現像剤、現像剤収容体、現像装置及び画像形成装置
【課題】異なる２つの粒子を混合した現像剤において、第１の粒子に対し、第２の粒子が帯電量の絶対値が小さいか、又は、逆帯電にすることによって、媒体上の非印字部にかぶりが発生することを防止することができ、良好な画像を形成することができるようにする。
【解決手段】異なる２つの粒子を混合した現像剤であって、第１の粒子に対し、第２の粒子は帯電量の絶対値が小さいか、又は、逆帯電である。
【解決手段】異なる２つの粒子を混合した現像剤であって、第１の粒子に対し、第２の粒子は帯電量の絶対値が小さいか、又は、逆帯電である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤、現像剤収容体、現像装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式のプリンタ、複写機、ファクシミリ機等の画像形成装置においては、帯電装置によって感光体ドラムの表面を均一に帯電させ、帯電した感光体ドラムの表面を露光装置によって露光して静電潜像を形成し、現像装置によって静電潜像にトナーを付着させて現像し、トナー像を形成する。この場合、前記現像装置内に収容されたトナーを摩擦帯電させて静電潜像に付着させている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平０８−１９４４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の画像形成装置においては、トナーを摩擦帯電させる際、特に、トナーが非磁性１成分トナーである場合、すべてのトナーの帯電極性が必ずしも一定にならない。例えば、電子写真方式の画像形成プロセスにおいて、負極性に帯電したトナーを使用する場合、負極性に帯電されず、正極性に帯電したトナー、すなわち、逆帯電トナーが微量ではあるが混在している。
【０００４】
このように、逆帯電トナーが混在していると、現像工程において負極性に帯電したトナーとともに感光体ドラムの表面に付着した逆帯電トナーが、転写工程において非印字部の記録媒体に転写されて発生する白地かぶりや、前記逆帯電トナーが感光体ドラムの表面に多く残ってしまい、露光又は現像に悪影響を及ぼし、印刷品位を劣化させるという問題が発生する。
【０００５】
本発明は、前記従来の問題点を解決して、異なる２つの粒子を混合した現像剤において、第１の粒子に対し、第２の粒子が帯電量の絶対値が小さいか、又は、逆帯電にすることによって、媒体上の非印字部にかぶりが発生することを防止することができ、良好な画像を形成することができる現像剤、現像剤収容体、現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのために、本発明の現像剤においては、異なる２つの粒子を混合した現像剤であって、第１の粒子に対し、第２の粒子は帯電量の絶対値が小さいか、又は、逆帯電である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、現像剤は、異なる２つの粒子を混合したものであって、第１の粒子に対し、第２の粒子が帯電量の絶対値が小さいか、又は、逆帯電である。これにより、媒体上の非印字部にかぶりが発生することを防止することができ、良好な画像を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００９】
図２は本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の概略構成図である。
【００１０】
図において、１０は画像形成装置であり、例えば、電子写真方式のプリンタ、複写機、ファクシミリ機、プリンタ、ファクシミリ機及び複写機の機能を併せ持つ複合機（ＭＦＰ：Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｒ）等であるが、いかなる種類の画像形成装置であってもよい。なお、本実施の形態においては、前記画像形成装置１０がいわゆるタンデム方式のカラー電子写真式プリンタである場合について説明する。
【００１１】
そして、画像形成装置１０内には、ＢＫ（ブラック）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）及びＣ（シアン）の４色に各々対応する現像装置２０ＢＫ、２０Ｙ、２０Ｍ及び２０Ｃが媒体２１の搬送路に沿って、搬送方向（図における左方向）に順次並ぶように配列されている。なお、現像装置２０ＢＫ、２０Ｙ、２０Ｍ及び２０Ｃの構成は同一であり、現像剤として収納されている後述されるトナー１６の色が異なる。そして、現像装置２０ＢＫ、２０Ｙ、２０Ｍ及び２０Ｃを統合的に説明する場合には、現像装置２０として説明する。また、各現像装置２０は、着脱可能な独立したユニットとして画像形成装置１０内に装着され、搬送路に沿って搬送される媒体２１上に画像を形成するようになっている。
【００１２】
ここで、２２は、記録用紙等の媒体２１を収容する給紙カセットであり、２３ａ〜２３ｘは給紙カセット２２から給紙された媒体２１を搬送するための搬送ローラであり、２４は転写ベルトであり、２６ａはアイドルローラ、２６ｂは図示されない駆動手段によって回転されることで、前記転写ベルト２４を駆動するドライブローラであり、２７ａ及び２７ｂは搬送された媒体２１をガイドする可動式の媒体走行ガイドである。
【００１３】
そして、媒体２１は、図において点線の矢印で示されるように搬送される。なお、該点線の矢印のうち、（ｍ）〜（ｑ）の部分は、両面印刷の場合の媒体２１の搬送路を示している。一方、実線の矢印は、転写ベルト２４の走行方向を示している。
【００１４】
また、２８は、前記転写ベルト２４の表面に付着した不要なトナー１６や異物を除去するための転写ベルトクリーニングブレードであり、２９は該転写ベルトクリーニングブレード２８が転写ベルト２４の表面から除去した不要なトナーや異物を回収して収容するための廃棄現像剤タンクである。
【００１５】
さらに、３１は前記媒体２１に転写されたトナー画像を媒体２１に熱及び圧力によって定着するための定着器としての定着ユニットであり、発熱ローラ３１ａ及び加圧ローラ３１ｂを備える。なお、前記発熱ローラ３１ａ及び加圧ローラ３１ｂは、アルミニウムから成る中空円筒状の芯（しん）金の周囲にシリコーンゴムの耐熱弾性層が被覆され、更にその上に、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブが被覆されている。また、前記発熱ローラ３１ａはその芯金内に図示されないハロゲンランプ等から成る加熱ヒータが配設されている。そして、前記発熱ローラ３１ａと加圧ローラ３１ｂとの間には、圧接部が形成される。さらに、前記発熱ローラ３１ａの表面温度検出手段としての図示されないサーミスタが、発熱ローラ３１ａの近傍に該発熱ローラ３１ａと非接触で配設されている。
【００１６】
また、２５ＢＫ、２５Ｙ、２５Ｍ及び２５Ｃは、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色のトナー粉体画像、すなわち、トナー像を形成する現像装置２０ＢＫ、２０Ｙ、２０Ｍ及び２０Ｃに対向して配設された転写ローラであり、金属シャフトにウレタンスポンジ層を被覆したローラである。なお、転写ローラ２５ＢＫ、２５Ｙ、２５Ｍ及び２５Ｃを統合的に説明する場合は、転写ローラ２５として説明する。
【００１７】
次に、前記現像装置２０の構成について詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の第１の実施の形態における現像装置の構成を示す図である。
【００１９】
図において、１１は、像担持体としての感光体ドラムであって、アルミニウムの金属パイプから成る導電性支持体と、電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層した有機系感光体である光導電層とを備え、駆動用の図示されないギアが配設されている。また、１２は、帯電装置としての帯電ローラであって、金属シャフトに半導電性エピクロロヒドリンゴム層を被覆したものである。さらに、１３は、露光装置としてのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）ヘッドであって、感光体ドラム１１に対向して配設されている。
