(57)【要約】【課題】非常に薄い現像剤層を安定して現像スリーブ上に形成することができる現像方法・装置および、これらに用いる流動性の良い現像剤を提供することにより、画像濃度の均一性やドット再現性の良い高画質を安定して形成する。【解決手段】現像剤を現像スリーブ表面に均一に薄層化することにより静電荷像を現像する現像装置において、現像スリーブ４１表面に現像剤層を均一な薄層に形成するドクターローラ４２と、現像域を通過した直後の現像スリーブ４１表面に残留する現像剤をかき乱すための撹乱ローラ４４と、該撹乱ローラ４４の下流側に新たな現像剤を供給するための供給ローラ４３とを設ける。上記現像剤として、所定の流動性を有するものを使用する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも樹脂および顔料からなる粉体の表面に添加剤を付着または固着させてなる静電荷像現像用の現像剤を、現像スリーブの表面上に均一に薄層化したのち静電荷像担持体に接触させて、または非接触で現像する静電荷像現像装置において、
現像域を通過した直後の現像スリーブ表面に残留する現像剤をかき乱すための撹乱手段と、該撹乱手段の下流側に新たな現像剤を供給するための供給手段とを設けたことを特徴とする静電荷像現像装置。
【請求項２】
前記撹乱手段は、現像域を通過した直後の現像スリーブ表面に残留する現像剤をかき乱すために現像剤の流れを作る撹乱ローラであることを特徴とする請求項１に記載の静電荷像現像装置。
【請求項３】
前記撹乱ローラは、現像スリーブ上の現像剤が動く方向に対して逆方向の現像剤の流れを作るために、現像スリーブの回転方向と逆方向に回転することを特徴とする請求項２に記載の静電荷像現像装置。
【請求項４】
前記撹乱ローラの表面に、規則的な凹凸が該撹乱ローラの円周方向に多数、その軸線に沿って形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の静電荷像現像装置。
【請求項５】
前記現像剤の供給手段として供給ローラを設けるとともに、該供給ローラの下流側に、現像剤規制部材としてドクターローラまたはドクターブレードを設け、該現像剤規制部材により前記現像スリーブ表面に均一層厚の現像剤層を形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の静電荷像現像装置。
【請求項６】
少なくとも樹脂および顔料からなる粉体の表面に添加剤を付着または固着させてなる静電荷像現像用の現像剤であって、以下の特性を有することを特徴とする現像剤。
当該現像剤を容器に入れて深さ２０ｍｍの圧密状態の現像剤層を形成し、円錐ロータを回転させながら円錐状頂部側から、侵入速度５ｍｍ/ｍｉｎで前記現像剤層に侵入させたときに、円錐ロータにかかるトルクが１．０ｍＮｍ〜３．５ｍＮｍであるか、または、
当該現像剤を容器に入れて深さ２０ｍｍの圧密状態の現像剤層を形成し、円錐ロータを回転させながら円錐状頂部側から、侵入速度５ｍｍ/ｍｉｎで前記現像剤層に侵入させたときに前記容器にかかる荷重が０．２Ｎ〜０．８Ｎである。
【請求項７】
前記円錐ロータとして、頂部の頂角が２０°〜１５０°であるものを使用したときの前記トルクまたは荷重が前記範囲に入ることを特徴とする請求項６に記載の現像剤。
【請求項８】
前記円錐ロータとして、表面に溝が切ってあるものを使用したときの前記トルクまたは荷重が前記範囲に入ることを特徴とする請求項６に記載の現像剤。
【請求項９】
前記円錐ロータの回転速度を０．１ｒｐｍ〜１０ｒｐｍとしたときの前記トルクまたは荷重が前記範囲に入ることを特徴とする請求項６に記載の現像剤。
【請求項１０】
前記圧密状態の現像剤層の空間率を０．５０〜０．５５としたときの前記トルクまたは荷重が前記範囲に入ることを特徴とする請求項６に記載の現像剤。
【請求項１１】
平均円形度が０．９０〜０．９５であることを特徴とする請求項６〜１０のいずれかに記載の現像剤。
【請求項１２】
体積平均粒径が４μｍ〜８μｍであることを特徴とする請求項６〜１１のいずれかに記載の現像剤。
【請求項１３】
少なくとも樹脂および顔料からなる前記粉体は、電荷制御剤を含んでいることを特徴とする請求項６〜１２のいずれかに記載の現像剤。
【請求項１４】
前記現像剤を構成する前記添加剤は、平均粒径１０ｎｍ〜２００ｎｍの無機微粉体であることを特徴とする請求項６〜１３のいずれかに記載の現像剤。
【請求項１５】
前記現像剤を構成する前記添加剤は、平均粒径１０ｎｍ〜２００ｎｍの電荷制御剤であることを特徴とする請求項６〜１３のいずれかに記載の現像剤。
【請求項１６】
少なくとも樹脂および顔料からなる前記粉体中に、離型剤が含まれていることを特徴とする請求項６〜１５のいずれかに記載の現像剤。
【請求項１７】
前記粉体中に、前記離型剤の分散性を高めるための分散剤が更に含まれていることを特徴とする請求項６〜１６に記載の現像剤。
【請求項１８】
予め樹脂と顔料を混練した組成物を用いて作製したものであることを特徴とする請求項６〜１７のいずれかに記載の現像剤。
【請求項１９】
請求項６〜１８のいずれかに記載の現像剤を充填したことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項２０】
請求項６〜１８のいずれかに記載の現像剤を充填したことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２１】
回転自在の円錐ロータ、回転する円錐ロータにかかるトルクを検出するトルクメータ、円錐ロータの回転によって試料容器にかかる荷重を検出するロードセル、および円錐ロータまたは試料ステージを上下移動させる昇降機を具備し、
静電荷像現像用の現像剤を入れて圧密状態の現像剤層を形成した試料容器を前記試料ステージ上に載せ、前記現像剤層中に円錐ロータを回転させながら侵入させ、円錐ロータにかかるトルクと、容器にかかる荷重とを測定して現像剤の流動性を評価することを特徴とする現像剤評価装置。
【請求項２２】
製造過程にある静電荷像現像用の現像剤を請求項１６に記載の現像剤評価装置で評価し、下記（ａ）および（ｂ）の特性を有するものを合格品と判定することを特徴とする現像剤の製造方法。
（ａ）当該現像剤を試料容器に入れ、深さ２０ｍｍの圧密状態の現像剤層を形成し、円錐ロータを回転させながら円錐状頂部側から、侵入速度５ｍｍ/ｍｉｎで前記現像剤層に侵入させたときに、円錐ロータにかかるトルクが１．０ｍＮｍ〜３．５ｍＮｍである。
（ｂ）当該現像剤を試料容器に入れ、深さ２０ｍｍの圧密状態の現像剤層を形成し、円錐ロータを回転させながら円錐状頂部側から、侵入速度５ｍｍ/ｍｉｎで現像剤層に侵入させたときに前記容器にかかる荷重が０．２Ｎ〜０．８Ｎである。
【請求項２３】
少なくとも樹脂および顔料からなる粉体の表面に添加剤を付着または固着させてなる静電荷像現像用の現像剤を、現像スリーブの表面上に均一に薄層化したのち静電荷像担持体に接触させて、または非接触で現像する静電荷像現像方法において、
現像域を通過した直後の現像スリーブ表面に残留する現像剤を撹乱手段でかき乱し、ついで、該撹乱現像剤上に新たな現像剤を供給することを特徴とする静電荷像現像方法。
【請求項２４】
前記現像剤として、請求項６〜１８のいずれかに記載の現像剤として使用することを特徴とする請求項２３に記載の静電荷像現像方法。
【請求項２５】
前記現像スリーブに、ＤＣバイアス電圧成分およびＡＣバイアス電圧成分を印加して現像することを特徴とする請求項２３または２４に記載の静電荷像現像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は静電荷像現像装置、現像剤、現像剤評価装置、現像剤製造方法及び静電荷像現像方法に関し、特に、非常に薄い現像剤層を安定して現像スリーブ（現像ローラ）上に形成することができる現像装置と方法、およびこれらに用いる流動性の良い現像剤（トナーまたは、トナーとキャリアの混合物）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタなどの画質は、高画質化が進んでおり、画像濃度の均一性や、最近では細かいドットの再現性が非常に重要になって来ている。この画像濃度の均一性やドットの再現性は、トナーや現像剤の帯電量などの他に流動性に非常に影響され、細かい潜像部に均一なトナー層または現像剤層を安定して供給・、搬送することが必要になって来ている。特に、一成分現像方式においては、非常に薄い層を常に安定に現像ローラ上に形成する必要があり、薄層化技術やトナーの流動性が重要となってきている。
【０００３】
また、高画質化が進むにつれて、それに用いられるトナーにおいては、小粒径化、高機能化が進んでいる。そのため、トナーの構造が複雑になってきており、従来技術に比べて、より細かい作製時の制御が必要となってきている。特に、トナーの流動性は画像濃度の均一性やドット再現性の他に種々の画像品質に影響を与えるため、評価の面では個人差のない、精度の高い評価法が必要とされている。
【０００４】
また、トナーの低温定着化や定着のオイルレス化が進んでくるとともに、トナーの母体組成や構造が複雑になり、トナーの流動性にも影響を及ぼすようになる。そのため、従来よりも精度の高い構造制御が必要になり、それに応じて感度の高い流動性評価法が必要とされ、現像部においては安定した薄層化技術が必要とされている。
【０００５】
ところで、現像装置関連の発明として、下記特許文献１〜３に開示されたものがある。
（１）特許文献１（キャノン出願）：現像剤担持体の表面を擬似的鏡面にすることにより、供給ローラによる現像ローラ上トナーの剥ぎ取りおよび新たなトナーの供給を安定化させたものである。
（２）特許文献２（キャノン出願）：トナーの流動性指数と供給ローラとの関係を規定し、安定したトナー供給を実現させた現像装置が記載されている。
（３）特許文献３（京セラ出願）：現像ローラと供給ローラとの摩擦帯電系列と周速比を最適化することにより、画像濃度低下のない現像装置を実現させるものである。
【０００６】
また、トナーの流動性を評価する発明として、下記特許文献４〜６に開示されたものがある。
（４）特許文献４（日立化成工業出願）：磁場が印加されたロートの狭部を通過して落下するのに要する時間を測定することにより、現像機内の現像剤の流動性を正確に評価する方法である。
（５）特許文献５（富士通出願）：傾斜可能な板の上にトナーを載せ、板を徐々に傾けていき、流れ始めるときと流れ終えたときの角度を測定するものである。
（６）特許文献６（シャープ出願）：篩を何段かに重ねて、その上にトナーを投入して、篩部分に水平方向と垂直方向の振動を与え、一定時間後の各篩部に残ったトナー量に予め設定された係数を乗算してトナーの流動性を算出する方法である。
【０００７】
しかしながら、下記特許文献１〜３の現像装置では、供給ローラへの負担が大きく、特に耐久時のトナー供給に関連する画像濃度低下や白スジなどの画質劣化の問題が発生していた。また、下記特許文献４〜６のトナーの流動性評価技術では、データのバラツキが大きく、測定者による差があり、細かいトナー間の流動性の違いを評価することは出来なかった。
【０００８】
【特許文献１】特開平７−１８１７９８号公報
【特許文献２】特開平８−２２０８７２号公報
【特許文献３】特開平１０−１３３４６９号公報
【特許文献４】特開平１−２０３９４１号公報
【特許文献５】特開平４−１１６４４９号公報
