(57)【要約】【課題】簡単な構造で、粉体収容器から落下した粉体が粉体搬送管へ直接流入することを防止して流れ込み現象を適切に抑制することが可能な粉体搬送装置及びこれを備えるプロセスカートリッジ並びに画像形成装置を提供する。【解決手段】トナー受け部４４Ｙと搬送パイプ４３Ｙとの連結部４４Ｙｂを、トナー受け部４４Ｙの供給口４４Ｙａから落下供給されるトナーの落下領域４４Ｙｃから外側にずれた位置に配設している。従って、トナー受け部４４Ｙの供給口４４Ｙａから矢印Ｂで示すように落下供給されるトナーＴは、トナー受け部４４Ｙの落下領域４４Ｙｃの底部４４Ｙｄに貯留され、トナーＴの落下力が弱められた状態で、連結部４４Ｙｂに供給されることになる。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を粉体収容器から収容する粉体収容部と、当該粉体収容部に連結されて当該粉体収容部内の粉体を当該粉体収容部よりも下方にある搬送先に導くための粉体搬送管と、当該粉体搬送管内に収容され、回転運動によって搬送方向下流側に移動する移動力を前記粉体に付与して粉体を移動する粉体搬送用部材とを備え、前記粉体収容部内の粉体を前記粉体搬送管に通じて前記搬送先に搬送する粉体搬送装置において、
前記粉体搬送管と粉体収容部との連結部を、前記粉体収容器から粉体を供給する前記粉体収容部の供給口からの粉体の落下領域から外方位置に配設したことを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項２】
請求項１記載の粉体搬送装置において、
前記連結部は、前記粉体収容部の粉体の落下領域の底部よりも高い位置に配設されていることを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の粉体搬送装置において、
前記粉体収容部内に、当該粉体収容部内の粉体を攪拌しながら前記連結部に供給する攪拌部材を配設したことを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の粉体搬送装置において、
前記粉体は、画像形成装置に使用されるトナーであることを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項５】
請求項４記載の粉体搬送装置において、
前記トナーは、加速凝集度が４０％以下のトナーであることを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項６】
請求項４又は５記載の粉体搬送装置において、
前記トナーは、平均円形度が０．９０以上のトナーであることを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれか１項記載の粉体搬送装置において、
前記トナーは、体積平均粒径が３〜８μｍで、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にあるトナーであることを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項８】
請求項４乃至７のいずれか１項記載の粉体搬送装置において、
前記トナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーであることを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項９】
静電潜像を担持する像担持体と、少なくともトナーを含有する現像剤を収容して、当該像担持体の静電潜像に前記現像剤中のトナーを供給して前記静電潜像をトナー像化する現像装置とを一体に構成したプロセスカートリッジにおいて、
当該プロセスカートリッジは、前記トナーを収容するトナー収容容器から前記現像装置に前記トナーを搬送する粉体搬送装置を備えており、
当該粉体搬送装置は、請求項４乃至８のいずれか１項記載の粉体搬送装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１０】
静電潜像を担持する像担持体と、少なくともトナーを含有する現像剤を収容して、当該像担持体の静電潜像に前記現像剤中のトナーを供給して前記静電潜像をトナー像化する現像装置と、前記トナーを収容するトナー収容容器から前記現像装置に前記トナーを搬送する粉体搬送装置とを備えた画像形成装置において、
前記粉体搬送装置は、請求項４乃至８のいずれか１項記載の粉体搬送装置であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の画像形成装置において、
前記像担持体と前記現像装置とは一体に構成されたプロセスカートリッジであることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置で使用されるトナー等の粉体を、粉体収容部から下方にある搬送先に向けて粉体搬送管を介して搬送する粉体搬送装置及びこれを備えるプロセスカートリッジ並びに画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置においては、粉体であるトナーをトナー収容器から現像装置に搬送するトナー搬送装置を用いるものが知られている。このトナー搬送装置は、トナー収容器からトナーを排出するトナー排出手段や、感光体等の像担持体に担持された潜像をトナー像に現像する現像装置内と上記トナー収容器とを接続する搬送管などを備えている。
上記トナー排出手段を必要に応じて作動させ、トナー収容器に収容されているトナーを上記搬送管内に排出し、この搬送管を介して上記現像装置内に直接トナーを搬送する。かかるトナー搬送装置を用いる画像形成装置において、トナー収容器を現像装置よりも低い位置に配設したとする。そうすると、トナー収容器から搬送管内に通した粉体たるトナーを、現像器に向けて重力に逆らって持ち上げるように搬送する必要が生ずるため、搬送効率が悪くなったり、搬送管内にトナーを詰まらせ易くなったりする。
そこで、トナー収容器については、現像装置よりも高い位置に配設して、トナーを重力方向に搬送させるようにするのが一般的である。このような重力方向の搬送を行うトナー搬送装置としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。このトナー搬送装置は、トナー排出手段によってトナー収容器たるトナーボックスから搬送管内に排出したトナーを、自重で落下させて現像器内に送り込んでいる。
【０００３】
ところが、このトナー搬送装置では、トナーボックスから搬送管内に排出されたトナーが管内壁に堆積した後、ある程度まとまった量になった時点で現像装置内に一気に流れ込むおそれがあった。このようにトナーを一気に流れ込ませると、例えばトナーと磁性キャリアとを含有する２成分現像剤を用いる２成分現像方式では、２成分現像剤のトナー濃度を正確に制御することが困難になる。
また、例えば磁性キャリアを用いずにトナーだけを用いる１成分現像方式では、現像器内で十分に摩擦帯電していないトナーの割合を一気に増やして、像担持体の非画像部にトナーを付着させるいわゆる地汚れを引き起こし易くなる。トナーボックスと現像装置とを近接配設して搬送管の長さをできるだけ短くしてトナーを堆積させないようにすれば、搬送管内から現像器へのトナーの急激な流れ込みを抑えることはできる。しかし、近接配設という制約によって画像形成装置内のレイアウト自由度を悪化させてしまう。
そこで、他の装置のレイアウトに悪影響を及ぼすことなく、粉体の補給の安定化をはかるために、搬送管内にトナーに対して搬送力を与える回転するコイルを配設し、さらに、当該搬送管内に管内粉体通過規制部材を配設することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−３００９７号公報
【特許文献２】特開２００５−２４６６５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献２記載のものでも充分にトナーの流れ込みを抑制することができないという問題がある。
即ち、特許文献２記載のものでは、トナー搬送管内にトナーが無い状態でトナーを送り込むと、流動性の良いトナーは、トナー搬送管内に留まらず、仮に、トナー搬送部材の駆動を途中で止めても、トナーがトナー収容器の出口から現像装置内に一気に流れ出てしまう（以降この現象を「流れ込み現象」と呼ぶ）。特許文献２記載のものでもこの現象を抑制するために、搬送管内に管内粉体規制部材を配設している。しかしながら、画質向上に対する市場の要求が高まる昨今では、トナー粉体の粒径が縮小化されたり、加速凝集度を下げる傾向にあり、このようなトナー粉体を使用する場合には、特許文献２記載のものでも、流れ込みを止めることは出来ない。
このような流れ込みは、トナー搬送部材の回転数が速い時やトナーがトナー収容部材の中で良く攪拌され（空気と混ぜられ）、トナーの流動性が更に上がっている時やトナー収容部内のトナー重量が大きい時等に発生しやすい。そのため、従来、トナー搬送管をトナー粉体で満たすために、トナー搬送部材の駆動時間として、ＯＮ時間を短く、ＯＦＦ時間を長くとり、それを複数回繰り返す制御を行って対策している（例えば、ＯＮ時間を０．３秒、ＯＦＦ時間を３秒としてこれを繰り返す）。
また、更にトナー搬送部材の回転数を早くする場合には、上述のような、トナー搬送部材の駆動時間の制御だけでは流れ込みが止められない。そのため、トナー収容部内のトナー重量の規制、例えば、トナー収容部内のトナー重量が１２０ｇ以上の場合で流れ込みが発生する場合には、初期充填用トナー収容部のトナー重量を９０ｇ以下に規制することで対策している。
【０００５】
いずれの場合も、トナー粉体がトナー搬送管内に存在している時には、上記流れ込みの条件が揃っても流れ込みは発生しないために、客先着荷時にトナー搬送管をトナー粉体で満たし、以降は、トナー搬送管内に必ずトナーが残るように制御しなければならず、その制御が煩雑であった。