【００２０】
そして、１４は現像剤担持体としての現像ローラであって、金属シャフトに半導電性ウレタンゴム層を被覆したものであり、駆動用の図示されないギアが配設されている。また、１５は現像剤供給回転体としてのトナー供給ローラであって、金属シャフトに半導電性発泡シリコンスポンジ層を被覆したものである。
【００２１】
さらに、１７は現像剤規制部材としてのステンレス製の現像ブレードである。そして、１８は現像剤回収装置としてのウレタンゴム製のクリーニングブレードであり、１９はトナー１６を収容する現像剤収容体としてのトナーカートリッジである。
【００２２】
ここで、現像剤としてのトナー１６は、結着樹脂としてポリエステル樹脂を用いたものであり、内部添加剤として帯電制御剤、離型剤、着色剤等を含み、また、外部添加剤としてのシリカ等を含むものである。
【００２３】
なお、前記感光体ドラム１１、帯電ローラ１２、現像ローラ１４、トナー供給ローラ１５及び転写ローラ２５は、図において矢印（ａ）〜（ｄ）及び（ｇ）で示される方向に回転し、これにより、感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像が、転写ベルト２４によって矢印（ｈ）で示される方向に搬送される媒体２１上に転写される。
【００２４】
次に、前記トナー１６について詳細に説明する。
【００２５】
図３は本発明の第１の実施の形態におけるトナーの性質を示す図である。
【００２６】
本実施の形態においては、現像剤としてのトナー１６を得るために、結着樹脂（ポリエステル樹脂、数平均分子量Ｍｎ＝３７００、ガラス転移温度Ｔｇ＝６２〔℃〕）を１００重量部として、図３に示される比率によって混合した。
【００２７】
この場合、離型剤としてカルナウバワックス（加藤洋行社製、カルナウバワックス１号粉末）を使用し、着色剤としてピグメント・ブルー１５．３「ＥＣＢ−３０１」（大日製化社製）を使用し、負帯電の帯電制御剤Ｉとしてサリチル酸錯体「ボントロンＥ−８４」（オリエント化学工業社製）を使用し、正帯電の帯電制御剤IIとして４級アンモニウム塩化合物「ボントロンＰ−５１」（オリエント化学工業社製）を使用した。
【００２８】
これらをヘンシェルミキサー（三井三池化工機製）を用いて混合した後、二軸押出機によって溶融混練して冷却し、直径２〔ｍｍ〕のスクリーンを有するカッターミルによって粗粉砕化した後、衝突式粉砕機「ディスパージョンセパレータ」（日本ニューマチック工業株式会社製）を用いて粉砕し、さらに、風力分級機を用いて分級を行い、母粒子となる粉体を得た。
【００２９】
次に、外添工程として、得られた粉体１００重量部に疎水性シリカＲ９７２（日本アエロジル社製、平均一次粒径１６〔ｎｍ〕）を２．５重量部添加し、１００リットル容のヘンシェルミキサーによって３２００（回転／分）の回転速度で５分間撹拌（かくはん）し、そのまま冷却した後、さらに、ヘンシェルミキサーによって３２００（回転／分）の回転速度で５分間撹拌し冷却した。この動作を繰り返して５回（回転時の総撹拌時間は２５分）行うことによって、図３に示される有色現像剤としての第１の粒子である第１トナーと、無色透明現像剤としての第２の粒子である第２トナーＡ〜Ｋを得ることができた。
【００３０】
このようにして製造した第１トナー及び第２トナーＡ〜Ｋのそれぞれの平均帯電量は、各トナーを０．６〔ｇ〕、及び、シリコンコートフェライトキャリア「ＦＬ９６１−１０２５」（パウダーテック社製）を１９．４〔ｇ〕をボールミルによって１０分間撹拌し、吸引式帯電量測定装置「Ｍｏｄｅｌ２１０ＨＳ−２Ａ」（ＴＲｅｋ社製）を用いて帯電量を測定することにより求めることができた。
【００３１】
また、第１トナー及び第２トナーＡ〜Ｋのそれぞれの体積平均粒径、すなわち、平均径については、細胞計数分析装置「コールターマルチサイザー３」（ベックマンコールター社製）を用い、アパチャー径を１００〔μｍ〕として３００００カウント測定することによって求めた。
【００３２】
さらに、ガラス転移温度であるＴｇは、示差走査カロリーメータ「ＤＳＣ−７」（パーキンエルマー社製）の昇温速度を８０〔℃〕／分に設定し、１０〔ｍｇ〕の各トナーを加熱して測定することによって求めた。
【００３３】
これにより、図３に示されるように、製造した第１トナー及び第２トナーＡ〜Ｋのそれぞれの各測定値を得ることができた。
【００３４】
次に、前記構成の画像形成装置１０の動作について説明する。
【００３５】
図示されない駆動用モータの回転が駆動用ギアを介して感光体ドラム１１に伝達され、該感光体ドラム１１は、図１において矢印（ａ）で示される方向に回転させられる。すると、感光体ドラム１１に接触している帯電ローラ１２は、矢印（ｄ）で示される方向に回転させられる。そして、ＬＥＤヘッド１３は、前記帯電ローラ１２によって帯電させられ、かつ、回転する感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成する。なお、前記ＬＥＤヘッド１３に換えてレーザー露光装置等を使用することもできる。
【００３６】
また、現像ローラ１４は、前記感光体ドラム１１に接触して配設され、かつ、図示されない駆動用モータの回転が駆動用ギアを介して伝達され、感光体ドラム１１に対して相対速度が速くなるよう矢印（ｂ）で示される方向に回転させられる。これにより、現像ローラ１４は、トナーカートリッジ１９に収容されているトナー１６を現像領域に運び、感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像にトナー１６を付着させ、静電潜像を可視像化してトナー像を形成する。なお、前記現像ローラ１４は、感光体ドラム１１との相対速度の大きさ及び回転方向を、適宜変更することもできる。
【００３７】
そして、トナー供給ローラ１５は、前記現像ローラ１４に接触又は非接触に配設され、かつ、駆動用モータの回転が駆動用ギアを介して伝達され、これにより、矢印（ｃ）で示される方向に回転させられ、トナー１６を現像ローラ１４に供給する。また、現像ブレード１７は、前記トナー供給ローラ１５によって前記現像ローラ１４に供給されたトナー１６を薄層化する。
【００３８】
さらに、転写ローラ２５は、前記感光体ドラム１１に接触して配設され、かつ、図示されない駆動用モータの回転が駆動用ギアを介して伝達され、矢印（ｇ）で示される方向に回転させられる。そして、前記転写ローラ２５には、図示されない電源によって電圧が印加され、これにより、感光体ドラム１１の表面上のトナー像を、矢印（ｈ）で示される方向に搬送される用紙、ＯＨＰシ一ト等の媒体２１に転写する。
【００３９】
また、クリーニングブレード１８は、転写工程が終了して媒体２１にトナー像が転写された後に、感光体ドラム１１上に残留したトナー１６を除去する。
【００４０】
そして、定着ユニット３１は、転写されたトナー像を媒体２１に定着させる。この場合、前記定着ユニット３１内の発熱ローラ３１ａと加圧ローラ３１ｂとが回転し、図示されない電源からの電力が加熱ヒータに供給されることによって発熱ローラ３１ａの表面が加熱され、前記媒体２１上に転写されたトナー像のトナー１６を加熱する。そして、溶融させられたトナー１６は、発熱ローラ３１ａと加圧ローラ３１ｂとによって媒体２１に押し付けられる。
【００４１】
なお、前記定着ユニット３１としては、本実施の形態におけるローラ方式の装置に限定される必要はなく、ベルトを使用したベルト方式、フィルムを使用したフィルム方式、発光エネルギーを利用するフラッシュ方式等の装置を使用することもできる。前記ローラ方式又はベルト方式の装置においては、オイル供給ローラ、オイル補給シート、オイルタンク等のオイル補給機構を備えたオイル補給定着方式によって、加熱ローラ、ベルトナー等にオイルを補給し、積極的にホットオフセット現象が発生するのを防止する。また、前記オイルとしては、特定の材料である必要はないが、一般に、シリコーンオイル、鉱物オイル等のうち比較的粘度の低いものが使用される。
【００４２】
さらに、本実施の形態に示されるように、オイルを補給することなく、オイルレス定着方式によってホットオフセット現象が発生するのを防止することもできる。