【特許文献６】特開２０００−２９２９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって本発明の主な目的は、非常に薄い現像剤層を安定して現像スリーブ上に形成することができる現像装置・方法および、これらに用いる流動性（搬送性等）の良い現像剤を提供することにより、画像濃度の均一性やドット再現性の良い高画質を安定して形成することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち、請求項１に係る発明は、少なくとも樹脂および顔料からなる粉体の表面に添加剤を付着または固着させてなる静電荷像現像用の現像剤を、現像スリーブの表面上に均一に薄層化したのち静電荷像担持体に接触させて、または非接触で現像する静電荷像現像装置において、現像域を通過した直後の現像スリーブ表面に残留する現像剤をかき乱すための撹乱手段と、該撹乱手段の下流側に新たな現像剤を供給するための供給手段とを設けたことを特徴とする静電荷像現像装置である。
【００１１】
請求項２に係る発明は、前記撹乱手段が、現像域を通過した直後の現像スリーブ表面に残留する現像剤をかき乱すために現像剤の流れを作る撹乱ローラであることを特徴とする請求項１に記載の静電荷像現像装置である。
請求項３に係る発明は、前記撹乱ローラが、現像スリーブ上の現像剤が動く方向に対して逆方向の現像剤の流れを作るために、現像スリーブの回転方向と逆方向に回転することを特徴とする請求項２に記載の静電荷像現像装置である。
請求項４に係る発明は、前記撹乱ローラの表面に、規則的な凹凸が該撹乱ローラの円周方向に多数、その軸線に沿って形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の静電荷像現像装置である。
請求項５に係る発明は、前記現像剤の供給手段として供給ローラを設けるとともに、該供給ローラの下流側に、現像剤規制部材としてドクターローラまたはドクターブレードを設け、該現像剤規制部材により前記現像スリーブ表面に均一層厚の現像剤層を形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の静電荷像現像装置である。
【００１２】
請求項６に係る発明は、少なくとも樹脂および顔料からなる粉体の表面に添加剤を付着または固着させてなる静電荷像現像用の現像剤であって、以下の特性を有することを特徴とする現像剤である。
（１）当該現像剤を容器に入れて深さ２０ｍｍの圧密状態の現像剤層を形成し、円錐ロータを回転させながら円錐状頂部側から、侵入速度５ｍｍ/ｍｉｎで前記現像剤層に侵入させたときに、円錐ロータにかかるトルクが１．０ｍＮｍ〜３．５ｍＮｍであるか、または、
（２）当該現像剤を容器に入れて深さ２０ｍｍの圧密状態の現像剤層を形成し、円錐ロータを回転させながら円錐状頂部側から、侵入速度５ｍｍ/ｍｉｎで前記現像剤層に侵入させたときに前記容器にかかる荷重が０．２Ｎ〜０．８Ｎである。
【００１３】
請求項７に係る発明は、前記円錐ロータとして、頂部の頂角が２０°〜１５０°であるものを使用したときの前記トルクまたは荷重が前記範囲に入ることを特徴とする請求項６に記載の現像剤である。
請求項８に係る発明は、前記円錐ロータとして、表面に溝が切ってあるものを使用したときの前記トルクまたは荷重が前記範囲に入ることを特徴とする請求項６に記載の現像剤である。
請求項９に係る発明は、前記円錐ロータの回転速度を０．１ｒｐｍ〜１０ｒｐｍとしたときの前記トルクまたは荷重が前記範囲に入ることを特徴とする請求項６に記載の現像剤である。
請求項１０に係る発明は、前記圧密状態の現像剤層の空間率を０．５０〜０．５５としたときの前記トルクまたは荷重が前記範囲に入ることを特徴とする請求項６に記載の現像剤である。
請求項１１に係る発明は、平均円形度が０．９０〜０．９５であることを特徴とする請求項６〜１０のいずれかに記載の現像剤である。
請求項１２に係る発明は、体積平均粒径が４μｍ〜８μｍであることを特徴とする請求項６〜１１のいずれかに記載の現像剤である。
請求項１３に係る発明は、少なくとも樹脂および顔料からなる前記粉体は、電荷制御剤を含んでいることを特徴とする請求項６〜１２のいずれかに記載の現像剤である。
請求項１４に係る発明は、前記現像剤を構成する前記添加剤は、平均粒径１０ｎｍ〜２００ｎｍの無機微粉体であることを特徴とする請求項６〜１３のいずれかに記載の現像剤である。
請求項１５に係る発明は、前記現像剤を構成する前記添加剤は、平均粒径１０ｎｍ〜２００ｎｍの電荷制御剤であることを特徴とする請求項６〜１３のいずれかに記載の現像剤である。
請求項１６係る発明は、少なくとも樹脂および顔料からなる前記粉体中に、離型剤が含まれていることを特徴とする請求項６〜１５のいずれかに記載の現像剤である。
請求項１７に係る発明は、前記粉体中に、前記離型剤の分散性を高めるための分散剤が更に含まれていることを特徴とする請求項６〜１６に記載の現像剤である。
請求項１８に係る発明は、予め樹脂と顔料を混練した組成物を用いて作製したものであることを特徴とする請求項６〜１７のいずれかに記載の現像剤である。
【００１４】
請求項１９に係る発明は、請求項６〜１８のいずれかに記載の現像剤を充填したことを特徴とするトナーカートリッジである。
請求項２０に係る発明は、請求項６〜１８のいずれかに記載の現像剤を充填したことを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００１５】
請求項２１に係る発明は、回転自在の円錐ロータ、回転する円錐ロータにかかるトルクを検出するトルクメータ、円錐ロータの回転によって試料容器にかかる荷重を検出するロードセル、および円錐ロータまたは試料ステージを上下移動させる昇降機を具備し、
静電荷像現像用の現像剤を入れて圧密状態の現像剤層を形成した試料容器を前記試料ステージ上に載せ、前記現像剤層中に円錐ロータを回転させながら侵入させ、円錐ロータにかかるトルクと、容器にかかる荷重とを測定して現像剤の流動性を評価することを特徴とする現像剤評価装置である。
【００１６】
請求項２２に係る発明は、製造過程にある静電荷像現像用の現像剤を請求項２１に記載の現像剤評価装置で評価し、下記（ａ）および（ｂ）の特性を有するものを合格品と判定することを特徴とする現像剤の製造方法である。
（ａ）当該現像剤を試料容器に入れ、深さ２０ｍｍの圧密状態の現像剤層を形成し、円錐ロータを回転させながら円錐状頂部側から、侵入速度５ｍｍ/ｍｉｎで前記現像剤層に侵入させたときに、円錐ロータにかかるトルクが１．０ｍＮｍ〜３．５ｍＮｍである。
（ｂ）当該現像剤を試料容器に入れ、深さ２０ｍｍの圧密状態の現像剤層を形成し、円錐ロータを回転させながら円錐状頂部側から、侵入速度５ｍｍ/ｍｉｎで現像剤層に侵入させたときに前記容器にかかる荷重が０．２Ｎ〜０．８Ｎである。
【００１７】
請求項２３に係る発明は、少なくとも樹脂および顔料からなる粉体の表面に添加剤を付着または固着させてなる静電荷像現像用の現像剤を、現像スリーブの表面上に均一に薄層化したのち静電荷像担持体に接触させて、または非接触で現像する静電荷像現像方法において、現像域を通過した直後の現像スリーブ表面に残留する現像剤を撹乱手段でかき乱し、ついで、該撹乱現像剤上に新たな現像剤を供給することを特徴とする静電荷像現像方法である。
請求項２４に係る発明は、前記現像剤として請求項６〜１８のいずれかに記載の現像剤として使用することを特徴とする請求項２３に記載の静電荷像現像方法である。
請求項２５に係る発明は、前記現像スリーブに、ＤＣバイアス電圧成分およびＡＣバイアス電圧成分を印加して現像することを特徴とする請求項２３または２４に記載の静電荷像現像方法である。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明に係る静電荷像現像装置および、請求項２３の発明に係る静電荷像現像方法では、現像域を通過した直後の現像スリーブ表面に残っている現像剤をかき乱した後、新たに現像剤を供給するようにしたから、現像スリーブ表面が初期状態に近い状態を保たれて現像剤の搬送性が良くなり、現像スリーブ上に適切な高さの現像剤層が安定して形成され、画像濃度低下がなく、画像濃度の均一性やドット再現性の良い高画質を得ることができる。
【００１９】
請求項６の発明に係る現像剤は、所定の特性を有するものであるから、この現像剤によれば、ドット再現性が良く、画像濃度低下のない高画質の画像を安定して形成することができる。
【００２０】
請求項２１の発明に係る現像剤評価装置では、所定の構成としたから構造が簡単であり、現像剤製造ラインからの抜取り試料の流動性を迅速・簡便に測定することができるうえ、個人差が無く、精度の高い測定が可能となる。
【００２１】
すなわち、請求項２１の発明に係る流動性評価装置では、現像剤層（粉体層）に円錐ロータを回転させながら侵入させ、円錐ロータが現像剤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ことにより、定量的に精度良く、個人差がなく評価することができ、現像剤間の流動性の違いを簡便・正確に把握することができる。また、本発明によれば、製造ラインから試料を抜き取り、そのまま流動性を短時間で測定できるから、この評価装置を製造ラインに導入することが可能となり、高画質が得られる現像剤を安定して生産することができる。
【００２２】
請求項２２の発明に係る現像剤製造方法では、製造過程にある静電荷像現像用の現像剤を請求項２１に記載の現像用評価装置で評価し、所定の特性を有するものを合格品と判定するように構成したから、簡便な操作により、搬送性が良好な現像剤を効率良く製造することが可能となり、また、画像濃度の均一性やドット再現性の良い高画質を安定して形成すること可能な現像剤を製造することができる。
【００２３】
請求項２４の発明に係る静電荷像現像方法では、現像剤として、所定の特性を有するものを使用する。このため、現像スリーブ表面の現像剤を効率良くかき乱すことができ、現像剤の流動性が良くなってその搬送性を良好なものに維持することができるので、画像濃度低下やドット再現性低下を的確に防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を、図面をもとに説明する。
本発明に係る静電荷像現像装置は、少なくとも樹脂、顔料からなる粉体の表面に添加剤を付着または固着させ、この粉体を円筒状の表面に均一に薄層化した後、静電荷像担持体に接触または非接触させて現像する静電荷像現像方式において、現像域を通過した直後の円筒状の表面に残っている粉体をかき乱すような手段を設け、その後新たに粉体を供給するようにしたことにより、トナー搬送性が良く、画像濃度低下がなく、画像濃度の均一性やドット再現性の良い高画質が得られるように構成したものである。
【００２５】
この静電荷像現像装置は、接触方式または非接触現像方式に使用する１成分現像方法として用いる。接触または非接触現像方式には、色々な公知のものが使用される。例えば，アルミスリーブを用いた接触現像法、導電性ゴムベルトを用いた接触現像法、アルミ素管の表面にカーボンブラック、金属フィラー等を含む導電性樹脂層を形成した現像スリーブを用いる非接触現像法等がある。
【００２６】