さらに、従来では、収容部のトナーの集約性、トナーの使いきりの観点からトナー搬送管は、トナー収容器からトナー粉体が供給されるトナー収容部の供給口直下、即ち、供給口からの粉体の落下領域内に配置するのが機能的で一般的あった。しかしながら、機械の小型化、カラー化、高画質化の傾向から、前述したように、トナーの小粒径化、流動性（分散性）の向上が進められており、上記のように、トナー搬送管をトナー収容部の供給口の直下に配置すると、トナー収容器から流動性の高いトナー粉体がトナー収容部へ落下した際に、トナー搬送管へ直接流入し、流れ込みが発生してしまう問題があった。
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、簡単な構造で、粉体収容器から落下した粉体が粉体搬送管へ直接流入することを防止して流れ込み現象を適切に抑制することが可能な粉体搬送装置及びこれを備えるプロセスカートリッジ並びに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】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、粉体を粉体収容器から収容する粉体収容部と、当該粉体収容部に連結されて当該粉体収容部内の粉体を当該粉体収容部よりも下方にある搬送先に導くための粉体搬送管と、当該粉体搬送管内に収容され、回転運動によって搬送方向下流側に移動する移動力を前記粉体に付与して粉体を移動する粉体搬送用部材とを備え、前記粉体収容部内の粉体を前記粉体搬送管に通じて前記搬送先に搬送する粉体搬送装置において、前記粉体搬送管と粉体収容部との連結部を、前記粉体収容器から粉体を供給する前記粉体収容部の供給口からの粉体の落下領域から外方位置に配設したことを特徴とする。
また、請求項２の発明は、請求項１記載の粉体搬送装置において、前記連結部は、前記粉体収容部の粉体の落下領域の底部よりも高い位置に配設されていることを特徴とする。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２記載の粉体搬送装置において、前記粉体収容部内に、当該粉体収容部内の粉体を攪拌しながら前記連結部に供給する攪拌部材を配設したことを特徴とする。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の粉体搬送装置において、前記粉体は、画像形成装置に使用されるトナーであることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項５の発明は、請求項４記載の粉体搬送装置において、前記トナーは、加速凝集度が４０％以下のトナーであることを特徴とする。
また、請求項６の発明は、請求項４又は５記載の粉体搬送装置において、前記トナーは、平均円形度が０．９０以上のトナーであることを特徴とする。
また、請求項７の発明は、請求項４乃至６のいずれか１項記載の粉体搬送装置において、前記トナーは、体積平均粒径が３〜８μｍで、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にあるトナーであることを特徴とする。
また、請求項８の発明は、請求項４乃至７のいずれか１項記載の粉体搬送装置において、前記トナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーであることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項９の発明は、静電潜像を担持する像担持体と、少なくともトナーを含有する現像剤を収容して、当該像担持体の静電潜像に前記現像剤中のトナーを供給して前記静電潜像をトナー像化する現像装置とを一体に構成したプロセスカートリッジにおいて、当該プロセスカートリッジは、前記トナーを収容するトナー収容容器から前記現像装置に前記トナーを搬送する粉体搬送装置を備えており、当該粉体搬送装置は、請求項４乃至８のいずれか１項記載の粉体搬送装置であることを特徴とする。
また、請求項１０の発明は、静電潜像を担持する像担持体と、少なくともトナーを含有する現像剤を収容して、当該像担持体の静電潜像に前記現像剤中のトナーを供給して前記静電潜像をトナー像化する現像装置と、前記トナーを収容するトナー収容容器から前記現像装置に前記トナーを搬送する粉体搬送装置とを備えた画像形成装置において、前記粉体搬送装置は、請求項４乃至８のいずれか１項記載の粉体搬送装置であることを特徴とする。
また、請求項１１の発明は、請求項１０記載の画像形成装置において、前記像担持体と前記現像装置とは一体に構成されたプロセスカートリッジであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、粉体搬送管と粉体収容部との連結部を、前記粉体収容器から粉体を供給する前記粉体収容部の供給口からの粉体の落下領域から外方位置に配設したことによって、簡単な構造で、粉体収容器から落下した粉体が粉体搬送管へ直接流入することを防止して流れ込み現象を適切に抑制することが可能な粉体搬送装置及びこれを備えるプロセスカートリッジ並びに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】
【００１０】
以下、本発明を適用した画像形成装置の実施形態の一例として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）について説明する。まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。
図１は、本プリンタの概略構成図である。図１において、このプリンタ１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと記す）のトナー像を生成するための４つのプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋを備えている。これらは、画像形成物質として互いに異なる色のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。
Ｙトナー像を生成するためのプロセスカートリッジ６Ｙを例にすると、図２に示すように、ドラム状の感光体１Ｙの周囲に、ドラムクリーニング装置２Ｙ、除電装置（不図示）、帯電装置４Ｙ、現像装置５Ｙ等を感光体１Ｙと一体に構成されている。このプロセスカートリッジ６Ｙは、プリンタ１００本体に脱着可能であり、プロセスカートリッジ６Ｙをプリンタ１００から抜き出して一度に消耗部品を交換できるようになっている。なお、このプロセスカートリッジ６Ｙは、上記実施形態で示すように、ドラムクリーニング装置２Ｙ、除電装置（不図示）、帯電装置４Ｙ、現像装置５Ｙの全てを感光体１Ｙと一体に構成する必要はなく、感光体１Ｙと現像装置５Ｙあるいは、感光体１Ｙと現像装置５Ｙと帯電装置４Ｙ等の他の装置と一体構成したものであっても良い。
【００１１】
本プリンタ１００においては、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋと、トナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋとを、それぞれプリンタ１００本体に対して別々に着脱可能に構成することで、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋとトナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋを別個独立に交換可能として、トナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋの交換を容易に行うことが可能となっている。
帯電装置４Ｙは、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転せしめられる感光体１Ｙの表面を一様に帯電させる。一様に帯電された感光体１Ｙの表面に、レーザ光Ｌによって露光走査されてＹ用の静電潜像が形成、担持される。
このＹの静電潜像は、Ｙトナーを用いる現像装置５Ｙによって、後述するように、Ｙトナー像に現像される。そして、Ｙトナー像は、矢印Ａ方向に移送される無端状の中間転写ベルト８上に中間転写される。ドラムクリーニング装置２Ｙは、中間転写工程を経た後の感光体１Ｙ表面に残留したトナーを除去する。
また、除電装置は、クリーニング後の感光体１Ｙの残留電荷を除電する。この除電により、感光体１Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。他のプロセスカートリッジ６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおいても、同様にして感光体１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上にＭ、Ｃ、Ｋトナー像が形成され、中間転写ベルト８上に中間転写される。
【００１２】
先に示した図１において、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの図中下方には、露光装置７が配設されている。潜像形成手段たる露光装置７は、画像情報に基づいて発したそれぞれの色画像に対応するレーザ光Ｌを、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおけるそれぞれの感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに照射してそれぞれの色画像に対応する静電潜像を形成する。なお、露光装置７は、光源から発したレーザ光（Ｌ）を、モータによって回転駆動したポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射するものである。