【００４３】
次に、本実施の形態における実験例について説明する。
【００４４】
図４は本発明の第１の実施の形態における印刷パターンを示す図、図５は本発明の第１の実施の形態における実験結果を示す第１の図、図６は本発明の第１の実施の形態における実験結果を示す第２の図、図７は本発明の第１の実施の形態における実験結果を示す第３の図である。
【００４５】
本発明の発明者は、第１トナーに第２トナーＡを加え１００（重量部）になるよう第１トナーと第２トナーＡとの混合の割合を変化させ、評価を行った。なお、前記第１トナーと第２トナーＡとの混合には、前記ヘンシェルミキサーを使用した。
【００４６】
混合は、回転速度１０００〔ｒｐｍ〕で９０秒（ｓｅｃ）間行なった。続いて、作成した第１トナーと第２トナーＡとを混合したトナー１６を、トナーカートリッジ１９に１５０〔ｇ〕充填（てん）し、画像形成装置１０に装着して印刷を行った。
【００４７】
この場合、画像形成装置１０の印刷速度（＝感光体ドラム線速＝通紙速度）を２００〔ｍｍ／ｓ〕に設定し、媒体２１であるＡ４標準紙（例えばＯＫＩエクセレントホワイト紙、坪量＝８０〔ｇ／ｍ2 〕）紙を横方向送り（４辺のうち長い２辺が先端と後端）で、５〔％〕ｄｕｔｙ（Ａ４用紙１枚の印刷可能範囲に全面ベタ印刷時の面積率１００〔％〕印刷のことを１００〔％〕ｄｕｔｙと表記）にして、図４に示されるような印刷パターンを印刷した。このとき、混合したトナー１６が感光体ドラム１１上で０．６〔ｍｇ／ｃｍ2 〕の層になるよう、図示されない電源によって電圧を変化させて調整を行った。
【００４８】
評価は、媒体２１に印刷された画像濃度、及び、非印字部へのかぶりを用いて行った。なお、画像濃度は、印刷した画像を分光濃度計「Ｘ−Ｒｉｔｅ５２８」（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製、Ｃ光源、視野角２〔℃〕、レスポンスＥモード）によって測定した。
【００４９】
また、かぶりについては、Ａ４標準紙で白紙を印刷し、つまり、無地の印刷データを画像形成装置１０に送信してＡ４標準紙に無地の印刷データの印刷動作を行い、媒体２１が感光体ドラム１１を通過中に画像形成装置１０の電源を切り、強制的に装置を停止させるた。この状態で、感光体ドラム１１上に残存したトナー１６を「スコッチテープ」（住友３Ｍ社製）で剥（はく）離し、トナー１６が付着したスコッチテープと未使用のスコッチテープとを同一紙上に貼（は）り付け、貼り付けたスコッチテープを対象として、分光測色計「ＣＭ−２６００ｄ」（コニカミノルタ社製）を用い、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系での色差ΔＥ＊ａｂを測定した。
【００５０】
なお、判定基準は、画像濃度の良好な範囲として１．２以上であり、かぶりについては、０．５以下を良好であるとした。
【００５１】
図５には、実験例１〜１４についての実験結果が示されている。
【００５２】
図５に示されるように、第ｌトナーに対して低い帯電量である第２トナーＡを混合した場合、該第２トナーＡを少量添加すると、かぶりに改善が見られた。また、第２トナーＡを１５（重量部）以上の割合で混合することによって、非常に良好な画像品質を得ることができた。しかし、第２トナーＡを４５（重量部）より多くの割合で混合した場合には、全トナー１６中の第１トナーの割合が小さくなり、画像濃度が低下してしまうといった副作用も生じた。
【００５３】
このように、第１トナーと第２トナーとの混合割合を適当な値に調整することによって、かぶりを改善し、良好な画像を得ることができた。
【００５４】
次に、平均径を変化させた第１トナー及び第２トナーＡ〜Ｅを使用し評価を行った。この場合、混合比（第１トナー：第２トナー）は、図５に示される実験例の評価において判定が△から○となった境界上である実験例４（第２トナーＡ〜Ｅを１５（重量部））、及び、実験例８（第２トナーＡ〜Ｅを４５（重量部））の混合比と同一にした。
【００５５】
図６には、前記実験例４及び８並びに実験例１５〜２２についての実験結果が示されている。
【００５６】
図６に示されるように、第２トナーＡ〜Ｅが１５（重量部）又は４５（重量部）のどちらの場合においても、第２トナーＡ〜Ｅの平均径が大きくなるにつれ、画像濃度の増加が見られ、かぶりに改善が見られなくなった。これは、第１トナーと第２トナーＡ〜Ｅとの接触機会が小さくなることによって、第１トナーが適度な帯電を得ることができていないことに起因する。
【００５７】
また、第２トナーＡ〜Ｅの平均径が小さくなった場合、第１トナーとの接触機会は大きくなるが、平均径の小さい第２トナーＡ〜Ｅの方が現像ブレード１７を通過しやすくなることによって、画像濃度が低下した。したがって、第１トナーに対してほぼ同じ平均径の第２トナーを混合することが望ましい。
【００５８】
さらに、第２トナーの帯電量を変化させ、同様の評価を行った。この場合、混合比は、図６に示される実験例と同様に、第２トナーが１５（重量部）又は４５（重量部）である。評価に使用したのは、第１トナー並びに第２トナーＡ及びＦ〜Ｋである。
【００５９】
図７には、前記実験例４及び８並びに実験例２３〜３４についての実験結果が示されている。
【００６０】
図７に示されるように、第２トナーが１５（重量部）又は４５（重量部）のどちらの場合においても、第１トナーと第２トナーとの帯電量の差の絶対値｜Δ｜が１０〔μＣ／ｇ〕未満のときには、かぶりに大きな改善が見られなかった。これは、粒子の帯電傾向が近傍にあるため、第２トナーがかぶりトナーになる割合が小さくなるからであると考えられる。そのため、｜Δ｜としては１０〔μＣ／ｇ〕以上であることが望ましい。
【００６１】
このように、本実施の形態においては、第１の粒子である有色現像剤としての第１トナーと、有色である第１トナーに対して、帯電量の絶対値が小さい、又は、逆帯電である第２の粒子である無色透明現像剤としての第２トナーの粒子とを適当な割合で混合することによって、非印字部におけるかぶりが画像上に現れず、良好な画像を得ることができた。
【００６２】
なお、本実施の形態においては、第２の粒子を無色透明としたが、画像形成装置１０が印刷する媒体２１の色が判明している場合は、第２の粒子を媒体２１の色とほぼ同じにすることで、媒体２１上の非印字部でのかぶりの発生を防止することができる。
【００６３】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００６４】
図８は本発明の第２の実施の形態におけるトナーの性質を示す第１の図、図９は本発明の第２の実施の形態におけるトナーの性質を示す第２の図である。
【００６５】
前記第１の実施の形態において、第２トナーは印刷品質に悪影響を与える形で現れていないが、実際には、第２トナーが記録媒体上に数多く存在している。そこで、本実施の形態では、かぶりとして存在する第２トナーを積極的に利用する。
【００６６】
前記第１の実施の形態で説明したトナー１６の製造過程において第２トナーのガラス転移温度Ｔｇを変化させるために、離型剤としてのカルナウバワックスを減量した第２トナーＬ〜Ｎを製造した。また、離型剤Ｉとしてカルナウバワックス、離型剤IIとしてパラフィンワックス「パラフィンワックス１３０」（日本精鑞社製、融点：５５〔℃〕）を混合し、前記第１の実施の形態と同様に、第２トナーＯ〜Ｓを製造した。
【００６７】
さらに、第２トナーの代わりに、離型剤III であるポリプロピレン「ＮＰ−０５６」（三井化学社製、以下「ＰＰ」と略す）を溶融し、その後、第１トナーと略同径になるよう、粉砕及び分級を行い、第２トナーの代替、すなわち、第２粒子として用意した。
【００６８】
図８には、製造した第２トナーＬ〜Ｓ、第２粒子の平均径〔μｍ〕、平均帯電量〔μＣ／ｇ〕、ガラス転移温度Ｔｇ〔℃〕及び融点Ｔｍ〔℃〕の測定結果が示されている。
【００６９】
さらに、粒子の融点Ｔｍを変化させるために、結着樹脂（ポリエステル樹脂、数平均分子量Ｍｎ＝４０００、ガラス転移温度Ｔｇ＝６２〔℃〕）として第３、第４及び第５トナーを製造した。このようにして製造したトナーの平均径、平均帯電量、ガラス転移温度Ｔｇ及び融点Ｔｍの測定結果は、図９に示されている。離型剤Ｉの添加量を増加させると、結着樹脂と離型剤Ｉとの相溶性によって、樹脂の融点が低下するので、トナーの融点Ｔｍが低下する。
