度＝１１０℃；ＦＴ−１００、日本精鑞（株））
上記混合物を、１４０℃に加熱された２軸エクストルーダーで溶融混練し、冷却した混練物をハンマーミルで粗粉砕し、粗粉砕物をジェットミルで微粉砕し、得られた微粉砕粉を風力分級して磁性トナー粒子を得た。
【０２３２】
この磁性トナー粒子１００質量部と、シリコーンオイルで処理したＢＥＴ値が１３０ｍ２／ｇであり、一次粒径が１２ｎｍの疎水性シリカ微粒子１．２質量部とをヘンシェルミキサー（三井三池化工機（株））で混合して、トナー粒子７を得た。尚、得られたトナー７の重量平均粒径は、７．４μｍであった。
【０２３３】
＜３＞画像形成装置
次に、実施例１〜２０及び比較例１〜５において用いられる画像形成装置について説明する。
【０２３４】
実施例１〜２０及び比較例１〜５の画像評価を行う評価機としては、図７の画像形成装置例１に示した装置を用いた。これは、キヤノン製カラー複写機ＣＰ−６６０の改造機することによって得た。現像手段として感光体に対しロータリー型の二成分現像装置を配置したものに改造した。さらに、現像器の公転に伴い、現像剤が徐々に排出するオートキャリアリフレッシュ現像方式ができるように改造した。また、画像形成速度（プロセススピード）は、２２０ｍｍ／ｓｅｃとし、画像形成速度を半速（１１０ｍｍ／ｓｅｃ）におとせるモードを設けた。感光体としては、特に断りの無い限り、ａ−Ｓｉドラムを用いて画像形成できるように改造した。
【０２３５】
該装置において、感光体上に形成された現像像は、中間転写ベルト上に一旦転写され、中間転写ベルトから転写材に転写される。多色画像形成時には、中間転写ベルト上に多層の現像像が形成され、そして該現像像を転写材上に一括転写した。
【０２３６】
（二成分現像装置）
現像スリーブとしてアルミコートスリーブを使用し、現像スリーブとａ−Ｓｉドラム間を４００μｍに設定した。現像に使用する交流バイアスはピークトゥピークの電界強度で１３００Ｖｐｐ、周波数は２０００Ｈｚとした。
【０２３７】
さらに、帯電工程として非接触型のコロナ帯電方式を使用し、印加電圧条件としては交流電界を使用した。
【０２３８】
現像コントラストは２００Ｖに設定した。
【０２３９】
〔実施例１〕
トナーＮｏ．１を８質量部、キャリアとして磁性粒子Ｎｏ．１を９２質量部それぞれ秤量し、Ｖ型混合機で混合し、スタート用現像剤とした。得られた現像剤を図８に記載の３ステーションを有する画像形成装置のうちのトナーの色に対応したステーション（実施例１の場合はシアンステーション）に投入した。そして、常温常湿環境下（２３℃，５０％ＲＨ）にて、補給用現像剤をそれぞれ補給しながら、２２０ｍｍ／ｓｅｃの画像形成速度（プロセススピード）で、スリーブ周速をプロセススピードの１．５倍の速度（３３０ｍｍ／ｓｅｃ）として、フルカラーモードで５０万枚の画出し試験を行った。ここで、補給用現像剤としては、トナーＮｏ．１を１０質量部と磁性粒子Ｎｏ．１を１質量部をそれぞれ秤量し、Ｖ型混合機で混合して得られた、補給用シアン現像剤を用いた。
【０２４０】
尚、画像形成装置としては、粉体搬送装置の搬送スクリューとして、図２の状態でシート状弾性マグネット（２４０ｍＴ）を貼り付けた物をもちい、得られた磁性粒子Ｎｏ．１を予め該搬送スクリューのマグネットに付着させ、磁気ブラシを形成させておいたものをもちいた。（即ち、磁気シールブラシＮｏ．１の構成）。
【０２４１】
画出し試験に用いるサンプル画像としては、画像面積１％、５％、３０％のオリジナル原稿を用意し、５％→３０％→１％の順番で繰り返し、それぞれ１万枚毎に、画像を変えた。そして、初期、１万枚、２万枚、３万枚、５０万枚におけるトナー濃度（Ｔ／Ｃ比）、画像濃度及びカブリに関して、以下の評価方法に基づいて評価したところ、良好な結果が得られた。評価結果を表２及び３に示す。
【０２４２】
（トナー濃度）
トナー濃度は、現像剤担持体上の現像剤を約１ｇサンプリングし、秤量する。その後、１％界面活性剤入り水溶液にてトナーのみを洗い流し、残ったキャリアの重量を秤量してから以下の式にて求めた。