露光装置７の図中下側には、紙収容カセット２６、これらに組み込まれた給紙ローラ２７、レジストローラ対２８など有する給紙手段が配設されている。紙収容カセット２６には、記録体たる転写紙Ｐが複数枚重ねて収納されており、それぞれの一番上の転写紙Ｐには給紙ローラ２７が当接している。
給紙ローラ２７が図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転せしめられると、一番上の転写紙Ｐがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給紙される。レジストローラ対２８は、転写紙Ｐを挟み込むべく両ローラを回転駆動するが、挟み込んですぐに回転を一旦停止させる。そして、転写紙Ｐを適切なタイミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。
かかる構成の給紙手段においては、給紙ローラ２７と、タイミングローラ対たるレジストローラ対２８との組合せによって搬送手段が構成されている。この搬送手段は、転写紙Ｐを収容手段たる紙収容カセット２６から後述の２次転写ニップまで搬送するものである。
【００１３】
プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの図中上方には、中間転写体たる無端状の中間転写ベルト８を張架しながら無端移動せしめる中間転写ユニット１５が配設されている。この中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８の他、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ、クリーニング装置１０などを備えている。
また、２次転写バックアップローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４なども備えている。中間転写ベルト８は、これら３つのローラに張架されながら、少なくとも何れか１つのローラの回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト８を感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。
これらは中間転写ベルト８の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する方式のものである。１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋを除くローラは、全て電気的に接地されている。中間転写ベルト８は、その無端移動に伴ってＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく過程で、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナー像が重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト８上に４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
【００１４】
上記２次転写バックアップローラ１２は、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。中間転写ベルト８上に形成された４色トナー像は、この２次転写ニップで転写紙Ｐに転写される。２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト８には、転写紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、クリーニング装置１０によってクリーニングされる。
上記２次転写ニップにおいては、転写紙Ｐが互いに順方向に表面移動する中間転写ベルト８と２次転写ローラ１９との間に挟まれて、レジストローラ対２８側とは反対方向に搬送される。２次転写ニップから送り出された転写紙Ｐは、定着装置２０のローラ間を通過する際に熱と圧力とにより、表面に転写された４色トナー像が定着される。
その後、転写紙Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て機外へと排出される。プリンタ本体の上面には、スタック部３０が形成されており、上記排紙ローラ対２９によって機外に排出された転写紙Ｐは、このスタック部３０に順次スタックされる。
【００１５】
上記プロセスカートリッジ６Ｙ内の現像装置５Ｙの構成について図２に基づいて説明する。現像装置５Ｙは、内部に磁界発生手段を備え、磁性キャリア粒子とトナーを含む２成分系現像剤を表面に担持して搬送する現像剤担持体としての現像スリーブ５１Ｙと、現像スリーブ５１Ｙ上に担持されて搬送される現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材としてのドクター５２Ｙとを備えている。
ドクター５２Ｙの現像剤搬送方向上流側には、感光体１Ｙと対向した現像領域に搬送されずにドクター５２Ｙで規制された現像剤を収容する現像剤収容部５３Ｙが形成されている。また、現像剤収容部５３Ｙに隣接し、トナーを収容するトナー収容部５４Ｙと、トナーを撹拌搬送するためのトナー搬送スクリュー５５Ｙとを備えている。
【００１６】
次に、この現像装置５Ｙの動作について説明する。現像装置５Ｙにおいては、現像スリーブ５１Ｙ上に現像剤層を形成する。また、現像スリーブ５１Ｙの回転により搬送される現像剤層の動きにより現像剤収容部５３Ｙからトナーを現像剤内に取り込む。このトナーの取り込みは、現像剤が所定のトナー濃度範囲内になるように行う。
現像剤中に取り込まれたトナーは、キャリアとの摩擦帯電により帯電する。帯電したトナーを含む現像剤は、内部に磁極を有する現像スリーブ５１Ｙの表面に供給され、磁力により担持される。現像スリーブ５１Ｙに担持された現像剤層は、現像スリーブ５１Ｙの回転に伴い矢印方向に搬送される。途中、ドクター５２Ｙで現像剤層の層厚を規制されたのち、感光体１Ｙと対向する現像領域まで搬送される。
現像領域では、感光体１Ｙ上に形成された潜像に対して現像剤からトナーを供給して潜像をトナー像化して現像が行われる。現像スリーブ５１Ｙ上に残った現像剤層は現像スリーブ５１Ｙの回転に伴い現像剤収容部５３Ｙの現像剤搬送方向上流部分に搬送される。なお、本実施形態においては、磁性キャリアとトナーとからなる２成分現像剤を使用しているが、トナーのみを使用する１成分現像剤を使用しても良い。
【００１７】
先に示した図１において、中間転写ユニット１５と、これよりも上方にあるスタック部３０との間には、ボトル収容器３１が配設されている。このボトル収容器３１は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナーを内包するトナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋを収容している。トナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋは、ボトル収容器３１上にトナー各色毎に上から置くようにして設置する。
トナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ内のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナーは、それぞれ後述するトナー搬送装置により、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの現像装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋに適宜補給される。これらのトナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋは、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋとは独立してプリンタ１００本体に脱着可能である。
なお、本実施形態においては、補給トナーとしてトナーのみを収納したトナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２が使用されているが、キャリアとトナーを混合した現像剤を収納したトナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２であっても良い。
【００１８】
図３はトナーボトル３２Ｙの斜視図である。また、図４はボトル収容器３１にトナーボトル３２Ｋを載置する状態の斜視図である。
図３に示すように、トナーボトル３２Ｙは、ボトル本体３３Ｙの先端部に樹脂ケース３４Ｙが設けられている。また、この樹脂ケース３４Ｙには把手３５Ｙが一体で形成されている。また、ボトル本体３３の樹脂ケース３４Ｙ側には、ボトル本体３３と一体で回転するギヤ３７Ｙが設けられている。トナーボトル３２Ｙをプリンタ１００本体に取り付ける場合は、先ずスタック部３０を上方に開放してボトル収容器３１を露出させる。
そして、図４に示すように、トナーボトル３２Ｙをボトル収容器３１上に載置した後、上記把手３５Ｙを回転させる。すると把手３５Ｙと一体に構成された樹脂ケース３４Ｙが回転して、シャッタ３６Ｙが樹脂ケース３４Ｙの周方向に移動して開いてトナー排出口（不図示）が開放されると同時に、樹脂ケース３４Ｙとボトル収容器３１とが連結し固定される。
【００１９】
一方、トナーボトル３２Ｙをプリンタ１００本体から取り外すには、把手３５Ｙを逆方向に回転させることで、樹脂ケース３４Ｙとボトル収容器３１との連結が解除され、同時にシャッタ３６Ｙが閉じてトナー排出口が閉鎖される。そして、そのまま把手３５Ｙを掴んだ状態でトナーボトル３２Ｙをプリンタ１００本体から取り出すことができる。