【００７０】
次に、本実施の形態における実験例について説明する。
【００７１】
図１０は本発明の第２の実施の形態における実験結果を示す第１の図、図１１は本発明の第２の実施の形態における実験結果を示す第２の図である。
【００７２】
まず、本実施の形態における評価方法について詳細に説明する。
【００７３】
評価は、トナー１６を高温高湿下に放置した際、トナー１６が溶融して固着してしまうのかどうか、すなわち、保存性について、画像形成装置１０内の定着ユニット３１の温度を変化させ、媒体２１に定着するかどうか、すなわち、定着性について、及び、印刷画像の光の反射率、すなわち、光沢度について行った。
【００７４】
保存性の評価では、内径φ３０〔ｍｍ〕のアルミニウム製の円筒にトナー１６を１０〔ｇ〕充填し、上部から２０〔ｇ〕の荷重を掛け、温度５０〔℃〕、湿度５５〔％〕の高温高湿下において４８時間放置した。その後、円筒をゆっくりと取り外し、トナー１６が円筒状に固まっていたならば不良として×、固まっていなかったならば良好として○とした。
【００７５】
また、定着性の評価では、次の式（１）で定義する定着率〔％〕を用いた。
定着率〔％〕＝（剥離後濃度／剥離前濃度）×１００・・・式（１）
ここで、剥離前濃度とは、画像印刷部をＸ−Ｒｉｔｅ５２８によって測定した値である。また、剥離後濃度とは、画像印刷部にスコッチテープを貼り、その上に５０〔ｇ／ｃｍ2 〕の荷重を掛け、１０〔ｍｍ／ｓｅｃ〕の速度で１往復させた後、３０〔ｍｍ／ｓｅｃ〕の速度でスコッチテープを剥（は）がした際に、画像印刷部上に残っている画像濃度のことである。
【００７６】
この場合の評価基準は、定着率が９５〔％〕以上のときを◎、９０〔％〕以上９５〔％〕未満のときを○、それ未満のときを×とした。なお、本実施の形態において、光沢度については、ＭＵＲＡＫＡＭＩ ＣＯＬＯＲ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ ＧＬＯＳＳ ＭＥＴＥＲ（Ｔｙｐｅ ＧＭ−２６Ｄ、視野角７５度）を使用して画像印刷部の測定を行い、光沢度５〔％〕以上の場合に良好とした。また、実験に使用した画像形成装置１０は、ＭＩＣＲＯＬＩＮＥ９８００（沖データ社製）である。
【００７７】
図１０には、実験例３５〜５４についての実験結果が示され、また、図１１には、実験例５５〜６４についての実験結果が示されている。
【００７８】
図１０及び１１に示されるように、第１トナーと第２トナーのＴｇの差が３〔℃〕以上の場合には、非常に良好な定着性を得ることができた。このことから、第１トナーと第２トナーのＴｇの差を３〔℃〕以上にすることが、第２トナーに定着性向上の機能を持たせるためには望ましいことが分かる。また、第２粒子としてポリプロピレンを混合したトナー１６においても良好な定着性を得ることできた。さらに、第２粒子として、図９に示される第３〜７トナーを使用した場合、第２粒子の融点が１１０〜１４０〔℃〕であると、保存性及び光沢度ともに良好なトナーを得ることができ、混合比を変えることによって、光沢度を変化させることができる。
【００７９】
ここでは、第１粒子と第２粒子との混合比によって光沢度を可変としたが、感光体ドラム１１、現像ローラ１４、供給ローラ１５及び現像ブレード１７に印加する電圧を制御し、第２粒子のかぶりの量を制御することによっても光沢度を可変とすることができる。
【００８０】
このように、本実施の形態においては、第２トナー及び第２粒子に離型作用を付加することによって、低温定着特性を向上させ、良好なトナー１６を得ることができた。
【００８１】
なお、前記第１及び第２の実施の形態においては、画像形成装置１０がプリンタである例について説明したが、本発明は、ＭＦＰ、ファクシミリ機及び複写機にも適用することができる。
【００８２】
また、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の第１の実施の形態における現像装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の概略構成図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるトナーの性質を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における印刷パターンを示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における実験結果を示す第１の図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における実験結果を示す第２の図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における実験結果を示す第３の図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態におけるトナーの性質を示す第１の図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態におけるトナーの性質を示す第２の図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における実験結果を示す第１の図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態における実験結果を示す第２の図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０ 画像形成装置
１６ トナー
１９ トナーカートリッジ
２０ 現像装置
２１ 媒体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤、現像剤収容体、現像装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式のプリンタ、複写機、ファクシミリ機等の画像形成装置においては、帯電装置によって感光体ドラムの表面を均一に帯電させ、帯電した感光体ドラムの表面を露光装置によって露光して静電潜像を形成し、現像装置によって静電潜像にトナーを付着させて現像し、トナー像を形成する。この場合、前記現像装置内に収容されたトナーを摩擦帯電させて静電潜像に付着させている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平０８−１９４４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の画像形成装置においては、トナーを摩擦帯電させる際、特に、トナーが非磁性１成分トナーである場合、すべてのトナーの帯電極性が必ずしも一定にならない。例えば、電子写真方式の画像形成プロセスにおいて、負極性に帯電したトナーを使用する場合、負極性に帯電されず、正極性に帯電したトナー、すなわち、逆帯電トナーが微量ではあるが混在している。
【０００４】
このように、逆帯電トナーが混在していると、現像工程において負極性に帯電したトナーとともに感光体ドラムの表面に付着した逆帯電トナーが、転写工程において非印字部の記録媒体に転写されて発生する白地かぶりや、前記逆帯電トナーが感光体ドラムの表面に多く残ってしまい、露光又は現像に悪影響を及ぼし、印刷品位を劣化させるという問題が発生する。
【０００５】
本発明は、前記従来の問題点を解決して、異なる２つの粒子を混合した現像剤において、第１の粒子に対し、第２の粒子が帯電量の絶対値が小さいか、又は、逆帯電にすることによって、媒体上の非印字部にかぶりが発生することを防止することができ、良好な画像を形成することができる現像剤、現像剤収容体、現像装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのために、本発明の現像剤においては、異なる２つの粒子を混合した現像剤であって、第１の粒子に対し、第２の粒子は帯電量の絶対値が小さいか、又は、逆帯電である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、現像剤は、異なる２つの粒子を混合したものであって、第１の粒子に対し、第２の粒子が帯電量の絶対値が小さいか、又は、逆帯電である。これにより、媒体上の非印字部にかぶりが発生することを防止することができ、良好な画像を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００９】