どの現像方法においても、現像スリーブ上にトナーを均一に薄層化して設ける必要がある。そのために、トナーを常に安定に供給する供給ローラやトナー層を均一化するためにトナー規制部材(ドクターブレードやドクターローラ)が現像スリーブ周辺に設けられている。トナー層の高さは現像方法や狙いの画質によって変化するが、１〜２層という非常に薄い層を最適化する場合が多い。１〜２層のトナー層高さを実現するためには、ドクターブレードやドクターローラに圧を加えて、トナーを現像スリーブ表面とドクターブレードやドクターローラとの間でしごくような形になる。そのため、何度も現像を繰り返すと、トナー表面は勿論のこと、現像スリーブ、ドクターブレード、ドクターローラの各表面も変化してきて、最適なトナー高さの調整が難しくなる。特に、現像スリーブ表面の変化の影響は大きく、常に初期の状態に近い状態を耐久時でも保つ必要が出てきている。また、現像直後も現像スリーブ上に残っているトナーは、その後も現像されにくく現像スリーブ上に残ってしまう傾向が強く、現像スリーブ表面を初期とは違う状態にしている大きな原因になっている。
【００２７】
そこで、本発明では、現像域を通過した直後の円筒状の現像スリーブ表面に残っているトナーをかき乱す手段（例えば、図４、図５に示す撹乱ローラ）を設け、その後新たに、（例えば、図４に示す供給ローラにより）粉体を供給することで、現像スリーブ表面を初期に近い状態を保つようにし、トナー搬送性が良く、トナー高さを安定に制御できるようにした。
【００２８】
現像域を通過した直後の円筒状の現像スリーブ表面に残っている粉体をかき乱す手段としては、ブレード、ファーブラシ、布等何でも良いが、耐久時でも変化しない手段を採用するのが最適である。本発明では、トナーの流れを採用した。トナーの流れ方向を現像スリーブ表面のトナーの動きとは逆方向にし、トナー粒子を現像スリーブ上のトナー粒子と衝突させ、現像スリーブ表面上のトナーをかき乱すようにした。この効果を大きくするためには、現像スリーブ表面とトナー粒子の間の摩擦よりも、トナー粒子同士間の摩擦が大きくなるようにする必要があり、トナーの流動性を最適化する必要がある。
【００２９】
図１は現像剤評価装置（トナー流動性評価装置）の全体構造を示す説明図であり、この評価装置１では、現像剤の圧密ゾーン１０と、測定ゾーン２０とを設けて構成する。すなわち図１において、台座１１上に設けた支柱１２の右側に配備された要素により現像剤の圧密ゾーン１０を、支柱１２の左側に配備された要素により測定ゾーン２０を、それぞれ構成する。
【００３０】
上記圧密ゾーン１０では、支柱１２の下方部位に第１の昇降ステージ（第１の試料ステージ）１３を設け、この昇降ステージ１３上に加振器１４を設ける。また、支柱１２の上方部位には錘１５と、この錘１５の下端部に連なるピストン１６とを設ける。上記第１の昇降ステージ１３は、これに試料粉体（これは、現像剤すなわちトナーまたは、トナーとキャリアとの混合物である）を入れた試料容器３１を載せて昇降させる機能と、加振器１４により試料容器３１内の粉体試料に振動を付与して粉体層の嵩密度を上げる機能とを果たすものである。錘１５およびピストン１６は、試料容器３１内の試料を所定の荷重で押圧して圧密化するためのものである。
【００３１】
また、測定ゾーン２０では、支柱１２の下方部位に第２の昇降ステージ（第２の試料ステージ）２１を設け、この昇降ステージ２１の上端部にロードセル２２を設ける。また、
支柱１２の上方部位には、トルクメータ２３と、このトルクメータ２３に連なる円錐ロータ２４とを設ける。第２の昇降ステージ２１は、これに粉体試料を入れた試料容器３２を載せて昇降させる機能を果たすものである。また、トルクメータ２３は、円錐ロータ２４を試料容器３２内の粉体試料に回転・挿入する場合に必要なトルク（円錐ロータ２４にかかるトルク）を測定するためのものであり、ロードセ２２は、円錐ロータ２４を試料容器３２内の粉体試料に回転・挿入するときに試料容器３２にかかる荷重を測定するためのものである。図１において符号１５ａは、錘１５を支持する支持板である。
【００３２】
なお、上記構成は本発明の一例にすぎず、したがって、本発明はこの例によって何ら限定されるものではない。また第１、第２の昇降ステージ１３，２１に替えて固定ステージを設けるとともに、錘１５、ピストン１６．トルクメータ２３および円錐ロータ２４を、上記固定ステージ上の試料容器に対して昇降自在とすることもできる。要は、容器内試料の圧密化と、円錐ロータの容器内粉体への回転・挿入が可能であれば良い。
【００３３】
また、測定ゾーン２０では、ロードセル２２を省略するか、またはトルクメータ２３を省略することができる。つまり、円錐ロータを回転させながら円錐状頂部側から、容器内粉体層に侵入させたときの、（ａ）円錐ロータにかかるトルク、（ｂ）容器にかかる荷重のいずれか少なくとも一方が測定できれば足りる。さらには、圧密ゾーン１０を省略することもでき、この場合には、別に設けた圧密化装置により、容器内粉体をあらかじめ圧密化しておき、その後、この試料容器を上記測定ゾーン２０にセットすれば良い。
【００３４】
粉体の流動性を評価するに際し、圧密ゾーン１０では、粉体を入れた試料容器３１を第１の昇降ステージ１３上に載せる。昇降ステージ１３の駆動により試料容器３１を上昇させてピストン１６に接触させる。試料容器３１をさらに上昇させるとともに、錘１５を支持板１５ａから浮かせた状態として錘１５の全荷重をピストン１６にかけ、この状態で一定時間放置する。その後、昇降ステージ１３を降下させて、ピストン１６を試料容器３１内の粉体層から離す。
【００３５】
上記のように本発明では、現像剤としてのトナー（またはトナーとキャリアの混合物）の流動性を以下の評価法で評価する。すなわち、トナー層（粉体層）中に円錐ロータを回転させながら、侵入(下降)させたり、引き抜いたり(上昇)させ、そのときに円錐ロータにかかるトルクや、トナー粉体層（トナー層）が入っている容器にかかる荷重を測定し、そのトルクや荷重の値により流動性を評価するものである。円錐ロータの形状はどんなものでも良いが、円錐の頂角が２０°〜１５０°であるものが適している。
【００３６】
円錐の頂角が２０°より小さいとトナー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、トナー粉体層を押さえつける方向の力が大きくなり、トナー粒子の変形が生じやすくなり、トナー流動性の評価には適していない。円錐ロータの長さは、トナー粉体層中に円錐ロータ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、円錐ロータ表面には溝が切ってある方が良い。円錐ロータの材質面とトナー粒子との摩擦成分を測定するのではなく、トナー粒子とトナー粒子との摩擦成分を測定する方が良い。そのためには、円錐ロータが回転しながらトナー粉体層に侵入していくとき、円錐ロータ表面に切ってある溝の中にトナー粒子が入り込んできて、その入り込んだトナー粒子と周りのトナー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。
【００３７】
この溝の形状は問わないが、円錐ロータ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。図２の円錐ロータ２４Ａはその一例を示している。ここで、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は平面図である。この円錐ロータは、円錐の頂点からまっすぐ底辺方向に多数の溝２４ａを切ったもので、これらの溝の断面が三角形の凹凸形状からなる鋸歯形状をしている。この場合、円錐ロータ材質面とトナー粒子との接触は、上記三角溝の山の先端部分のみとなる。つまり、殆どが溝に入り込んだトナー粒子とその周辺のトナー粒子との接触となる。円錐ロータの材質は何でも良いが、加工しやすくて、表面が固く、変質しない材質が良い。また、帯電性を帯びない材質が適している。この具体例としては、ＳＵＳ，Ａｌ，Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ，黄銅等が挙げられる。
【００３８】
トナー粉体による上記トルクおよび荷重は、円錐ロータの回転速度や、円錐ロータの侵入速度により変化する。本発明に係るトナーの流動性評価法では、測定の精度を上げるために、トナー粒子同士の微妙な接触状態が測定できように、円錐ロータの回転速度や侵入速度を下げて測定するようにした。そのための測定条件は以下のとおりである。
・円錐ロータの回転速度：０．１〜１００ｒｐｍ
・円錐ロータの侵入速度：０．２〜２００ｍｍ/ｍｉｎ
【００３９】
円錐ロータの回転速度が０．１ｒｐｍより小さい場合は、トナー粉体層の微妙な状態の影響を受けやすいため、トルク測定値がばらつく問題が生じ、測定には適していない。１００ｒｐｍより大きい場合は、トナーの飛び散り等が生じて、安定に測定できないので適していない。円錐ロータの侵入速度が０．２ｍｍ/ｍｉｎより遅い場合はトナー粉体層の微妙な状態の影響を受けやすく、測定値バラツキの問題が生じるため測定には適していない。２００ｍｍ/ｍｉｎより速い場合は、トナー粉体層が圧密状態になりやすく、トナー変形等の影響が出てくるので、流動性評価には適していない。
【００４０】
円錐ロータ２４の形状は、前述のように頂角が２０〜１５０°のものが良い（図２参照）。円錐ロータ２４の長さ（円錐体の高さ）は、円錐体部分が十分粉体層の内部まで入るように長くする必要がある。円錐ロータ２４の表面に形成する溝の形状は特に限定されないが、円錐ロータを交換したためにトルクや荷重の測定値の再現性が低下してしまうという不具合のないものとする必要がある。そのためには、溝形状が単純で、形状・寸法が同一の円錐ロータを容易に作製することができるものが好ましい。
【００４１】
図３は、このような円錐ロータの具体例を示す説明図であり、図３（ａ）の円錐ロータ２４Ｂは溝の数を少なくするとともに、その深さを浅くしたもの（平面図）、図３（ｂ）の円錐ロータ２４Ｃは、少ない棘状の突起を設けたもの（平面図）、図３（ｃ）の円錐ロータ２４Ｄは、円錐体の頂角を小さくしたもの（正面図）である。
【００４２】
一方、ピストン１６は、どのような材質のものでも良く、特に限定されないが、粉体押圧面を平滑にしておく必要がある。そのためには、加工しやすくて、表面が固く、変質しない材質が良い。また、帯電による粉体付着が無いようにする必要があり、導電性の材質が適している。その具体例としては、ＳＵＳ，Ａｌ，Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ，黄銅等が挙げられる。
【００４３】
つぎに、上記試料容器３１，３２の材質は、特に限定されるものではないが、粉体との摩擦帯電による影響が出ないように導電性の材質が適している。また、粉体を入れ替えて測定することから、汚れを少なくするために表面が鏡面に近いものが良い。容器のサイズは重要であり、円錐ロータが回転しながら侵入するときに容器の壁の影響がでないように円錐ロータの直径に対して大き目の(直径)サイズを選択する必要がある。
【００４４】
上記トルクメータ２３は高感度タイプのものが良く、非接触方式のものが適している。ロードセル２２は荷重レンジが広く、分解能の高いものが適している。位置検出器にはリニアスケール、光を用いた変位センサ等があるが、精度的に０．１ｍｍ以下の仕様が適している。第１、第２の昇降ステージ１３，２１を構成する昇降機としては、サーボモータやステッピングモータを用いて、精度良く駆動できるものが良い。