このように、トナーボトル３２Ｙをプリンタ１００本体の上側から載置して脱着できるので、トナーボトル３２Ｙの交換作業が判り易く、しかも簡単に行うことができる。また、樹脂ケース３４Ｙには把手３５Ｙが形成されているので、樹脂ケース３４Ｙを回転してトナー収容器３１への固定が容易に行える。
なお、トナーボトル３２Ｙをプリンタ１００本体から取り外した状態では、樹脂ケース３４Ｙの把手３５Ｙを回転させても、シャッタ３６Ｙは開かないようになっている。これにより、トナーボトル３２Ｙの交換作業の際に誤ってシャッタ３６Ｙが開いてしまい、内部のトナーがこぼれるのを防止することができる。
【００２０】
次に、トナー搬送手段について説明する。図５はトナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋとトナー搬送装置４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋとの斜視図である。また、図６は別の角度から見たトナーボトル３２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと、中間転写ユニット１５と、トナー搬送装置４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋとの斜視図である。
このトナー搬送装置４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋは、中間転写ユニット１５の側方であって、プリンタ１００本体に設けられている。このため、プロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋもしくはトナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋにトナー搬送手段を設けなくてよいため、従来に比べてプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋもしくはトナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋの小型化を図れる。また、従来プロセスカートリッジとトナーボトルとを近接して配置していたので、設計上の制限があったが、本実施形態ではプロセスカートリッジとトナーボトルとを離れて配置することができる。よって、設計上の自由度が向上し、プリンタの小型化を図ることができる。
また、トナーボトル３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋの排出口と、トナー搬送手段４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋと、現像装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋのトナー収容部５４Ｙ、５４Ｍ、５４Ｃ、５４Ｋのトナー補給口とを中間転写ユニット１５の一端側の側方に配置している。よって、トナー搬送手段４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋのトナー搬送経路を最短にすることができ、プリンタの小型化やトナー搬送中の詰まり防止を図ることができる。
【００２１】
トナー搬送装置４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋの構成は同一なので、Ｙトナー搬送用のトナー搬送装置４０Ｙについて説明する。
図５において、このトナー搬送装置４０Ｙは駆動モータ４１Ｙと、駆動ギヤ４２Ｙと、粉体搬送管であるトナー搬送パイプ４３Ｙとから主に構成されている。トナー搬送パイプ４３Ｙの内部には図示しない樹脂製のコイルが内設されている。上記駆動ギヤ４２Ｙはトナーボトル３２Ｙのギヤ３７Ｙと噛合っており、駆動モータ４１Ｙを回転させると、トナーボトル３２Ｙのギヤ３７と一体で回転するボトル本体３３Ｙが回転する。
そして、図２に示す現像装置５Ｙの濃度検知センサ５６Ｙが現像剤収容部５４Ｙでトナー濃度の不足を検知すると、制御部５７Ｙからの補給信号により、駆動モータ４１Ｙが回転する。
【００２２】
図５において、ボトル本体３３Ｙの内壁内面には螺旋状の現像剤案内溝３８Ｙが形成されているため、回転により内部のトナーがボトル本体３３Ｙ奥側から先端の樹脂ケース３４Ｙ側に搬送される。そして、ボトル本体３３Ｙ内のトナーは樹脂ケース３４Ｙの排出口（不図示）からトナー搬送装置４０Ｙの粉体収容部である後述するトナー受け部（不図示）に落下する。
トナー受け部はトナー搬送パイプ４３Ｙにつながっており、駆動モータ４１Ｙを回転させると、ボトル本体３３Ｙが回転すると同時に、トナー搬送パイプ４３Ｙ内のコイル（不図示）が同時に回転する。このコイルの回転により、トナー受け部に落下したトナーは、トナー搬送パイプ４３Ｙ内を搬送されて、現像装置５Ｙの現像剤収容部５４Ｙのトナー補給口（不図示）に補給される。このようにして、現像装置５Ｙ内のトナー濃度を調整する。なお、濃度検知センサ５６Ｙに代えて、感光体１Ｙ上に基準画像を形成し、この基準画像の画素数を計測するための光センサもしくはＣＣＤカメラ等を設け、この計測結果に基づいてトナー補給を行ってもよい。
【００２３】
次に、本発明によるトナー搬送装置によるトナー搬送手順について説明する。
図７は、Ｙ用の粉体搬送装置たるトナー搬送装置４０Ｙの一部を示す拡大構成図である。本実施形態において、粉体搬送用部材たる搬送コイル７０Ｙが、粉体搬送管たるトナー搬送パイプ４３Ｙの内壁に接するように設置されている。なお、トナー搬送パイプ４３Ｙと搬送コイル７０Ｙとの間隙は、０．１〜０．２ｍｍ程度とされている。
このように、搬送コイル７０Ｙを内接させて回転させることにより、トナーに搬送方向へ移動する力を付与するため、搬送パイプ４３Ｙ内にトナーが堆積することを防ぐことができる。よって、プロセスカートリッジ６Ｙの現像装置５Ｙに、搬送パイプ４３Ｙ内に堆積したＹトナーを一気に流れ込ませることによる不具合を防止することができる。
更に、コイル形状は曲げに対する応力が小さいため、搬送パイプ４３Ｙが屈曲していても、搬送コイル７０Ｙは回転することが可能である。搬送パイプ４３Ｙを直線形状にする必要がなくなるためレイアウトの自由度を大きくすることができ、現像装置全体の小型化を図ることができる。
搬送コイル７０Ｙの代わりに、スクリューのような軸を有する搬送手段を使用しても、直線ではない搬送経路内でトナーを搬送することは可能な場合もある。しかし、軸のある搬送手段と搬送用コイルを比べると、搬送用コイルのほうが曲げやすい。そのため、搬送用コイルを使用したほうが搬送パイプ４３Ｙ内の曲線部内で回転する時の変形に反発する力が小さくなる。よって、搬送コイル７０Ｙを使用したほうが、軸のある搬送手段を使用する場合と比較して、搬送パイプ４３Ｙとの摺動負荷を低減することができる。
【００２４】
トナーボトル３２Ｙからのトナーの補給は、トナーボトル３２Ｙが１回転する毎にトナーの排出口（不図示）からトナー搬送装置に向けて行われる。１回転毎の補給であるため、一度に補給されるトナーの量は搬送用コイルによって搬送されるトナー量よりも多くなってしまう。搬送用コイルの搬送量を超えるトナーは、コイルの中心部に空間があるため、搬送コイル７０Ｙの回転に関係なく、搬送コイル７０Ｙの中心部の空間を流れて現像装置５Ｙまで達してしまう。これによって、トナーボトルが１回転するごとに大量のトナーが現像装置５Ｙに補給され、現像装置５Ｙ内のトナー濃度が急激に増加し、地汚れなどの不具合がおこる恐れがある。
そのため、図８に示すように、搬送パイプ４３Ｙとトナーボトル３３Ｙとの係合部となるトナー受け部４４Ｙには、トナーＴの補給量を規制し、搬送コイル７０Ｙの回転によって搬送がなされるように、搬送パイプ４３Ｙの他の部分より、パイプ４３Ｙ内のトナー通過量を規制する規制部７１Ｙｂを設けている。
即ち、トナー受け部４４Ｙには、駆動ギヤ４２Ｙによって回転される回転軸７１Ｙが配設されており、この回転軸７１Ｙの外周に搬送コイル７０Ｙの一端７０Ｙａが接着、固定されている。
【００２５】
さらに、トナーボトル３３ＹからトナーＴが補給される箇所の搬送方向下流端から、搬送方向下流側にある回転軸７１Ｙの先端７１Ｙａまでの領域を領域Ｘとし、領域Ｘでは搬送コイル７０Ｙが１ピッチ以上巻きがあるように設定されて規制部７１Ｙｂが形成されている。
領域Ｘにおいて、搬送コイル７０Ｙは搬送パイプ４３Ｙに内接し、回転軸７１Ｙは搬送用コイル７０Ｙに内接しており、更に搬送コイル７０Ｙが１ピッチ以上あるため、トナーＴが自重によって領域Ａを通過できる隙間はほとんどない。よって、どのタイミングでトナーボトル３３Ｙからトナーが排出されても、領域ＡにおいてトナーＴを塞き止め、搬送コイル７０Ｙの回転によってのみトナーを通過せしめることができるようになっている。
このような規制部７１Ｙｂの形成によって、現像装置５Ｙへの一時的なトナーＴの流れ込みを防止することが可能であるが、このような規制部７１Ｙｂを形成しても十分にトナーＴの流れ込みを抑制することができない。
このトナーＴの流れ込みを抑制できない理由について図９及び図１０に基づいて説明する。
【００２６】
図９は、従来のトナー受け部４４Ｙの供給口４４Ｙａと、トナー受け部４４Ｙと搬送パイプ４３Ｙとの連結部４４Ｙｂとの配置関係を示す斜視図、図１０は、図９のＡ−Ａ線上で切断した断面図である。
図９、図１０から明らかなように、従来のトナー搬送装置においては、トナー受け部４４Ｙと搬送パイプ４３Ｙとの連結部４４Ｙｂは、トナー受け部４４Ｙの供給口４４Ｙａの真下に位置している。それ故、トナーボトル３３Ｙからトナー受け部４４Ｙの供給口４４Ｙａを通じてトナーが供給されると、矢印Ｂで示すように、トナーは、連結部４４Ｙｂに直接落下して供給されることになる。