（トナー濃度）＝（洗浄前現像剤重量−洗浄後キャリア重量）／（洗浄前現像剤重量）×１００
【０２４３】
（カブリ）
カブリに関しては、反射濃度計（ｄｅｎｓｉｔｏｍｅｔｅｒ  ＴＣ６ＭＣ：（有）東京電色技術センター）を用いて、白紙の反射濃度、及び複写機の紙の非画像部の反射濃度を測定し、両者の反射濃度の差を白紙の反射濃度を基準として評価した。評価基準は以下の通りとした。
Ａ：０．６％未満
Ｂ：０．６〜１．１％未満
Ｃ：１．１〜１．６％未満
Ｄ：１．６〜２．１％未満
Ｅ：２．１〜４．１％未満
Ｆ：４．１％以上
【０２４４】
（画像濃度）
画像濃度は、ベタ黒画像を複写し、その濃度を、カラー反射濃度計（Ｃｏｌｏｒ  ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  ｄｅｎｓｉｔｏｍｅｔｅｒ  Ｘ−ＲＩＴＥ  ４０４Ａ  ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ  ｂｙ  Ｘ−Ｒｉｔｅ  Ｃｏ．）で測定した。測定は、ベタ画像上の４隅と中央部の５点測定し、平均することによって求めた。
【０２４５】
〔実施例２〜１９及び比較例１〜５〕
実施例２〜１９及び比較例１〜５に関しても、表２に示した磁性粒子（キャリア）、トナー及び磁気シールブラシに変更する以外は、実施例１と同様にして実験を行った。実施例１６は、あらかじめ、磁性粒子を搬送パイプ内のマグネットに付着させておかずに実験を行った。尚、実施例２〜１６、１８及び比較例１〜５における補給用現像剤としては、各例で用いたキャリアとトナーとを実施例１における補給用現像剤と同様の比で混合したものを用いた。また、実施例１７、１９では、補給用現像剤ではなく、トナーのみの補給を行った。また、実施例１９に関しては、感光体をアモルファスシリコン感光体からＯＰＣドラムに変更し、ＯＰＣドラムで画像形成できるように改造した。評価結果を表２及び３に示す。
【０２４６】
〔実施例２０〕
図７に記載の３ステーションを有する画像形成装置のうち、実施例１で使用した現像剤をシアンステーションに、実施例１１で使用した現像剤をマゼンタステーションに、実施例１２で使用した現像剤をイエローステーションに投入し、トナー７をブラックステーションに投入した。各色に対応する補給用現像剤（トナー７に関しては補給用トナー）をそれぞれ補給しながら、実施例１と同様にして画像形成を行ったところ、良好な画像が得られた。
【０２４７】
【表１】
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【０２４８】
【表２】
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【０２４９】
【表３】
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【図面の簡単な説明】
【０２５０】
【図１】粉体搬送装置例１における粉体搬送装置を説明する要部断面構成図である。
【図２】粉体搬送装置例１における粉体搬送パイプと粉体搬送スクリューの構成を説明する要部拡大図である。
【図３】粉体搬送装置例１におけるシート状弾性マグネット磁極配置を説明する要部構成斜視図である。
【図４】粉体搬送装置例１における粉体搬送スクリューの磁力線状態を説明する断面図である。
【図５】粉体搬送装置例２における粉体搬送装置を説明する要部断面構成図である。
【図６】粉体搬送装置例２における粉体搬送パイプと粉体搬送スクリューの構成を説明する要部拡大図である。
【図７】画像形成装置例１における多色画像形成装置を説明する要部構成正視図である。
【図８】画像形成装置例１における回転ロータリーを説明する要部構成断面正視図である。
【図９】画像形成装置例１における粉体搬送装置の搬送機構を説明する要部展開上視図である。
【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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