【００４５】
トナーの流動性評価では、容器にトナーを一定量投入し、本装置にセットする。その後、円錐ロータを回転させながらトナー粉体層に侵入させる。しかし、実際の測定に入る前に、トナー粉体層を、その上方から加圧して、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を下降させ測定を行なうようにした方が良い。トルクや荷重の測定に入るときには、決められた回転速度、侵入速度で行なう。円錐ロータの回転方向は任意である。円錐ロータの侵入距離は、浅いとトルクや荷重の値が小さく、データの再現性等に問題が生じるため、データの再現性のある領域まで深く円錐ロータを侵入させた方が良い。我々の実験結果では５ｍｍ以上侵入させることで、ほぼ安定した測定が可能になった。
【００４６】
測定モードは、どのような条件でも可能であるが、一例として以下のような測定モードがある。
（１）容器にトナーを充填する。
（２）トナー粉体層を加圧して、圧密状態作り出す。
（３）円錐ロータを回転させながら侵入させ、そのときのトルク、荷重を測定する。
（４）円錐ロータがトナー表面層から予め設定した深さ迄侵入したところで、侵入動作を止める。
（５）円錐ロータを引き抜く動作を開始する。
（６）円錐ロータの先端がトナー粉体層表面から抜け、完全にフリーになった時点(最初のホームポジション)で円錐ロータの引抜き動作を停止し、回転も止める。
以上の（１）〜（６）の操作を繰り返して、測定を行なう。
なお、上記圧密状態は、一般的にトナー粉体層の空間率の変化として評価できる（「粉体工学ハンドブック」参照）。
【００４７】
本評価法では、トナー粉体層の空間率が重要になり、我々の実験結果では空間率は０．４以上のとき安定した測定が可能であった。空間率０．４未満では圧密状態の微妙な条件の違いがトルク、荷重に影響を及ぼし、安定した測定が困難であった。トナー粉体層の空間率の範囲としては、種々な測定法の場合を含めて、０．４〜０．７５であった。０．７５より大きい場合にはトナーが飛散し、測定には適していない。
【００４８】
トナー粉体層中での円錐ロータの移動時のトルク、荷重特性は、粉体の流動性と密接な関係があり、粉体の流動性が良い場合には1個1個の粉体粒子間の付着力が小さいために動きやすく、その粉体層内で円錐ロータを動かしてもトルクは小さく、荷重変化も小さい。しかし、逆に粉体の流動性が悪い場合には、1個1個の粉体粒子間の付着力が大きいために動きにくく、その粉体層内で円錐ロータを移動した場合には円錐ロータにかかるトルクは大きくなり、下方向へ働く力(荷重)も大きくなる。
よって、本発明の評価法では、以下のような関係で流動性を評価出来る。
流動性が良い場合：圧密状態の粉体層内を移動したときのトルク、荷重が小さい。
流動性が悪い場合：圧密状態の粉体層内を移動したときのトルク、荷重が大きい。
【００４９】
本評価法を用いてトナーの流動性を評価した結果、電子写真方式の画像形成装置の現像装置を構成する現像スリーブ表面とトナー粒子との摩擦よりも、トナー粒子相互間の摩擦が大きくなり、有効に現像スリーブ表面上のトナーをかき乱すトナーは、以下のようなトルク、荷重特性を示すことが分かった。また、そのときのトナー粉体層の空間率範囲は、０．５０〜０．５５であった。
（ａ）円錐ロータ侵入時(５ｍｍ／ｍｉｎ，２０ｍｍ侵入時)のトルクの値が１．０〜３．５ｍＮｍである。
（ｂ）円錐ロータ侵入時(５ｍｍ／ｍｉｎ，２０ｍｍ侵入時)の荷重の値が０．２〜０．８Ｎである。
【００５０】
円錐ロータ侵入時のトルク値が１．０ｍＮｍ未満では、現像スリーブ表面のトナー粒子をかき乱す力が小さく、現像スリーブ表面の耐久時の変化が大きくなり画質低下が生じる。３．５ｍＮｍより大きくなるとトナーの流動性が低下し、トナー搬送性が悪くなり、画像濃度低下やドット再現性低下が生じる。
【００５１】
円錐ロータ侵入時の荷重値が０．２Ｎ未満では、現像スリーブ表面のトナー粒子をかき乱す力が小さく、現像スリーブ表面の耐久時の変化が大きくなり画質低下が生じる。０．８Ｎより大きくなるとトナーの流動性が低下し、トナー搬送性が悪くなり、画像濃度低下やドット再現性低下が生じる。
【００５２】
また、本発明に係る現像装置による現像方法においては、トナー供給やトナー層を均一にするために、供給ローラやドクターローラを用いる（図４）のが効果的である。このような方法の場合には、供給ローラやドクターローラへの耐久時のフィルミングが心配されるが、本発明の現像方法の場合には、現像スリーブ表面が常に初期状態に近い安定した状態を維持できるため、供給ローラやドクターローラのフィルミング等による変化も小さく、現像スリーブ表面へのトナー層の均一薄層化が安定して実現できるとともに、トナー帯電の均一化も安定して実現できる。また、本現像方法において、現像時にＤＣバイアス電圧成分の他にＡＣバイアス電圧成分を印加すると、現像効率が向上し、画像特性が向上する。
【００５３】
図４は、本発明に係る現像装置の一例を示す構成説明図である。これは、現像スリーブ４１の周辺にドクターローラ４２、供給ローラ４３、撹乱ローラ４４を配したものであるが、本発明は本構成に限ったものではない。なお、符号４５は感光ドラムである。
【００５４】
現像スリーブ４１は、Ａｌ，ＳＵＳ，Ｃｕなどの金属からなる円筒状構造物の表面にカーボンブラック、金属(Ａｌ，Ｃｕ，Ｉｎ，Ｓｎ等)フィラー等を含む導電性樹脂(フェノール樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂等)層を形成したものからなる。
【００５５】
ドクターローラ４２は、Ａｌ，ＳＵＳ，Ｃｕ，黄銅などからなるローラ表面をゴム等で被覆した後、最表面に樹脂被覆をしたものを用いる。樹脂材質は、トナーの帯電を考慮して選択する必要がある。ポリアミド、ポリウレタン、シリコーン等の樹脂や導電性処理をしたポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、フッ素樹脂、フェノール樹脂等の樹脂を用いても良い。ドクターローラ４２は、回転を停止したままの状態でも良いし、低速度で回転させても良い。現像スリーブ４１との相対速度比は０〜１の範囲が最適である。回転方向は問わない。相対速度比が１より大きい場合には、最適な薄層化が難しくなる。
【００５６】
供給ローラ４３は、スポンジ、ゴム、プラスチックなどの材質からなり、耐久時に変化しにくい材質を選択する必要がある。また、トナー粒子の付着性の強い材質が適している。ポリウレタン、シリコーン等の発泡体などを使用しても良い。回転方向は、確実にトナーを現像スリーブ４１上に搬送できれば良く、現像スリーブと同方向でも逆方向でもどちらでも構わない。回転速度は、現像スリーブ速度との相対速度比が０．５〜３になる範囲が最適な条件である。相対速度比が０．５未満の場合には、供給効果が小さく、３より大きくなると供給過剰の問題が生じる。
【００５７】
撹乱ローラ４４は、表面円周方向に規則的な凹凸をもつローラで、Ａｌ，ＳＵＳ，Ｃｕ，黄銅などからなる。また、摩擦帯電等を同時に実施する場合には、プラスチック等で構成しても良い。図５は撹乱ローラ４４の具体例を示す横断面図であり、図５（ａ）の撹乱ローラ４４Ａは表面（外周面）に断面三角形のギザギザ状凹凸を多数、ローラの軸線方向に形成したもの、図５（ｂ）の撹乱ローラ４４Ｂは表面に断面略長方形の突起を多数、ローラの軸線方向に形成したものであるが、断面半円形の突起を設けたものでも良い。
【００５８】
このような攪拌ローラ４４では、上記凹凸または突起の周期すなわち、これら相互間のピッチが重要になり、１〜５ｍｍのとき現像スリーブ４１上のトナーをかき乱す効率が良くなる。この周期が１ｍｍ未満の場合には、かき乱す力が弱く、５ｍｍより大きい場合には大量のトナーを搬送することになり、トナー飛散等の問題が生じる。撹乱ローラ４４の回転方向は現像スリーブ４１の回転方向と逆方向が最適である。また、撹乱ローラ４４の回転速度は、現像スリーブとの相対速度が大きくなるように設定する必要があり、相対速度比が１〜１０になる範囲が最適条件である。相対速度比が１未満の場合には、かき乱す効果が小さく、１０より大きくなるとトナー飛散等も問題が生じる。また、撹乱ローラ４４は、その表面が０．５〜３ｍｍのギャップを介して現像スリーブ４１表面と対向するように配置することが好ましい。０.５ｍｍよりも接近すると、トナー凝集の原因になり、耐久時に白スジなどの画質劣化が生じる。３ｍｍよりも離れると現像スリーブ４１表面のトナーのかき乱し効果が小さくなる。
【００５９】
上記現像装置に用いるべきトナーは、少なくとも樹脂、顔料からなる粉体の表面を添加剤で覆った構造をしている。この現像装置では特に、一成分現像プロセスに用いられるトナーが使用されるが、この場合、現像時の現像ローラ上に均一な薄いトナーを形成するときのトナー粉体層のトナー搬送特性に問題のない最適な条件に入るようにトナーの流動性を規定することで、樹脂中に顔料や他の樹脂や離型剤等を均一に分散させ、かつ外添剤処理を最適化することが可能となった。
【００６０】
上記トナーを構成する樹脂としては、従来からカラートナーに用いられているポリエステル樹脂または／およびポリオール樹脂等が挙げられる。ポリエステル樹脂やポリオール樹脂は、従来多用されてきたスチレン−アクリル系樹脂よりも低温定着性に優れ、耐熱保存性も比較的良いため適している。しかし、ポリエステル樹脂やポリオール樹脂は、スチレン−アクリル系樹脂に比べると、離型剤の分散性が悪い。分散性が悪いと、粉砕時に樹脂とワックスの界面に粉砕応力が集中し易いため、樹脂と離型剤の界面で粉砕され易く、粉砕されたトナーの表面には添加した離型剤の割合以上に離型剤が露出して、トナーの流動性を悪くしていた。
【００６１】
そこで本発明のトナーは、圧密時のトナー粉体層のトルク特性がトナー搬送性に問題のない最適条件に入るように規定することにより、樹脂中に顔料や他の樹脂や離型剤を均一に分散させ、かつ外添剤処理を最適化することができた。
【００６２】
本発明の現像装置に用いるトナーは、高画質画像を実現するために、トナーの重量平均粒径は４〜８μｍであることが必要であり、さらに好ましくは５〜７μｍである。重量平均粒径４μｍ未満では長期間使用でのトナー飛散による画像形成装置内の汚れ、低湿環境下での画像濃度低下、感光体クリーニング不良等の問題が生じやすく、人体への影響も懸念される。また重量平均粒径が８μｍを超える場合では１００μｍ以下の微小スポットの解像度が充分でなく、非画像部への飛び散りも多く、画像品位が劣る傾向となる。
【００６３】
トナーの構成材料についての詳細を以下に示す。
樹脂としては、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンアクリル樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、シリコーン樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等がある。
【００６４】