その結果、連結部４４Ｙｂに落下、供給されたトナーは、図９に示すように、そのまま搬送パイプ４３Ｙ内に流れ込み、搬送パイプ４３Ｙ内に流れ込んだトナーは、一気に現像装置５Ｙのトナー収容部５４Ｙに流れ込み、上記トナーＴの流れ込み現象が発生する場合があることを究明した。
このようなトナーＴの流れ込み現象は、画質向上の要求に伴い使用される粒径の縮小されたトナーや低い加速凝集度を有するトナーを使用する場合には顕著となり、上記規制部７１Ｙｂを使用しても充分には抑制することができない。
本発明においては、このようなトナーＴの流れ込み現象を抑制するために、種々検討の結果、トナー受け部４４Ｙと搬送パイプ４３Ｙとの連結部４４Ｙｂをトナー受け部４４Ｙの供給口４４Ｙａから落下供給されるトナーの落下領域の外方位置に配設すれば、トナーの流れ込み現象の発生を抑制できることを見出した。
【００２７】
図１１及び図１２は、本発明による第１実施形態のトナー搬送装置４０Ｙの主要部の概略構成を示す図で、図１１は、斜視図、図１２は、図１１のＦ−Ｆ線上で切断した断面図である。
この第１実施形態に係るトナー搬送装置４０Ｙにおいては、図１２に示すように、トナー受け部４４Ｙと搬送パイプ４３Ｙとの連結部４４Ｙｂを、トナー受け部４４Ｙの供給口４４Ｙａから落下供給されるトナーの落下領域４４Ｙｃから外側にずれた位置に配設している。従って、トナー受け部４４Ｙの供給口４４Ｙａから矢印Ｂで示すように落下供給されるトナーＴは、図１１に示すように、トナー受け部４４Ｙの落下領域４４Ｙｃの底部４４Ｙｄに貯留され、トナーＴの落下力が弱められた状態で、矢印Ｃで示すように、周囲に流動する。
このように、落下力の弱められたトナーＴが連結部４４Ｙｂに供給されることになるので、連結部４４ＹｂからトナーＴが、搬送コイル７０Ｙによる搬送力で制御されながら矢印Ｄで示すように搬送される。その結果、連結部４４ＹｂからトナーＴが搬送パイプ４３Ｙを通じて一気に現像装置５Ｙのトナー収容部５４Ｙに流れ込むことを抑制することができる。
【００２８】
このようなトナーＴの流れ込み現象を抑制するには、トナー受け部４４Ｙの供給口４４Ｙａから落下供給されるトナーＴが、直接連結部４４Ｙｂに供給されないようにすればよく、供給口４４Ｙａの開口面積Ｓ（図１１参照）に対応する領域、即ち、落下領域４４Ｙｃから離隔した外方位置（図１２参照）に連結部４４Ｙｂを配設すれば良い。
なお、この場合に、供給口４４Ｙａの開口面積Ｓより、トナーボトル３３Ｙのトナー排出口の開口面積が小さい場合には、落下領域４４Ｙｃは、トナーボトル３３Ｙのトナー排出口の開口面積によって規制されるので、供給口４４Ｙａの開口面積Ｓより小さい面積領域となる。
このようなトナーＴの落下力の低減は、前記距離ｄを大きくすることによってより効果的になるが、また、連結部４４Ｙｂの位置を、落下領域４４Ｙｃから離隔させた上でさらに、トナー受け部４４Ｙの落下領域４４Ｙｃの底部４４Ｙｄから高さ方向で離隔することによっても達成可能である。
【００２９】
図１３は、本発明による第２実施形態に係るトナー搬送装置の概略構成を示す図である。この第２実施形態に係るトナー搬送装置４０Ｙにおいては、連結部２２Ｙｂを落下領域から離隔し、さらに、トナー受け部４４Ｙの落下領域４４Ｙｃの底部４４Ｙｄから連結部４４Ｙｂの底部４４Ｙｂ１までの高さｈだけ、４４Ｙｄから離隔させている。
この場合にも、落下領域４４Ｙｃ内に落下したトナーＴは、底部４４Ｙｄに貯留され、落下力が低減された状態で周囲に流動し、流動したトナーＴが連結部４４Ｙｂに供給されることになる。その結果、前述の第１実施形態の場合と同様に、落下力の弱められたトナーＴが連結部４４Ｙｂに供給されることになるので、連結部４４ＹｂからトナーＴが、搬送パイプ４３Ｙを通じて一気に現像装置５Ｙのトナー収容部５４Ｙに流れ込むことを抑制することができる。
この第２実施形態で示すトナー搬送装置においては、連結部４４Ｙｂが底部４４Ｙｄから高さｈだけ上方に位置するように配設されているので、連結部４４ＹｄへのトナーＴの供給が不十分となる恐れがある。そのため、本発明による第３実施形態においては、底部４４Ｙｄ内に貯留されるトナーを攪拌しながら連結部４４Ｙｄに供給する攪拌部材をトナー受け部４４Ｙ内に配設するようにしている。
【００３０】
図１４は、本発明による第３実施形態に係るトナー搬送装置の概略構成を示す図である。この第３実施形態に係るトナー搬送装置４０Ｙにおいては、矢印Ｅ方向に回転して底部４４Ｙｄ内に貯留されるトナーＴを攪拌しながら連結部４４Ｙｄに供給する攪拌部材６０が配設されている。攪拌部材６０は、図１５に示すように、回転軸６０ａ上に一端を固着されたポリエステルシート等のプラスチックシートで構成された攪拌翼６０ｂが取り付けられている。
そして、図示しない駆動モータ等の駆動手段によって矢印Ｅ方向に回転軸６０ａが回転されることによって、攪拌翼６０ｂが矢印Ｅ方向に回転され、底部４４Ｙｄに貯留しているトナーＴを攪拌すると共に、連結部４４Ｙｂへトナーを供給するようになっている。
この場合、攪拌翼６０ｂによるトナーの攪拌によって、トナーは過度に流動化しないように、図１５に示すように、攪拌翼６０ｂの中央部に切り欠き６０ｃが設けられている。さらに、底部４４Ｙｄは、底部４４Ｙｄ内に貯留されているトナーを適切に攪拌可能なように、攪拌翼６０ｂの回転軌跡６０ｄに沿って断面円弧状に形成されている。
このように、この第３実施形態においては、攪拌部材６０をトナー受け部４４Ｙ内に配設し、攪拌部材６０の回転によって底部４４Ｙｄ内に貯留されているトナーを攪拌すると共に、連結部４４Ｙｂに供給するようにしている。従って、連結部４４Ｙｂには、トナーの供給不足が生じることなく、また、トナーが底部４４Ｙｄに滞留することなく、適切に搬送パイプ４３Ｙ内にトナーを供給することが可能となる。
【００３１】
また、この第３実施形態のトナー搬送装置においては、トナー受け部４４Ｙの壁面にトナーの有無を検知する検知手段６１を配設し、トナー受け部４４Ｙ内のトナーがトナー受け部４４Ｙの所定高さ内にトナーが貯留されているか否かを検知可能としている。
図１６は、この実施形態を示す断面図である。この実施形態においては、図１６に示すように、圧電センサ等からなる検知手段６１がトナー受け部４４Ｙの所定高さの位置、例えば、連結部４４Ｙｂの搬送パイプ４３Ｙがトナーに埋没する高さＨのトナーを検出するようになっている。従って、検知手段６１が所定高さＨにトナーを検出しないときには、トナー受け部４４Ｙ内のトナーが不足しているとして、トナーボトル３３Ｙを回転させてトナーボトル３３Ｙからトナー受け部４４Ｙにトナーの供給を行うことができる。
また、検知手段６１が所定高さＨにトナーを検出しないときに、攪拌部材６０の回転を始動させて、連結部４４Ｙｂへのトナーの供給を行うようにしている。このような検知手段６１の配設によって、常に、トナー受け部４４Ｙ内のトナーの貯留状態を検知して、トナーの枯渇、搬送不足に陥らないようになっている。また、検知手段６１は、攪拌部材６０の攪拌翼６０ｂの回転軌跡６０ｄに近接して取り付けられている。従って、攪拌翼６０ｂが回転したときに、攪拌翼６０ｂの先端が検知手段６１の表面６１ａを摺接して検知手段６１の表面６１ａをクリーニングして検知手段６１の誤検知を防止するようになっている。
【００３２】
次に、本発明による粉体搬送装置としてのトナー搬送装置で使用されるトナーについて説明する。
本発明による画像形成装置で使用されるトナーの一例としては、加速凝集度が４０％以下のトナーが好適である。この加速凝集度とは、粉体（トナー）の流動性を示す指数であり、このトナーの加速凝集度の測定方法を以下に示す。
（１）測定装置としてはホソカワミクロン製パウダテスタを使用する。
（２）測定方法としては、測定対象サンプルを恒温槽に放置（３５±２℃で２４±１時間）。
このようにして放置された測定対象サンプルについて、上記パウダテスタを用いて測定する。この場合、目開きの異なる３種の篩を使用（例えば７５μｍ、４４μｍ、２２μｍ）し、篩ったときのトナー残量から算出、以下の計算により凝集度を求める
（（上段の篩いに残った粉末重量）／（試料採取量））×１００            （１）
（（中段の篩いに残った粉体重量）／（試料採取量））×１００×３／５    （２）
（（下段の篩いに残った粉体重量）／（試料採取量））×１００×１／５    （３）
上記３つの計算値の合計をもって加速凝集度（％）とする。トナー加速凝集度は上述のように目開きの異なる３種類のメッシュを目開きの大きい順に積み重ね、最上段の粒子を置き、一定の振動で篩い、各メッシュ上の粉体重量から求める指数である。
【００３３】
また、本発明による画像形成装置で使用されるトナーの例として、平均円形度が０．９０以上のトナー（０．９０〜１．００のトナー）を用いている。この円形度はトナー粒子の凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合１．００を示し、表面形状が複雑になるほど円形度は小さな値となる。平均円形度が０．９０〜１．００の範囲では、トナー粒子の表面は滑らかであり、トナー粒子同士、トナー粒子と感光体との接触面積が小さいために転写性に優れる。
トナーに角がないため、現像装置内での現像剤の撹拌トルクが小さく、撹拌の駆動が安定するために以上画像が発生しない。ドットを形成するトナーの中に、角張ったトナー粒子がいないため、転写で転写媒体に圧接する際に、その圧がドットを形成するトナー全体に均一にかかり、転写中抜けを生じにくい。トナー粒子が角張っていないことから、トナー粒子そのものの研磨力が小さく、感光体、帯電部材等の表面を傷つけたり、磨耗させたりしない。
【００３４】
次に円形度の測定方法について説明する。
円形度は、東亜医用電子製フロー式粒子像分析装置ＥＰＩＡ−１０００を用いて測定することができる。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を０．１〜０．５ｍｌ加え、更に測定試料を０．１〜０．５ｇ程度加える。