図２は本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の概略構成図である。
【００１０】
図において、１０は画像形成装置であり、例えば、電子写真方式のプリンタ、複写機、ファクシミリ機、プリンタ、ファクシミリ機及び複写機の機能を併せ持つ複合機（ＭＦＰ：Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｒ）等であるが、いかなる種類の画像形成装置であってもよい。なお、本実施の形態においては、前記画像形成装置１０がいわゆるタンデム方式のカラー電子写真式プリンタである場合について説明する。
【００１１】
そして、画像形成装置１０内には、ＢＫ（ブラック）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）及びＣ（シアン）の４色に各々対応する現像装置２０ＢＫ、２０Ｙ、２０Ｍ及び２０Ｃが媒体２１の搬送路に沿って、搬送方向（図における左方向）に順次並ぶように配列されている。なお、現像装置２０ＢＫ、２０Ｙ、２０Ｍ及び２０Ｃの構成は同一であり、現像剤として収納されている後述されるトナー１６の色が異なる。そして、現像装置２０ＢＫ、２０Ｙ、２０Ｍ及び２０Ｃを統合的に説明する場合には、現像装置２０として説明する。また、各現像装置２０は、着脱可能な独立したユニットとして画像形成装置１０内に装着され、搬送路に沿って搬送される媒体２１上に画像を形成するようになっている。
【００１２】
ここで、２２は、記録用紙等の媒体２１を収容する給紙カセットであり、２３ａ〜２３ｘは給紙カセット２２から給紙された媒体２１を搬送するための搬送ローラであり、２４は転写ベルトであり、２６ａはアイドルローラ、２６ｂは図示されない駆動手段によって回転されることで、前記転写ベルト２４を駆動するドライブローラであり、２７ａ及び２７ｂは搬送された媒体２１をガイドする可動式の媒体走行ガイドである。
【００１３】
そして、媒体２１は、図において点線の矢印で示されるように搬送される。なお、該点線の矢印のうち、（ｍ）〜（ｑ）の部分は、両面印刷の場合の媒体２１の搬送路を示している。一方、実線の矢印は、転写ベルト２４の走行方向を示している。
【００１４】
また、２８は、前記転写ベルト２４の表面に付着した不要なトナー１６や異物を除去するための転写ベルトクリーニングブレードであり、２９は該転写ベルトクリーニングブレード２８が転写ベルト２４の表面から除去した不要なトナーや異物を回収して収容するための廃棄現像剤タンクである。
【００１５】
さらに、３１は前記媒体２１に転写されたトナー画像を媒体２１に熱及び圧力によって定着するための定着器としての定着ユニットであり、発熱ローラ３１ａ及び加圧ローラ３１ｂを備える。なお、前記発熱ローラ３１ａ及び加圧ローラ３１ｂは、アルミニウムから成る中空円筒状の芯（しん）金の周囲にシリコーンゴムの耐熱弾性層が被覆され、更にその上に、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）チューブが被覆されている。また、前記発熱ローラ３１ａはその芯金内に図示されないハロゲンランプ等から成る加熱ヒータが配設されている。そして、前記発熱ローラ３１ａと加圧ローラ３１ｂとの間には、圧接部が形成される。さらに、前記発熱ローラ３１ａの表面温度検出手段としての図示されないサーミスタが、発熱ローラ３１ａの近傍に該発熱ローラ３１ａと非接触で配設されている。
【００１６】
また、２５ＢＫ、２５Ｙ、２５Ｍ及び２５Ｃは、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色のトナー粉体画像、すなわち、トナー像を形成する現像装置２０ＢＫ、２０Ｙ、２０Ｍ及び２０Ｃに対向して配設された転写ローラであり、金属シャフトにウレタンスポンジ層を被覆したローラである。なお、転写ローラ２５ＢＫ、２５Ｙ、２５Ｍ及び２５Ｃを統合的に説明する場合は、転写ローラ２５として説明する。
【００１７】
次に、前記現像装置２０の構成について詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の第１の実施の形態における現像装置の構成を示す図である。
【００１９】
図において、１１は、像担持体としての感光体ドラムであって、アルミニウムの金属パイプから成る導電性支持体と、電荷発生層及び電荷輸送層を順次積層した有機系感光体である光導電層とを備え、駆動用の図示されないギアが配設されている。また、１２は、帯電装置としての帯電ローラであって、金属シャフトに半導電性エピクロロヒドリンゴム層を被覆したものである。さらに、１３は、露光装置としてのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）ヘッドであって、感光体ドラム１１に対向して配設されている。
【００２０】
そして、１４は現像剤担持体としての現像ローラであって、金属シャフトに半導電性ウレタンゴム層を被覆したものであり、駆動用の図示されないギアが配設されている。また、１５は現像剤供給回転体としてのトナー供給ローラであって、金属シャフトに半導電性発泡シリコンスポンジ層を被覆したものである。
【００２１】
さらに、１７は現像剤規制部材としてのステンレス製の現像ブレードである。そして、１８は現像剤回収装置としてのウレタンゴム製のクリーニングブレードであり、１９はトナー１６を収容する現像剤収容体としてのトナーカートリッジである。
【００２２】
ここで、現像剤としてのトナー１６は、結着樹脂としてポリエステル樹脂を用いたものであり、内部添加剤として帯電制御剤、離型剤、着色剤等を含み、また、外部添加剤としてのシリカ等を含むものである。
【００２３】
なお、前記感光体ドラム１１、帯電ローラ１２、現像ローラ１４、トナー供給ローラ１５及び転写ローラ２５は、図において矢印（ａ）〜（ｄ）及び（ｇ）で示される方向に回転し、これにより、感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像が、転写ベルト２４によって矢印（ｈ）で示される方向に搬送される媒体２１上に転写される。
【００２４】
次に、前記トナー１６について詳細に説明する。
【００２５】
図３は本発明の第１の実施の形態におけるトナーの性質を示す図である。
【００２６】
本実施の形態においては、現像剤としてのトナー１６を得るために、結着樹脂（ポリエステル樹脂、数平均分子量Ｍｎ＝３７００、ガラス転移温度Ｔｇ＝６２〔℃〕）を１００重量部として、図３に示される比率によって混合した。
【００２７】
この場合、離型剤としてカルナウバワックス（加藤洋行社製、カルナウバワックス１号粉末）を使用し、着色剤としてピグメント・ブルー１５．３「ＥＣＢ−３０１」（大日製化社製）を使用し、負帯電の帯電制御剤Ｉとしてサリチル酸錯体「ボントロンＥ−８４」（オリエント化学工業社製）を使用し、正帯電の帯電制御剤IIとして４級アンモニウム塩化合物「ボントロンＰ−５１」（オリエント化学工業社製）を使用した。
【００２８】
これらをヘンシェルミキサー（三井三池化工機製）を用いて混合した後、二軸押出機によって溶融混練して冷却し、直径２〔ｍｍ〕のスクリーンを有するカッターミルによって粗粉砕化した後、衝突式粉砕機「ディスパージョンセパレータ」（日本ニューマチック工業株式会社製）を用いて粉砕し、さらに、風力分級機を用いて分級を行い、母粒子となる粉体を得た。
【００２９】
次に、外添工程として、得られた粉体１００重量部に疎水性シリカＲ９７２（日本アエロジル社製、平均一次粒径１６〔ｎｍ〕）を２．５重量部添加し、１００リットル容のヘンシェルミキサーによって３２００（回転／分）の回転速度で５分間撹拌（かくはん）し、そのまま冷却した後、さらに、ヘンシェルミキサーによって３２００（回転／分）の回転速度で５分間撹拌し冷却した。この動作を繰り返して５回（回転時の総撹拌時間は２５分）行うことによって、図３に示される有色現像剤としての第１の粒子である第１トナーと、無色透明現像剤としての第２の粒子である第２トナーＡ〜Ｋを得ることができた。