ビニル樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、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−ｐ−クロロスチレン共重合体、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−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−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−α−クロロメタ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−アクリロニトリル−インデン共重合体、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、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル等がある。
【００６５】
ポリエステル樹脂としては以下のＡ群に示したような２価のアルコールと、Ｂ群に示したような二塩基酸塩からなるものが挙げられるが、さらにＣ群に示したような３価以上のアルコールあるいはカルボン酸を第三成分として加えてもよい。
Ａ群：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、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシエチレン化ビスフェノールＡ、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、ポリオキシエチレン（２，０）−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（２，０）−２，２’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン等。
Ｂ群：マレイン酸、フマール酸、メサコニン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタール酸、イソフタール酸、テレフタール酸、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、マロン酸、リノレイン酸、またはこれらの酸無水物または低級アルコールのエステル等。
【００６６】
Ｃ群：グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の３価以上のアルコール、トリメリト酸、ピロメリト酸等の３価以上のカルボン酸等。
【００６７】
ポリオール樹脂としては、エポキシ樹脂と２価フェノールのアルキレンオキサイド付加物、もしくはそのグリシジルエーテルとエポキシ基と反応する活性水素を分子中に１個有する化合物と、エポキシ樹脂と反応する活性水素を分子中に２個以上有する化合物を反応してなるものなどがある。
【００６８】
本発明のトナーを構成する顔料としては以下のものが用いられる。
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。
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。
また、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。
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。
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。
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。
【００６９】
これらは１種または２種以上を使用することができる。特にカラートナーにおいては、良好な顔料の均一分散が必須となり、顔料を直接大量の樹脂中に投入するのではなく、一度高濃度に顔料を分散させたマスターバッチを作製し、それを希釈する形で投入する方式が用いられている。この場合、一般的には、分散性を助けるために溶剤が使用されていたが、環境等の問題があり、本発明では水を使用して分散させた。水を使用する場合、マスターバッチ中の残水分が問題にならないように、温度コントロールが重要になる。
【００７０】
本発明のトナーには電荷制御剤をトナー粒子内部に配合（内添）している。しかし、トナー粒子と混合（外添）して用いても良い。電荷制御剤によって、現像システムに応じた最適の電荷量コントロールが可能となり、特に本発明では、粒度分布と電荷量とのバランスを更に安定したものとすることが可能である。
【００７１】
トナーを正電荷性に制御するものとして、ニグロシンおよび四級アンモニウム塩、トリフェニルメタン系染料、イミダゾール金属錯体や塩類を、単独あるいは２種類以上組み合わせて用いることができる。また、トナーを負電荷性に制御するものとしてサリチル酸金属錯体や塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン系化合物等が用いられる。
【００７２】
また、本発明に係るトナーには、定着時のオフセット防止のために離型剤を内添することが可能である。離型剤としては、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックスなどの天然ワックス、モンタンワックスおよびその誘導体、パラフィンワックスおよびその誘導体、ポリオレフィンワックスおよびその誘導体、サゾールワックス、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキルリン酸エステル等がある。これら離型剤の融点は６５〜９０℃であることが好ましい。この範囲より低い場合には、トナーの保存時のブロッキングが発生しやすくなり、この範囲より高い場合には定着ローラー温度が低い領域でオフセットが発生しやすくなる場合がある。
【００７３】
また、離型剤等の分散性を向上させるなどを目的として、添加剤を加えても良い。この添加剤としては、スチレンアクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、スチレンメタクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレンブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ブチラール樹脂、テルペン樹脂、ポリオール樹脂等があり、それぞれの樹脂を２種以上混合した物でも良い。
【００７４】
さらに、樹脂として結晶性ポリエステルを用いても良い。これは、結晶性を有し、分子量分布がシャープで、かつその低分子量分の絶対量を可能な限り多くした脂肪族系ポリエステルである。この樹脂はガラス転移温度（Ｔｇ）において結晶転移を起こすと同時に、固体状態から急激に溶融粘度が低下し、紙への定着機能を発現する。この結晶性ポリエステル樹脂の使用により、樹脂のＴｇや分子量を下げ過ぎることなく低温定着化を達成することができる。そのため、Ｔｇ低下に伴う保存性の低下はない。また、低分子量化に伴う高すぎる光沢や耐オフセット性の悪化もない。したがって、この結晶性ポリエステル樹脂の導入は、トナーの低温定着性の向上に非常に有効である。
【００７５】
本発明のトナーおいて、低温定着性を発現し、耐ホットオフセット性を確保するためには、トナー中の樹脂および離型剤の合計量に対して、結晶性ポリエステルの含有量を１〜５０重量％とし、離型剤の含有量を２〜１５重量％とすることが好ましい。結晶性ポリエステルの含有量が１重量％未満の場合は低温定着性に効果がなく、５０重量％を超える場合はホットオフセット性が悪化する。離型剤含有量が２重量％未満の場合は、耐オフセット性に効果がない場合があり、１５重量％を超える場合には、トナー流動性の低下が生じる。
【００７６】
結晶性ポリエステル樹脂の分子構造については、限定的でないが、ポリエステル樹脂の結晶性および軟化点の観点から、炭素数２〜６のジオール化合物、特に1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオールおよびこれらの誘導体を含有するアルコール成分と、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、およびこれらの誘導体を含有する酸成分とを用いて合成される下記一般式（１）で表される脂肪族系ポリエステルを含有することが好ましい。
【００７７】
【化１】
2005091880.tif 000003
【００７８】
（ここでｎ，ｍは繰り返し単位の数であり、Ｒ1、Ｒ2は炭化水素基である。）
【００７９】
また、ポリエステル樹脂の結晶性および軟化点の観点から、非線状のポリエステルを合成するために、アルコール成分にグリセリン等の３価以上の多価アルコールを追加し、酸成分に無水トリメリット酸などの3価以上の多価カルボン酸を追加して縮重合を行っても良い。
【００８０】
結晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は耐熱保存性が悪化しない範囲で低いことが望ましく、８０〜１３０℃の範囲にあることが好ましい。Ｔｇが８０℃未満の場合は耐熱保存性が悪化し、現像装置内部の温度でブロッキングが発生しやすくなり、１３０℃を超える場合には定着下限温度が高くなるため低温定着性が得られなくなる。結晶性ポリエステル樹脂のＴｇは、ＤＳＣによる２ｎｄ昇温時の吸熱ピーク温度である。
【００８１】
また、本トナーに粉砕性を向上させるために粉砕助剤を含ませても良い。この粉砕助剤としては、ビニルトルエン、α−メチルスチレンおよびイソプロペニルトルエンからなる群から選ばれる少なくとも１種のモノマーの重合体を含む樹脂等が挙げられる。この重合体はビニルトルエン、α−メチルスチレンまたはイソプロペニルトルエンの単独重合体であってもよいし、これらのモノマー同士の共重合体であってもよい。これらの重合体にはスチレン以外の他のモノマーが共重合されていないのが好ましいが、本発明の目的を損なわない範囲でスチレン以外の他のモノマーが共重合されていてもよい。
【００８２】
スチレンの含有量は共重合体を構成する全モノマーに占めるスチレンの割合として５０モル％以下、好ましくは４０〜２０モル％であることが望ましい。これらの樹脂は脆いために、結晶性ポリエステルと組み合わせて使用すると、結晶性ポリエステルの結晶性に起因する不十分な粉砕性を向上させることができる。
【００８３】
本発明に係るトナーの作製方法としては、粉砕法、重合法(懸濁重合、乳化重合、分散重合、乳化凝集、乳化会合等)等があるが、これらの作製法に限るものではない。
【００８４】
粉砕法の一例としては、まず、前述した樹脂、着色剤としての顔料または染料、電荷制御剤、離型剤、その他の添加剤等をヘンシェルミキサーの如き混合機により充分に混合した後、バッチ式の２本ロール、バンバリーミキサーや連続式の２軸押出し機、連続式の１軸混練機等の熱混練機を用いて構成材料をよく混練し、圧延冷却後、切断を行なう。切断後のトナー混練物は破砕を行ない、ハンマーミル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粉砕機により微粉砕し、旋回気流を用いた分級機やコアンダ効果を用いた分級機により所定の粒度に分級する。その後、混合機により無機粒子などからなる添加剤を粒子表面に付着もしくは固着させる。
【００８５】