試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、分散液濃度を３０００〜１００００個／μｌとして前記装置によりトナーの形状、粒度を測定する。６００ｄｐｉ以上の微小ドットを再現するためには、重量平均粒径３〜８μｍのトナーが好ましい。この範囲では、微小な潜像ドットに対して、十分に小さい粒径のトナー粒子を有していることから、ドット再現性に優れる。
重量平均粒径（Ｄ４）が３μｍ未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象が発生しやすい。重量平均粒径（Ｄ４）が８μｍを超えると、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しい。また、重量平均粒径（Ｄ４）と個数平均粒径（Ｄ１）との比（Ｄ４／Ｄ１）は１．００〜１・４０の範囲にあることが好ましい。（Ｄ４／Ｄ１）が１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。
このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率も高くすることができる。
【００３５】
次にトナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）があげられる。以下に測定方法について述べる。
まず、電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。ここで、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。
試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの重量、個数を測定して、重量分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径（Ｄ４）、個数平均粒径（Ｄ１）を求めることができる。チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μｍ以上乃至４０．３０μｍ未満の粒子を対象とする。
【００３６】
また、本発明で使用されるトナーの例としては、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーである。以下に、トナーの構成材料及び製造方法について説明する。
［ポリエステル］
ポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる。多価アルコール化合物（ＰＯ）としては、２価アルコール（ＤＩＯ）および３価以上の多価アルコール（ＴＯ）が挙げられ、（ＤＩＯ）単独、または（ＤＩＯ）と少量の（ＴＯ）との混合物が好ましい。
２価アルコール（ＤＩＯ）としては、アルキレングリコール（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、１，６−ヘキサンジオールなど）；アルキレンエーテルグリコール（ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど）；脂環式ジオール（１，４−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールＡなど）；ビスフェノール類（ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳなど）；上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物；上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物などが挙げられる。
これらのうち好ましいものは、炭素数２〜１２のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数２〜１２のアルキレングリコールとの併用である。３価以上の多価アルコール（ＴＯ）としては、３〜８価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール（グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど）；３価以上のフェノール類（トリスフェノールＰＡ、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど）；上記３価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
【００３７】
多価カルボン酸（ＰＣ）としては、２価カルボン酸（ＤＩＣ）および３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）が挙げられ、（ＤＩＣ）単独、および（ＤＩＣ）と少量の（ＴＣ）との混合物が好ましい。２価カルボン酸（ＤＩＣ）としては、アルキレンジカルボン酸（コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など）；アルケニレンジカルボン酸（マレイン酸、フマール酸など）；芳香族ジカルボン酸（フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など）などが挙げられる。
これらのうち好ましいものは、炭素数４〜２０のアルケニレンジカルボン酸および炭素数８〜２０の芳香族ジカルボン酸である。３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）としては、炭素数９〜２０の芳香族多価カルボン酸（トリメリット酸、ピロメリット酸など）などが挙げられる。なお、多価カルボン酸（ＰＣ）としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル（メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど）を用いて多価アルコール（ＰＯ）と反応させてもよい。
【００３８】
多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の比率は、水酸基［ＯＨ］とカルボキシル基［ＣＯＯＨ］の当量比［ＯＨ］／［ＣＯＯＨ］として、通常２／１〜１／１、好ましくは１．５／１〜１／１、さらに好ましくは１．３／１〜１．０２／１である。
多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の重縮合反応は、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。ポリエステルの水酸基価は５以上であることが好ましく、ポリエステルの酸価は通常１〜３０、好ましくは５〜２０である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすく、さらには記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。
しかし、酸価が３０を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。また、重量平均分子量１万〜４０万、好ましくは２万〜２０万である。重量平均分子量が１万未満では、耐オフセット性が悪化するため好ましくない。また、４０万を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。
【００３９】
ポリエステルには、上記の重縮合反応で得られる未変性ポリエステルの他に、ウレア変性のポリエステルが好ましく含有される。ウレア変性のポリエステルは、上記の重縮合反応で得られるポリエステルの末端のカルボキシル基や水酸基等と多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）とを反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋及び／又は伸長されて得られるものである。
多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）としては、脂肪族多価イソシアネート（テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，６−ジイソシアナトメチルカプロエートなど）；脂環式ポリイソシアネート（イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど）；芳香族ジイソシアネート（トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど）；芳香脂肪族ジイソシアネート（α，α，α’，α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど）；イソシアネート類；前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの；およびこれら２種以上の併用が挙げられる。
【００４０】
多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）の比率は、イソシアネート基［ＮＣＯ］と、水酸基を有するポリエステルの水酸基［ＯＨ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＯＨ］として、通常５／１〜１／１、好ましくは４／１〜１．２／１、さらに好ましくは２．５／１〜１．５／１である。［ＮＣＯ］／［ＯＨ］が５を超えると低温定着性が悪化する。［ＮＣＯ］のモル比が１未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）構成成分の含有量は、通常０．５〜４０ｗｔ％、好ましくは１〜３０ｗｔ％、さらに好ましくは２〜２０ｗｔ％である。０．５ｗｔ％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。