【００３０】
このようにして製造した第１トナー及び第２トナーＡ〜Ｋのそれぞれの平均帯電量は、各トナーを０．６〔ｇ〕、及び、シリコンコートフェライトキャリア「ＦＬ９６１−１０２５」（パウダーテック社製）を１９．４〔ｇ〕をボールミルによって１０分間撹拌し、吸引式帯電量測定装置「Ｍｏｄｅｌ２１０ＨＳ−２Ａ」（ＴＲｅｋ社製）を用いて帯電量を測定することにより求めることができた。
【００３１】
また、第１トナー及び第２トナーＡ〜Ｋのそれぞれの体積平均粒径、すなわち、平均径については、細胞計数分析装置「コールターマルチサイザー３」（ベックマンコールター社製）を用い、アパチャー径を１００〔μｍ〕として３００００カウント測定することによって求めた。
【００３２】
さらに、ガラス転移温度であるＴｇは、示差走査カロリーメータ「ＤＳＣ−７」（パーキンエルマー社製）の昇温速度を８０〔℃〕／分に設定し、１０〔ｍｇ〕の各トナーを加熱して測定することによって求めた。
【００３３】
これにより、図３に示されるように、製造した第１トナー及び第２トナーＡ〜Ｋのそれぞれの各測定値を得ることができた。
【００３４】
次に、前記構成の画像形成装置１０の動作について説明する。
【００３５】
図示されない駆動用モータの回転が駆動用ギアを介して感光体ドラム１１に伝達され、該感光体ドラム１１は、図１において矢印（ａ）で示される方向に回転させられる。すると、感光体ドラム１１に接触している帯電ローラ１２は、矢印（ｄ）で示される方向に回転させられる。そして、ＬＥＤヘッド１３は、前記帯電ローラ１２によって帯電させられ、かつ、回転する感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成する。なお、前記ＬＥＤヘッド１３に換えてレーザー露光装置等を使用することもできる。
【００３６】
また、現像ローラ１４は、前記感光体ドラム１１に接触して配設され、かつ、図示されない駆動用モータの回転が駆動用ギアを介して伝達され、感光体ドラム１１に対して相対速度が速くなるよう矢印（ｂ）で示される方向に回転させられる。これにより、現像ローラ１４は、トナーカートリッジ１９に収容されているトナー１６を現像領域に運び、感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像にトナー１６を付着させ、静電潜像を可視像化してトナー像を形成する。なお、前記現像ローラ１４は、感光体ドラム１１との相対速度の大きさ及び回転方向を、適宜変更することもできる。
【００３７】
そして、トナー供給ローラ１５は、前記現像ローラ１４に接触又は非接触に配設され、かつ、駆動用モータの回転が駆動用ギアを介して伝達され、これにより、矢印（ｃ）で示される方向に回転させられ、トナー１６を現像ローラ１４に供給する。また、現像ブレード１７は、前記トナー供給ローラ１５によって前記現像ローラ１４に供給されたトナー１６を薄層化する。
【００３８】
さらに、転写ローラ２５は、前記感光体ドラム１１に接触して配設され、かつ、図示されない駆動用モータの回転が駆動用ギアを介して伝達され、矢印（ｇ）で示される方向に回転させられる。そして、前記転写ローラ２５には、図示されない電源によって電圧が印加され、これにより、感光体ドラム１１の表面上のトナー像を、矢印（ｈ）で示される方向に搬送される用紙、ＯＨＰシ一ト等の媒体２１に転写する。
【００３９】
また、クリーニングブレード１８は、転写工程が終了して媒体２１にトナー像が転写された後に、感光体ドラム１１上に残留したトナー１６を除去する。
【００４０】
そして、定着ユニット３１は、転写されたトナー像を媒体２１に定着させる。この場合、前記定着ユニット３１内の発熱ローラ３１ａと加圧ローラ３１ｂとが回転し、図示されない電源からの電力が加熱ヒータに供給されることによって発熱ローラ３１ａの表面が加熱され、前記媒体２１上に転写されたトナー像のトナー１６を加熱する。そして、溶融させられたトナー１６は、発熱ローラ３１ａと加圧ローラ３１ｂとによって媒体２１に押し付けられる。
【００４１】
なお、前記定着ユニット３１としては、本実施の形態におけるローラ方式の装置に限定される必要はなく、ベルトを使用したベルト方式、フィルムを使用したフィルム方式、発光エネルギーを利用するフラッシュ方式等の装置を使用することもできる。前記ローラ方式又はベルト方式の装置においては、オイル供給ローラ、オイル補給シート、オイルタンク等のオイル補給機構を備えたオイル補給定着方式によって、加熱ローラ、ベルトナー等にオイルを補給し、積極的にホットオフセット現象が発生するのを防止する。また、前記オイルとしては、特定の材料である必要はないが、一般に、シリコーンオイル、鉱物オイル等のうち比較的粘度の低いものが使用される。
【００４２】
さらに、本実施の形態に示されるように、オイルを補給することなく、オイルレス定着方式によってホットオフセット現象が発生するのを防止することもできる。
【００４３】
次に、本実施の形態における実験例について説明する。
【００４４】
図４は本発明の第１の実施の形態における印刷パターンを示す図、図５は本発明の第１の実施の形態における実験結果を示す第１の図、図６は本発明の第１の実施の形態における実験結果を示す第２の図、図７は本発明の第１の実施の形態における実験結果を示す第３の図である。
【００４５】
本発明の発明者は、第１トナーに第２トナーＡを加え１００（重量部）になるよう第１トナーと第２トナーＡとの混合の割合を変化させ、評価を行った。なお、前記第１トナーと第２トナーＡとの混合には、前記ヘンシェルミキサーを使用した。
【００４６】
混合は、回転速度１０００〔ｒｐｍ〕で９０秒（ｓｅｃ）間行なった。続いて、作成した第１トナーと第２トナーＡとを混合したトナー１６を、トナーカートリッジ１９に１５０〔ｇ〕充填（てん）し、画像形成装置１０に装着して印刷を行った。
【００４７】
この場合、画像形成装置１０の印刷速度（＝感光体ドラム線速＝通紙速度）を２００〔ｍｍ／ｓ〕に設定し、媒体２１であるＡ４標準紙（例えばＯＫＩエクセレントホワイト紙、坪量＝８０〔ｇ／ｍ2 〕）紙を横方向送り（４辺のうち長い２辺が先端と後端）で、５〔％〕ｄｕｔｙ（Ａ４用紙１枚の印刷可能範囲に全面ベタ印刷時の面積率１００〔％〕印刷のことを１００〔％〕ｄｕｔｙと表記）にして、図４に示されるような印刷パターンを印刷した。このとき、混合したトナー１６が感光体ドラム１１上で０．６〔ｍｇ／ｃｍ2 〕の層になるよう、図示されない電源によって電圧を変化させて調整を行った。
【００４８】
評価は、媒体２１に印刷された画像濃度、及び、非印字部へのかぶりを用いて行った。なお、画像濃度は、印刷した画像を分光濃度計「Ｘ−Ｒｉｔｅ５２８」（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製、Ｃ光源、視野角２〔℃〕、レスポンスＥモード）によって測定した。
【００４９】
また、かぶりについては、Ａ４標準紙で白紙を印刷し、つまり、無地の印刷データを画像形成装置１０に送信してＡ４標準紙に無地の印刷データの印刷動作を行い、媒体２１が感光体ドラム１１を通過中に画像形成装置１０の電源を切り、強制的に装置を停止させるた。この状態で、感光体ドラム１１上に残存したトナー１６を「スコッチテープ」（住友３Ｍ社製）で剥（はく）離し、トナー１６が付着したスコッチテープと未使用のスコッチテープとを同一紙上に貼（は）り付け、貼り付けたスコッチテープを対象として、分光測色計「ＣＭ−２６００ｄ」（コニカミノルタ社製）を用い、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系での色差ΔＥ＊ａｂを測定した。
【００５０】
なお、判定基準は、画像濃度の良好な範囲として１．２以上であり、かぶりについては、０．５以下を良好であるとした。
【００５１】
図５には、実験例１〜１４についての実験結果が示されている。
【００５２】