この混合工程後のトナー粒子の流動性を、上記した流動性評価法を用いて評価する。この場合、抜取り検査で試料を試料容器に入れ、加圧等により圧密状態にし、その試料容器を直接、図１に示す評価装置の試料台に載せ測定を行なう。円錐ロータの回転速度は０．１〜１０ｒｐｍとし、円錐ロータの侵入速度は５ｍｍ／ｍｉｎとした。測定では、円錐ロータを回転させながら侵入させ、５ｍｍ以上の予め設定した侵入距離を経た後は侵入を止め、その後円錐ロータを引き抜き、元の初期位置に戻す。この円錐ロータのトナー粉体層への侵入時のトルク、荷重を測定し、トナーの流動性を評価する。上記混合工程後、２５０メッシュ以上の篩を通過させ、粗大粒子、凝集粒子を除去し本発明のトナーを得る。なお、風篩工程後にトナーの流動性を評価しても良い。
【００８６】
上記評価法でトナー流動性を評価した場合には、測定値(トルク、荷重)とトナー流動性が以下のような関係になる。
・トルクが小さい場合、流動性は良い。
・トルクが大きい場合、流動性は悪い。
・荷重が小さい場合、流動性は良い。
・荷重が大きい場合、流動性は悪い。
【００８７】
円錐ロータを用いた本評価法の特徴は以下のようであり、抜取り試料をそのまま迅速に、簡単に測定できるため、個人差の無い、精度の高い測定ができることにある。
（ｉ）非破壊検査である。
（ｉｉ）試料をそのまま測定できる。
（ｉｉｉ）短時間で測定できる。
（ｉｖ）誰にでも簡単に測定できる。
【００８８】
そのため、製造ラインでの測定も可能であり、製造工程の中での各工程間に設置して、工程途中での品質評価ができる。例えば、混合工程を経た後、次工程へこの混合物を搬送する途中に試料抜取り・測定ゾーンを設けておき、あるタイミングでシャッターを開閉して、一定量の試料を測定部へ搬送する。その測定部の先端部はＳＵＳ等でできた容器になっており、そのまま本評価方法にて測定する。または、その容器を近くの別の場所にある本評価装置へ持っていき、試料ステージに乗せて本評価方法にて測定する。評価の結果、その数値が予め定めた設定範囲を外れていた場合、試料を充填工程へは回さず、トナーの再処理工程へ回す。これらの仕組みは、混合工程前の工程である粉砕・分級工程後の検査、混合工程の後にある風篩工程後の検査、充填前の検査等に適用できる。また、これらの機能をもったトナー流動性評価装置を単独に、開発段階の評価装置として使うことも可能である。
【００８９】
図６は、上記図１のトナー流動性評価装置１を配備したトナー製造装置の構造を示す概略説明図である。この図において、トナーＴＮと添加剤ＴＥを混合機６１に投入して混合し、得られた混合物を次工程に搬送する。この場合、ベルトコンベア６２上に試料容器３１を載せ、混合機６１から適宜のタイミングで適宜量の混合物を試料として抜き取って試料容器３１に投入する。ついで、ベルトコンベア６２により試料容器を評価装置１に搬送する。なお、ベルトコンベア６２を省略し、試料混合物を手作業で評価装置１まで運ぶようにしても良い。
【００９０】
トナーの場合、前述の通り本評価法でのトルク、荷重の測定値は流動性を示しており、定量的な評価が可能となる。従来の評価法では、トナー間の違いは評価できるものの、トナーの種類が違うと同じ土俵では評価できないという問題があった。しかし、本評価法で測定した値は、粉体特性としてのトルク値、荷重値であり、トナーの種類や粒径が変わっても同じ土俵で評価できる値であり、非常に汎用的な評価値になる。また、上記流動性評価法は、混練り工程や粉砕工程を用いないで作製するスプレードライ法などで作製したトナー、カプセルトナーにも使用することができる。
【００９１】
トナーの流動性は、トナー作製工程の中の混合工程により殆ど決まる。つまり、無機粒子などからなる添加剤をトナー粒子表面に付着もしくは固着させる状態によって、トナー粒子の流動性は大きく変化する。トナーの混合状態は、混合工程での混合条件(仕込み量、回転速度、混合時間等)によって変化する。そのため、流動性には混合条件が重要な役割を果たし、混合工程後の流動性の評価が重要となる。
【００９２】
プリンタや複写機において、高画質化を実現するためには、非常に微小なドット再現性を高める必要がある。それを実現するためには、非常に微小な潜像に対して忠実なトナー現像が必要となる。この忠実な現像を可能にするためには、現像域に均一なトナーブラシを搬送、供給する必要がある。そのためには、トナー帯電量が適度な条件であることが必要であるが、常に安定して現像域に均一なトナーブラシが供給できるようなトナーの動き易さ、搬送のし易さが非常に重要となる。つまり、微小なドット再現性を上げるためには、トナーの流動性を上げることが必要になる。特に、一成分系トナーにおいては、トナー粒子の形状をも考慮して流動性を上げる必要がある。
【００９３】
そこで、トナーの粒子形状を種々に振り、ドット再現性やトナー搬送性との関係を調べた。その結果、トナーの平均円形度が０．９０〜０．９５のときに、ドット再現性やトナー搬送性は良くなり、安定した高画質が実現できた。なお、トナー粒子の円形度はフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−１０００（東亜医用電子株式会社製）により平均円形度として計測した。また、トナー粒子の形状を制御するには、分級工程後のトナー粒子を回転体の中に入れて高速回転する方法や、瞬間的に熱を加えるような工程で処理する方法が採用できる。
【００９４】
本発明に係るトナーを作製する方法としては、粉砕法以外の方法が考えられ、重合の一例としては、モノマーに着色剤及び電荷制御剤等を添加したモノマー組成物を水系の媒体中で懸濁し重合させることでトナー粒子を得る。造粒法は特に限定されない。
【００９５】
例えば本発明のトナーは、有機溶媒中に少なくとも、イソシアネート基を含有するポリエステル系プレポリマーが溶解し、顔料系着色剤が分散し、離型剤が溶解ないし分散している油性分散液を水系媒体中に無機微粒子及び／又はポリマー微粒子の存在下で分散させるとともに、この分散液中で該プレポリマーをポリアミン及び／又は活性水素含有基を有するモノアミンと反応させてウレア基を有するウレア変性ポリエステル系樹脂を形成させ、このウレア変性ポリエステル系樹脂を含む分散液から、それに含まれる液状媒体を除去することにより得られる。
【００９６】
ウレア変性ポリエステル系樹脂において、そのＴｇは４０〜６５℃、好ましくは４５〜６０℃である。その数平均分子量Ｍｎは２５００〜５００００、好ましくは２５００〜３００００である。その重量平均分子量Ｍｗは１万〜５０万、好ましくは３万〜１０万である。このトナーは、上記プレポリマーと上記アミンとの反応によって高分子量化されたウレア結合を有するウレア変性ポリエステル系樹脂をバインダー樹脂として含む。そして、そのバインダー樹脂中には着色剤が高分散している。
【００９７】
得られた乾燥後のトナーの粉体を風力分級し、上記最適な混合条件により混合機により無機微粒子などからなる添加剤を粒子表面に付着もしくは固着させる。また、電荷制御剤を乾燥後のトナー粉体表面に打込んで、固着注入させても良い。さらにその後、無機微粒子などからなる添加剤を粒子表面に付着もしくは固着させても良い。電荷制御剤を表面に打込むことにより、トナーの帯電量の制御がしやすくなる。
【００９８】
混合したり、固着注入したりする具体的手段としては、高速回転する羽根によって粉体混合物に衝撃力を加える方法、高速気流中に粉体混合物を投入し加速させ、粒子同士または複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法などがある。装置としては、オングミル（ホソカワミクロン社製）、I式ミル（日本ニューマチック社製）を改造して粉砕エアー圧カを下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム（奈良機械製作所社製）、クリプトロンシステム（川崎重工業社製）、自動乳鉢などが挙げられる。これらの方式の場合にも、造粒後の検査、電荷制御剤の処理後の検査、添加剤の混合工程後の検査、混合工程の後にある風篩工程後の検査、充填前の検査等に適用できる。
【００９９】
本発明のトナーは流動性に優れているため、カートリッジ容器に入れて保管することが十分可能であり、カートリッジ容器から現像部へトナー搬送するような構成の装置にも適している。カートリッジ容器としては、トナーを充填するトナーカートリッジと、少なくとも感光体と現像手段を具備し、現像手段のトナー収容部にトナーを充填するプロセスカートリッジとを挙げることができ、通常これらのトナーカートリッジ又はプロセスカートリッジを画像形成装置に装着して、画像形成が行なわれる。
【０１００】
また、前述のように本発明のトナーでは、流動性向上剤として無機微粉体をトナー表面に付着または固着させる。この無機微粉体の平均粒径は１０〜２００ｎｍが適している。１０ｎｍより小さい粒径の場合には、流動性に効果のある凹凸表面を作り出すことが難しく、２００ｎｍより大きい粒径の場合には粉体形状がラフになり、トナー形状の問題が生じる。
【０１０１】
上記無機微粉体としてはＳｉ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｗ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｚｎ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｖ，Ｚｒ等の酸化物や複合酸化物が挙げられる。これらのうち二酸化珪素（シリカ）、二酸化チタン（チタニア）、アルミナの微粒子が好適に用いられる。さらに、疎水化処理剤等により表面改質処理することが有効である。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。
【０１０２】
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、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサトリルジシラザン等。
【０１０３】
上記無機微粉体はトナーに対して０．１〜２重量％使用されるのが好ましい。０．１重量％未満では、トナー凝集を改善する効果が乏しくなり、２重量％を超える場合は、細線間のトナー飛び散り、機内の汚染、感光体の傷や摩耗等の問題が生じやすい傾向がある。
【０１０４】
また、少なくとも樹脂、顔料からなる粉体の表面に電荷制御剤を付着または固着させ、粉体表面形状を小さな周期と大きな周期を持つようにしても良い。その平均粒径は１０〜２００ｎｍの小さい粒径のものが最適である。１０ｎｍより小さい粒径の場合には流動性に効果のある凹凸表面を作り出すことが難しく、２００ｎｍより大きい粒径の場合には粉体形状がラフになり、トナー形状の問題が生じる。電荷制御剤としては、ニグロシンおよび四級アンモニウム塩、トリフェニルメタン系染料、イミダゾール金属錯体や塩類、サリチル酸金属錯体や塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン系化合物等があり、２種類以上を組み合わせたりしても良い。
【０１０５】
また、本発明のトナーには、実質的な悪影響を与えない範囲内で更に他の添加剤、例えばテフロン(登録商標)粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末；あるいは酸化セリウム粉末、炭化珪素粉末、チタン酸ストロンチウム粉末などの研磨剤；あるいは例えばカーボンブラック粉末、酸化亜鉛粉末、酸化スズ粉末等の導電性付与剤を現像性向上剤として少量用いることもできる。