また、４０ｗｔ％を超えると低温定着性が悪化する。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の１分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常１個以上、好ましくは、平均１．５〜３個、さらに好ましくは、平均１．８〜２．５個である。１分子当たり１個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
【００４１】
次に、ポリエステルプレポリマー（Ａ）と反応させるアミン類（Ｂ）としては、２価アミン化合物（Ｂ１）、３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）、アミノアルコール（Ｂ３）、アミノメルカプタン（Ｂ４）、アミノ酸（Ｂ５）、およびＢ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）などが挙げられる。２価アミン化合物（Ｂ１）としては、芳香族ジアミン（フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタンなど）；脂環式ジアミン（４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど）；および脂肪族ジアミン（エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど）などが挙げられる。３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。
アミノアルコール（Ｂ３）としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン（Ｂ４）としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸（Ｂ５）としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。Ｂ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）としては、前記Ｂ１〜Ｂ５のアミン類とケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類（Ｂ）のうち好ましいものは、Ｂ１およびＢ１と少量のＢ２の混合物である。
【００４２】
アミン類（Ｂ）の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中のイソシアネート基［ＮＣＯ］と、アミン類（Ｂ）中のアミノ基［ＮＨｘ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］として、通常１／２〜２／１、好ましくは１．５／１〜１／１．５、さらに好ましくは１．２／１〜１／１．２である。［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］が２を超えたり１／２未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常１００／０〜１０／９０であり、好ましくは８０／２０〜２０／８０、さらに好ましくは、６０／４０〜３０／７０である。ウレア結合のモル比が１０％未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。
ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法、などにより製造される。多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで４０〜１４０℃にて、これに多価イソシアネート（ＰＩＣ）を反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得る。
【００４３】
さらにこの（Ａ）にアミン類（Ｂ）を０〜１４０℃にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。（ＰＩＣ）を反応させる際、及び（Ａ）と（Ｂ）を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤（トルエン、キシレンなど）；ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）；エステル類（酢酸エチルなど）；アミド類（ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど）およびエーテル類（テトラヒドロフランなど）などのイソシアネート（ＰＩＣ）に対して不活性なものが挙げられる。
また、ポリエステルプレポリマー（Ａ）とアミン類（Ｂ）との架橋及び／又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン（ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど）、およびそれらをブロックしたもの（ケチミン化合物）などが挙げられる。
【００４４】
ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常１万以上、好ましくは２万〜１０００万、さらに好ましくは３万〜１００万である。１万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常２０００〜１５０００、好ましくは２０００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００である。２００００を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性およびフルカラー画像形成装置１００に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。尚、未変性ポリエステルはウレア結合以外の化学結合で変性されたポリエステルを含んでも良い。未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは、少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。
【００４５】
また、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとの重量比は、通常２０／８０〜９５／５、好ましくは７０／３０〜９５／５、さらに好ましくは７５／２５〜９５／５、特に好ましくは８０／２０〜９３／７である。ウレア変性ポリエステルの重量比が５％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを含むバインダー樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は、通常４５〜６５℃、好ましくは４５〜６０℃である。４５℃未満ではトナーの耐熱性が悪化し、６５℃を超えると低温定着性が不十分となる。また、ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。
【００４６】
［着色剤］
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブ
リリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ピグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常１〜１５重量％、好ましくは３〜１０重量％である。
【００４７】
着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、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重合体、あるいはこれらとビニル化合物との共重合体、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、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
【００４８】
［荷電制御剤］
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。
具体的にはニグロシン系染料のボントロン０３、４級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、含金属アゾ染料のボントロンＳ−３４、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ−８２、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４、フェノール系縮合物のＥ−８９（以上、オリエント化学工業社製）、４級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（以上、保土谷化学工業社製）、４級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹ  ＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、４級アンモニウム塩のコピーチャージ  ＮＥＧ  ＶＰ２０３６、コピーチャージ  ＮＸ  ＶＰ４３４（以上、ヘキスト社製）、ＬＲＡ−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カーリット社製）、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、４級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の範囲で用いられる。好ましくは、０．２〜５重量部の範囲がよい。１０重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