図５に示されるように、第ｌトナーに対して低い帯電量である第２トナーＡを混合した場合、該第２トナーＡを少量添加すると、かぶりに改善が見られた。また、第２トナーＡを１５（重量部）以上の割合で混合することによって、非常に良好な画像品質を得ることができた。しかし、第２トナーＡを４５（重量部）より多くの割合で混合した場合には、全トナー１６中の第１トナーの割合が小さくなり、画像濃度が低下してしまうといった副作用も生じた。
【００５３】
このように、第１トナーと第２トナーとの混合割合を適当な値に調整することによって、かぶりを改善し、良好な画像を得ることができた。
【００５４】
次に、平均径を変化させた第１トナー及び第２トナーＡ〜Ｅを使用し評価を行った。この場合、混合比（第１トナー：第２トナー）は、図５に示される実験例の評価において判定が△から○となった境界上である実験例４（第２トナーＡ〜Ｅを１５（重量部））、及び、実験例８（第２トナーＡ〜Ｅを４５（重量部））の混合比と同一にした。
【００５５】
図６には、前記実験例４及び８並びに実験例１５〜２２についての実験結果が示されている。
【００５６】
図６に示されるように、第２トナーＡ〜Ｅが１５（重量部）又は４５（重量部）のどちらの場合においても、第２トナーＡ〜Ｅの平均径が大きくなるにつれ、画像濃度の増加が見られ、かぶりに改善が見られなくなった。これは、第１トナーと第２トナーＡ〜Ｅとの接触機会が小さくなることによって、第１トナーが適度な帯電を得ることができていないことに起因する。
【００５７】
また、第２トナーＡ〜Ｅの平均径が小さくなった場合、第１トナーとの接触機会は大きくなるが、平均径の小さい第２トナーＡ〜Ｅの方が現像ブレード１７を通過しやすくなることによって、画像濃度が低下した。したがって、第１トナーに対してほぼ同じ平均径の第２トナーを混合することが望ましい。
【００５８】
さらに、第２トナーの帯電量を変化させ、同様の評価を行った。この場合、混合比は、図６に示される実験例と同様に、第２トナーが１５（重量部）又は４５（重量部）である。評価に使用したのは、第１トナー並びに第２トナーＡ及びＦ〜Ｋである。
【００５９】
図７には、前記実験例４及び８並びに実験例２３〜３４についての実験結果が示されている。
【００６０】
図７に示されるように、第２トナーが１５（重量部）又は４５（重量部）のどちらの場合においても、第１トナーと第２トナーとの帯電量の差の絶対値｜Δ｜が１０〔μＣ／ｇ〕未満のときには、かぶりに大きな改善が見られなかった。これは、粒子の帯電傾向が近傍にあるため、第２トナーがかぶりトナーになる割合が小さくなるからであると考えられる。そのため、｜Δ｜としては１０〔μＣ／ｇ〕以上であることが望ましい。
【００６１】
このように、本実施の形態においては、第１の粒子である有色現像剤としての第１トナーと、有色である第１トナーに対して、帯電量の絶対値が小さい、又は、逆帯電である第２の粒子である無色透明現像剤としての第２トナーの粒子とを適当な割合で混合することによって、非印字部におけるかぶりが画像上に現れず、良好な画像を得ることができた。
【００６２】
なお、本実施の形態においては、第２の粒子を無色透明としたが、画像形成装置１０が印刷する媒体２１の色が判明している場合は、第２の粒子を媒体２１の色とほぼ同じにすることで、媒体２１上の非印字部でのかぶりの発生を防止することができる。
【００６３】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００６４】
図８は本発明の第２の実施の形態におけるトナーの性質を示す第１の図、図９は本発明の第２の実施の形態におけるトナーの性質を示す第２の図である。
【００６５】
前記第１の実施の形態において、第２トナーは印刷品質に悪影響を与える形で現れていないが、実際には、第２トナーが記録媒体上に数多く存在している。そこで、本実施の形態では、かぶりとして存在する第２トナーを積極的に利用する。
【００６６】
前記第１の実施の形態で説明したトナー１６の製造過程において第２トナーのガラス転移温度Ｔｇを変化させるために、離型剤としてのカルナウバワックスを減量した第２トナーＬ〜Ｎを製造した。また、離型剤Ｉとしてカルナウバワックス、離型剤IIとしてパラフィンワックス「パラフィンワックス１３０」（日本精鑞社製、融点：５５〔℃〕）を混合し、前記第１の実施の形態と同様に、第２トナーＯ〜Ｓを製造した。
【００６７】
さらに、第２トナーの代わりに、離型剤III であるポリプロピレン「ＮＰ−０５６」（三井化学社製、以下「ＰＰ」と略す）を溶融し、その後、第１トナーと略同径になるよう、粉砕及び分級を行い、第２トナーの代替、すなわち、第２粒子として用意した。
【００６８】
図８には、製造した第２トナーＬ〜Ｓ、第２粒子の平均径〔μｍ〕、平均帯電量〔μＣ／ｇ〕、ガラス転移温度Ｔｇ〔℃〕及び融点Ｔｍ〔℃〕の測定結果が示されている。
【００６９】
さらに、粒子の融点Ｔｍを変化させるために、結着樹脂（ポリエステル樹脂、数平均分子量Ｍｎ＝４０００、ガラス転移温度Ｔｇ＝６２〔℃〕）として第３、第４及び第５トナーを製造した。このようにして製造したトナーの平均径、平均帯電量、ガラス転移温度Ｔｇ及び融点Ｔｍの測定結果は、図９に示されている。離型剤Ｉの添加量を増加させると、結着樹脂と離型剤Ｉとの相溶性によって、樹脂の融点が低下するので、トナーの融点Ｔｍが低下する。
【００７０】
次に、本実施の形態における実験例について説明する。
【００７１】
図１０は本発明の第２の実施の形態における実験結果を示す第１の図、図１１は本発明の第２の実施の形態における実験結果を示す第２の図である。
【００７２】
まず、本実施の形態における評価方法について詳細に説明する。
【００７３】
評価は、トナー１６を高温高湿下に放置した際、トナー１６が溶融して固着してしまうのかどうか、すなわち、保存性について、画像形成装置１０内の定着ユニット３１の温度を変化させ、媒体２１に定着するかどうか、すなわち、定着性について、及び、印刷画像の光の反射率、すなわち、光沢度について行った。
【００７４】
保存性の評価では、内径φ３０〔ｍｍ〕のアルミニウム製の円筒にトナー１６を１０〔ｇ〕充填し、上部から２０〔ｇ〕の荷重を掛け、温度５０〔℃〕、湿度５５〔％〕の高温高湿下において４８時間放置した。その後、円筒をゆっくりと取り外し、トナー１６が円筒状に固まっていたならば不良として×、固まっていなかったならば良好として○とした。
【００７５】
また、定着性の評価では、次の式（１）で定義する定着率〔％〕を用いた。
定着率〔％〕＝（剥離後濃度／剥離前濃度）×１００・・・式（１）
ここで、剥離前濃度とは、画像印刷部をＸ−Ｒｉｔｅ５２８によって測定した値である。また、剥離後濃度とは、画像印刷部にスコッチテープを貼り、その上に５０〔ｇ／ｃｍ2 〕の荷重を掛け、１０〔ｍｍ／ｓｅｃ〕の速度で１往復させた後、３０〔ｍｍ／ｓｅｃ〕の速度でスコッチテープを剥（は）がした際に、画像印刷部上に残っている画像濃度のことである。
【００７６】
この場合の評価基準は、定着率が９５〔％〕以上のときを◎、９０〔％〕以上９５〔％〕未満のときを○、それ未満のときを×とした。なお、本実施の形態において、光沢度については、ＭＵＲＡＫＡＭＩ ＣＯＬＯＲ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ ＧＬＯＳＳ ＭＥＴＥＲ（Ｔｙｐｅ ＧＭ−２６Ｄ、視野角７５度）を使用して画像印刷部の測定を行い、光沢度５〔％〕以上の場合に良好とした。また、実験に使用した画像形成装置１０は、ＭＩＣＲＯＬＩＮＥ９８００（沖データ社製）である。
【００７７】
図１０には、実験例３５〜５４についての実験結果が示され、また、図１１には、実験例５５〜６４についての実験結果が示されている。
【００７８】
図１０及び１１に示されるように、第１トナーと第２トナーのＴｇの差が３〔℃〕以上の場合には、非常に良好な定着性を得ることができた。このことから、第１トナーと第２トナーのＴｇの差を３〔℃〕以上にすることが、第２トナーに定着性向上の機能を持たせるためには望ましいことが分かる。また、第２粒子としてポリプロピレンを混合したトナー１６においても良好な定着性を得ることできた。さらに、第２粒子として、図９に示される第３〜７トナーを使用した場合、第２粒子の融点が１１０〜１４０〔℃〕であると、保存性及び光沢度ともに良好なトナーを得ることができ、混合比を変えることによって、光沢度を変化させることができる。