【実施例】
【０１０６】
以下、実施例を説明するが、これは本発明をなんら限定するものではない。なお、今回は、トナー組成、トナー作製法および混合条件を振ってトナーを作製し、トナー流動性について上記流動性評価法を用いて評価し、ドット再現性を画像のザラツキ感として５段階評価（ランク１：悪い→ランク５：良い）した。
また、２万枚のランニング耐久試験を、図４に示す現像装置（撹乱ローラ、供給ローラ及びドクターローラ）を備えた一成分現像方法の複写機を用いて行ない、画像濃度低下、現像部でのブロッキング等のトナー搬送性の不具合点を評価した。不具合点の無かった場合を○、不具合点のあった場合を×として評価した。
【０１０７】
図４において、撹乱ローラ４４はＳＵＳ製で、図５（ａ）に示すギザギザ凹凸形状(凹凸の周期が重要であり、これを１．５ｍｍとした)を持つものを用い、現像スリーブ４１表面とのギャップは１ｍｍとした。供給ローラ４３は発泡性のポリウレタン(軸：ＳＵＳ製)を用いた。発泡セル数は７０個／２５ｍｍとし、現像スリーブ４１への食い込み量は１ｍｍとした。ドクターローラ４２は、ＳＵＳ円筒の上に導電性のゴムを介して、フッ素樹脂にカーボンブラックを分散させた被覆層を設けたものを用いた。現像スリーブ４１は、ＳＵＳ製円筒上にフェノール樹脂にカーボンブラックを分散させた被覆層を設けた構成とした。
また、トナーの流動性評価では、円錐ロータがトナー粉体層表面から２０ｍｍ侵入したときのトルクと荷重の値を測定した。トナーは予め圧密状態にし、空間率を測定しトルク、荷重を評価した。圧密荷重及び円錐ロータの評価条件は以下のようにした。また、トナーの円形度を、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−１０００（東亜医用電子株式会社製）により平均円形度として計測した。
【０１０８】
・圧密荷重：３０００ｇ
・円錐ロータの頂角：６０°
・円錐ロータの回転速度：１ｒｐｍ
・円錐ロータの侵入速度：５ｍｍ／ｍｉｎ
なお、以下の配合における部数は全て重量部である。
【０１０９】
［実施例１］
・樹脂：ポリエステル樹脂              １００部
・顔料：銅フタロシアニンブルー顔料（C.I.ヒ゜ク゛メントフ゛ルー15:3）
４部
・帯電制御剤：サルチル酸亜鉛塩            ５部
【０１１０】
上記原材料をミキサーで十分に混合した後、２軸押出し機によりバレル温度１００℃、混練機回転速度８０ｒｐｍで溶融混練した。混練物を圧延冷却後カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、旋回式風力分級装置を用いて、平均粒径が６．５μｍの粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
【０１１１】
・添加剤：シリカ微粉末                  １．５部
酸化チタン微粉末              ０．３部
・混合回転速度：                        ９００ｒｐｍ
・混合時間：                            １２０ｓｅｃ
・混合機：                              スーパーミキサー
【０１１２】
本トナーを作製した後、上記本評価法により流動性を測定したところ、下記表１の結果となった。潜像担持体としてＯＰＣドラム感光体を用い、かつ上記現像装置の撹乱ローラ，供給ローラ及びドクターローラを備えた一成分現像装置を用いた複写機に、上記のようにして得られたトナーをセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果を下記表１に示す。
【０１１３】
【表１】
2005091880.tif 000004
【０１１４】
［実施例２］
実施例１と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．５μｍの粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
【０１１５】
・添加剤：シリカ微粉末                １．５部
酸化チタン微粉末            ０．３部
・混合回転速度：                      １０００ｒｐｍ
・混合時間：                          １２０ｓｅｃ
・混合機：                            スーパーミキサー
【０１１６】
上記トナーを作製した後、上記評価法により流動性を測定した結果、上記表１のようになった。得られたトナーを、潜像担持体がＯＰＣドラム感光体で、上記現像装置の撹乱ローラ，供給ローラ及びドクターローラを備えた一成分現像装置を用いた複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果を上記表１に示す。
【０１１７】
［実施例３］
実施例１と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．５μｍの粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
【０１１８】
・添加剤：シリカ微粉末                １．５部
酸化チタン微粉末            ０．３部
・混合回転速度：                      １１００ｒｐｍ
・混合時間：                          １２０ｓｅｃ
・混合機：                            スーパーミキサー
【０１１９】
上記トナーを作製した後、上記評価法により流動性を測定した結果、上記表１のようになった。潜像担持体がＯＰＣドラム感光体で、上記現像装置の撹乱ローラ，供給ローラ及びドクターローラを備えた一成分現像装置を用いた複写機に、得られたトナーをセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果を上記表１に示す。
【０１２０】
［実施例４］
実施例１と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．５μｍの粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
【０１２１】
・添加剤：シリカ微粉末                １．５部
酸化チタン微粉末            ０．３部
・混合回転速度：                      １２００ｒｐｍ
・混合時間：                          １２０ｓｅｃ
・混合機：                            スーパーミキサー
【０１２２】
上記トナーを作製した後、上記評価法により流動性を測定した結果、上記表１のようになった。得られたトナーを、潜像担持体がＯＰＣドラム感光体で、上記現像装置の撹乱ローラ，供給ローラ及びドクターローラを備えた一成分現像装置を用いた複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果を上記表１に示す。
【０１２３】
［比較例１］
実施例１と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．５μｍの粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
【０１２４】
・添加剤：シリカ微粉末                １．５部
酸化チタン微粉末            ０．３部
・混合回転速度：                      ７００ｒｐｍ
・混合時間：                          １２０ｓｅｃ
・混合機：                            スーパーミキサー
【０１２５】
上記トナーを作製した後、上記評価法により流動性を測定した結果、上記表１のようになった。得られたトナーを、潜像担持体がＯＰＣドラム感光体で、上記現像装置の撹乱ローラ，供給ローラ及びドクターローラを備えた一成分現像装置を用いた複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果を上記表１に示す。
【０１２６】
［比較例２］
実施例１と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．５μｍの粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
【０１２７】
・添加剤：シリカ微粉末                １．５部
酸化チタン微粉末            ０．３部
・混合回転速度：                      ９００ｒｐｍ
・混合時間：                          １２０ｓｅｃ
・混合機：                            スーパーミキサー
【０１２８】
上記トナーを作製した後、上記評価法により流動性を測定した結果、上記表１のようになった。得られたトナーを、潜像担持体がＯＰＣドラム感光体で、上記現像装置から撹乱ローラを除去し、供給ローラ及びドクターローラを設けた一成分現像装置を用いた複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果を上記表１に示す。
【０１２９】
［実施例５］
・樹脂：ポリエステル樹脂                              １００部
・着色剤：マゼンタ顔料（C.I.ヒ゜ク゛メントレット゛５７）         ３部
・帯電制御剤：サルチル酸亜鉛塩                        ５部
・離型剤：低分子量ポリエチレン                        ４部
【０１３０】
上記原材料をミキサーで十分に混合した後、２軸押出し機によりバレル温度１００℃、混練機回転速度１００ｒｐｍで溶融混練した。混練物を圧延冷却後カッターミルで粗粉砕し、ジェット気流を用いた微粉砕機で粉砕後、旋回式風力分級装置を用いて、平均粒径が６．５μｍの粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
【０１３１】
・添加剤：シリカ微粉末（平均一次粒子径：20ｎｍ）      １．０部
シリカ微粉末（平均一次粒子径：150ｎｍ）     ０．５部
酸化チタン微粉末                            ０．３部
・混合回転速度：                                      ９００ｒｐｍ
・混合時間：                                          １２０ｓｅｃ
・混合機：                                            スーパーミキサー
【０１３２】
上記トナーを作製した後、上記評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。得られたトナーを、潜像担持体がＯＰＣドラム感光体で、上記現像装置の撹乱ローラ，供給ローラ及びドクターローラを設けた一成分現像装置を用いた複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果を上記表１に示す。
【０１３３】
［実施例６］
実施例５と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．５μｍの粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
【０１３４】
・添加剤：シリカ微粉末（平均一次粒子径：20ｎｍ）      １．０部
シリカ微粉末（平均一次粒子径：150ｎｍ）     ０．５部
酸化チタン微粉末                            ０．３部
・混合回転速度：                                      １０００ｒｐｍ
・混合時間：                                          １２０ｓｅｃ
・混合機：                                            スーパーミキサー
【０１３５】
上記トナーを作製した後、上記評価法により流動性を測定した結果、上記表１のようになった。得られたトナーを、潜像担持体がＯＰＣドラム感光体で、上記現像装置の撹乱ローラ，供給ローラ及びドクターローラを備えた一成分現像装置を用いた複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果を上記表１に示す。
【０１３６】
［実施例７］
実施例５と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．５μｍの粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
【０１３７】
・添加剤：シリカ微粉末（平均一次粒子径：20ｎｍ）      １．０部
シリカ微粉末（平均一次粒子径：150ｎｍ）     ０．５部
酸化チタン微粉末                            ０．３部
・混合回転速度：                                      １１００ｒｐｍ
・混合時間：                                          １２０ｓｅｃ
・混合機：                                            スーパーミキサー
【０１３８】
上記トナーを作製した後、上記評価法により流動性を測定した結果、上記表１のようになった。得られたトナーを、潜像担持体がＯＰＣドラム感光体で、上記現像装置の撹乱ローラ，供給ローラ及びドクターローラを備えた一成分現像装置を用いた複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果を上記表１に示す。
【０１３９】
［実施例８］
実施例５と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．５μｍの粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
【０１４０】
・添加剤：シリカ微粉末（平均一次粒子径：20ｎｍ）        １．０部
シリカ微粉末（平均一次粒子径：150ｎｍ）       ０．５部
酸化チタン微粉末                              ０．３部
・混合回転速度：                                        １２００ｒｐｍ
・混合時間：                                            １２０ｓｅｃ
・混合機：                                              スーパーミキサー
【０１４１】
本トナーを作製した後、本評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。得られたトナーを潜像担持体がＯＰＣドラム感光体で、上記現像装置の撹乱ローラ，供給ローラ及びドクターローラを備えた一成分現像装置を用いた複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果を上記表１に示す。
【０１４２】
［比較例３］
実施例５と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．５μｍの粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
【０１４３】
・添加剤：シリカ微粉末（平均一次粒子径：20ｎｍ）        １．０部
シリカ微粉末（平均一次粒子径：150ｎｍ）       ０．５部
酸化チタン微粉末                              ０．３部
・混合回転速度：                                        ７００ｒｐｍ
・混合時間：                                            １２０ｓｅｃ
・混合機：                                              スーパーミキサー
【０１４４】
上記トナーを作製した後、上記評価法により流動性を測定した結果、表１のようになった。得られたトナーを、潜像担持体がＯＰＣドラム感光体で、上記現像装置の撹乱ローラ，供給ローラ及びドクターローラを備えた一成分現像装置を用いた複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果を上記表１に示す。
【０１４５】
［比較例４］
実施例５と同様の原材料、作製方法で混練、粉砕、分級を行ない、平均粒径が６．５μｍの粒度分布に分級した。さらに、母体着色粒子１００部に対して、以下の混合条件にて添加剤を混合し、トナーを作製した。
【０１４６】
添加剤：シリカ微粉末（平均一次粒子径：20ｎｍ）        １．０部
シリカ微粉末（平均一次粒子径：150ｎｍ）       ０．５部
酸化チタン微粉末                              ０．３部
・混合回転速度：                                      ９００ｒｐｍ
・混合時間：                                          １２０ｓｅｃ
・混合機                                              スーパーミキサー
【０１４７】
上記トナーを作製した後、上記評価法により流動性を測定した結果、上記表１のようになった。得られたトナーを、潜像担持体がＯＰＣドラム感光体で、本現像装置から撹乱ローラを除いた、供給ローラ及びドクターローラを設けた一成分現像装置を用いた複写機にセットし、画像評価実験およびランニング実験を行なった。その結果を上記表１に示す。
【０１４８】
図７、図８は上記表１の結果をグラフ化したものであり、図７はトナートルクと画像濃度との関係を、図８はトナー荷重と画像濃度との関係をそれぞれ示す。
【０１４９】
以上の結果から分かるように、撹乱ローラを設けた本現像装置では耐久時の画像濃度低下やトナー搬送性の問題が発生しなかった。また、本現像装置を用いた場合でも、トナーの流動性によりドット再現性や耐久時の画質が変化し、図７、図８の結果から、画像濃度低下がなく、ドット再現性の良い高画質で、画像濃度低下の無い良好なトナー搬送性を得るためには、以下のトナー流動性条件を満足する必要があることが分かった。
【０１５０】
（Ｉ）円錐ロータ侵入時のトルクの値が１．０〜３．５ｍＮｍである。
（ＩＩ）円錐ロータ侵入時の荷重の値が０．２〜０．８Ｎである。
（ロータ侵入速度：５ｍｍ／ｍｉｎ、２０ｍｍ侵入時の値）
【０１５１】
円錐ロータ侵入時のトルク値が１．０ｍＮｍ未満では、トナーの流動性以外の帯電特性が悪くなり画質低下が生じ、３．５ｍＮｍより大きくなれば流動性が低下し、画像濃度低下、ドット再現性及びトナー搬送性が悪くなる。円錐ロータ侵入時の荷重値が０．２Ｎ未満では、トナーの帯電特性が悪くなり画質低下が生じ、０．８Ｎより大きくなるとトナーの流動性が低下し、ドット再現性及びトナー搬送性が悪くなる。
【０１５２】
以上のように本発明では、少なくとも樹脂、顔料からなる粉体の表面に添加剤を付着または固着させ、この粉体を円筒状の表面に均一に薄層化した後、静電荷像担持体に接触または非接触させて現像する静電荷像現像装置において、現像域を通過した直後の円筒状の表面に残っている粉体をかき乱すような手段を設け、その後新たに粉体を供給するようにしたことにより、トナー搬送性が良く、画像濃度低下がなく、画像濃度の均一性やドット再現性の良い高画質が得られるようになった。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】本発明の実施の形態に係るもので、現像剤の流動性評価装置の全体構造を示す説明図である。
【図２】図１の現像剤評価装置を構成する円錐ロータの一例を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図３】図１の現像剤評価装置を構成する円錐ロータの種々の別例を示すもので、（ａ）は第１別例の平面図、（ｂ）は第２別例の平面図、（ｃ）は第３別例の正面図である。
【図４】本発明に係る現像装置の一例を示す構成説明図である。
【図５】本発明に係る現像装置を構成する撹乱ローラを示すもので、（ａ）はその一例の横断面図、（ｂ）は別例の横断面図である
【図６】図１の現像剤流動性評価装置を配備したトナー製造装置の構造を示す概略説明図である。
【図７】本発明の実施例および比較例の結果を示すグラフであって、トナートルクと画像濃度との関係を示すものである。
【図８】本発明の実施例および比較例の結果を示すグラフであって、トナー荷重と画像濃度との関係を示すものである。
【符号の説明】
【０１５４】
１    現像剤評価装置
（トナー流動性評価装置）
１０    圧密ゾーン
１１    台座
１２    支柱
１３    第１の昇降ステージ
（第１の試料ステージ）
１４    加振器
１５    錘
１５ａ  支持板
１６    ピストン
２０    測定ゾーン
２１    第２の昇降ステージ
（第２の試料ステージ）
２２    ロードセル
２３    トルクメータ
２４    円錐ロータ
２４Ａ  円錐ロータ
２４ａ  溝
２４Ｂ  円錐ロータ
２４Ｃ  円錐ロータ
２４Ｄ  円錐ロータ
３１    試料容器
３２    試料容器
４１    現像スリーブ
４２    ドクターローラ
４３    供給ローラ
４４    撹乱ローラ
４４Ａ  撹乱ローラ
４４Ｂ  撹乱ローラ
４５    感光ドラム
６１    混合機
６２    ベルトコンベア
ＴＥ    添加剤
ＴＮ    トナー
【図１】
2005091880.tif 000005
【図２】
2005091880.tif 000006
【図３】
2005091880.tif 000007
【図４】
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【図５】
2005091880.tif 000009
【図６】
2005091880.tif 000010
【図７】
2005091880.tif 000011
【図８】
2005091880.tif 000012