【００７９】
ここでは、第１粒子と第２粒子との混合比によって光沢度を可変としたが、感光体ドラム１１、現像ローラ１４、供給ローラ１５及び現像ブレード１７に印加する電圧を制御し、第２粒子のかぶりの量を制御することによっても光沢度を可変とすることができる。
【００８０】
このように、本実施の形態においては、第２トナー及び第２粒子に離型作用を付加することによって、低温定着特性を向上させ、良好なトナー１６を得ることができた。
【００８１】
なお、前記第１及び第２の実施の形態においては、画像形成装置１０がプリンタである例について説明したが、本発明は、ＭＦＰ、ファクシミリ機及び複写機にも適用することができる。
【００８２】
また、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の第１の実施の形態における現像装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の概略構成図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるトナーの性質を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における印刷パターンを示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における実験結果を示す第１の図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における実験結果を示す第２の図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における実験結果を示す第３の図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態におけるトナーの性質を示す第１の図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態におけるトナーの性質を示す第２の図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における実験結果を示す第１の図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態における実験結果を示す第２の図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０ 画像形成装置
１６ トナー
１９ トナーカートリッジ
２０ 現像装置
２１ 媒体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる２つの粒子を混合した現像剤であって、
第１の粒子に対し、第２の粒子は帯電量の絶対値が小さいか、又は、逆帯電であることを特徴とする現像剤。
【請求項２】
前記異なる２つの粒子は、第１の粒子が有色であり、第２の粒子が無色である請求項１に記載の現像剤。
【請求項３】
前記異なる２つの粒子は、第１の粒子が有色であり、第２の粒子が媒体と略同色である請求項１に記載の現像剤。
【請求項４】
前記第１の粒子と第２の粒子との混合割合が８５：１５〜５５：４５である請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像剤。
【請求項５】
前記第１の粒子と第２の粒子との帯電量の差の絶対値が１０〔μＣ／ｇ〕以上である請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像剤。
【請求項６】
前記第ｌの粒子と第２の粒子との粒子径が略同径である請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像剤。
【請求項７】
前記第１の粒子に対し、第２の粒子のガラス転移温度が低い請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像剤。
【請求項８】
前記第１及び第２の粒子のガラス転移温度が６０〜７０〔℃〕であり、前記第１の粒子と第２の粒子とのガラス転移温度の差が３〔℃〕以上である請求項１〜７のいずれか１項に記載の現像剤。
【請求項９】
前記第１の粒子に対し、第２の粒子の融点が高い請求項１〜８のいずれか１項に記載の現像剤。
【請求項１０】
前記第１及び第２の粒子の融点が１１０〜１４０〔℃〕である請求項１〜９のいずれか１項に記載の現像剤。
【請求項１１】
前記第２の粒子が離型剤である請求項１〜１０のいずれか１項に記載の現像剤。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の現像剤を収納することを特徴とする現像剤収容体。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の現像剤と、請求項１２に記載の現像剤収容体とを有することを特微とする現像装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載する現像装置を有し、該現像装置により媒体に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
異なる２つの粒子を混合した現像剤であって、
第１の粒子に対し、第２の粒子は帯電量の絶対値が小さいか、又は、逆帯電であることを特徴とする現像剤。
【請求項２】
前記異なる２つの粒子は、第１の粒子が有色であり、第２の粒子が無色である請求項１に記載の現像剤。
【請求項３】
前記異なる２つの粒子は、第１の粒子が有色であり、第２の粒子が媒体と略同色である請求項１に記載の現像剤。
【請求項４】
前記第１の粒子と第２の粒子との混合割合が８５：１５〜５５：４５である請求項１〜３のいずれか１項に記載の現像剤。
【請求項５】
前記第１の粒子と第２の粒子との帯電量の差の絶対値が１０〔μＣ／ｇ〕以上である請求項１〜４のいずれか１項に記載の現像剤。
【請求項６】
前記第ｌの粒子と第２の粒子との粒子径が略同径である請求項１〜５のいずれか１項に記載の現像剤。
【請求項７】
前記第１の粒子に対し、第２の粒子のガラス転移温度が低い請求項１〜６のいずれか１項に記載の現像剤。
【請求項８】
前記第１及び第２の粒子のガラス転移温度が６０〜７０〔℃〕であり、前記第１の粒子と第２の粒子とのガラス転移温度の差が３〔℃〕以上である請求項１〜７のいずれか１項に記載の現像剤。
【請求項９】
前記第１の粒子に対し、第２の粒子の融点が高い請求項１〜８のいずれか１項に記載の現像剤。
【請求項１０】
前記第１及び第２の粒子の融点が１１０〜１４０〔℃〕である請求項１〜９のいずれか１項に記載の現像剤。
【請求項１１】
前記第２の粒子が離型剤である請求項１〜１０のいずれか１項に記載の現像剤。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の現像剤を収納することを特徴とする現像剤収容体。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の現像剤と、請求項１２に記載の現像剤収容体とを有することを特微とする現像装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載する現像装置を有し、該現像装置により媒体に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−８５１９（Ｐ２０１０−８５１９Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６５１９６（Ｐ２００８−１６５１９６）
【出願日】平成２０年６月２５日（２００８．６．２５）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２５日（２００８．６．２５）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
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