【００４９】
［離型剤］
離型剤としては、融点が５０〜１２０℃の低融点のワックスが、バインダー樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。
ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びおよびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。
さらに、１２−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−ｎ−ステアリルメタクリレート、ポリ−ｎ−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体（例えば、ｎ−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等）等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダー樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。
【００５０】
［外添剤］
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、５×１０-3〜２μｍであることが好ましく、特に５×１０-3〜０．５μｍであることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００ｍ2／ｇであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの０．０１〜５ｗｔ％であることが好ましく、特に０．０１〜２．０ｗｔ％であることが好ましい。無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。
特に両微粒子の平均粒径が５×１０-2μｍ以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像装置内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。
酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が０．３〜１．５ｗｔ％の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。
【００５１】
次に、トナーの製造方法について説明する。ここでは、好ましい製造方法について示すが、これに限られるものではない。
［トナーの製造方法］
（１）着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。有機溶媒は、沸点が１００℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。
具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは２種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー１００重量部に対し、通常０〜３００重量部、好ましくは０〜１００重量部、さらに好ましくは２５〜７０重量部である。
【００５２】
（２）トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール（メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど）、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類（メチルセルソルブなど）、低級ケトン類（アセトン、メチルエチルケトンなど）などの有機溶媒を含むものであってもよい。
トナー材料液１００重量部に対する水系媒体の使用量は、通常５０〜２０００重量部、好ましくは１００〜１０００重量部である。５０重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。２００００重量部を超えると経済的でない。
また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの４級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ（アミノエチル）グリシン、ジ（オクチルアミノエチル）グリシンやＮ−アルキル−Ｎ、Ｎ−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
【００５３】
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数２〜１０のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、３−［ω−フルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１１）オキシ］−１−アルキル（Ｃ３〜Ｃ４）スルホン酸ナトリウム、３−［ω−フルオロアルカノイル（Ｃ６〜Ｃ８）−Ｎ−エチルアミノ］−１−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル（Ｃ１１〜Ｃ２０）カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸（Ｃ７〜Ｃ１３）及びその金属塩、パーフルオロアルキル（Ｃ４〜Ｃ１２）スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミ
ド、Ｎ−プロピル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）−Ｎ−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１６）エチルリン酸エステルなどが挙げられる。商品名としては、サーフロンＳ−１１１、Ｓ−１１２、Ｓ−１１３（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−９３、ＦＣ−９５、ＦＣ−９８、ＦＣ−１２９（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−１０１、ＤＳ−１０２（ダイキン工業社製）、メガファックＦ−１１０、Ｆ−１２０、Ｆ−１１３、Ｆ−１９１、Ｆ−８１２、Ｆ−８３３（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１０２、１０３、１０４、１０５、１１２、１２３Ａ、１２３Ｂ、３０６Ａ、５０１、２０１、２０４、（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−１００、Ｆ１５０（ネオス社製）などが挙げられる。
【００５４】
また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を有する脂肪族１級、２級もしくは２級アミン酸、パーフルオロアルキル（Ｃ６−Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンＳ−１２１（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−１３５（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−２０２（ダイキンエ業杜製）、メガファックＦ−１５０、Ｆ−８２４（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１３２（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−３００（ネオス社製）などが挙げられる。
樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が１０〜９０％の範囲になるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子１μｍ、及び３μｍ、ポリスチレン微粒子０．５μｍ及び２μｍ、ポリ（スチレン―アクリロニトリル）微粒子１μｍ、商品名では、ＰＢ−２００Ｈ（花王社製）、ＳＧＰ（総研社製）、テクノポリマーＳＢ（積水化成品工業社製）、ＳＧＰ−３Ｇ（総研社製）、ミクロパール（積水ファインケミカル社製）等がある。
また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。
【００５５】
上記の樹脂微粒子、無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する（メタ）アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−３−クロロ２−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノ
メタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの含窒素化合物、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を２〜２０μｍにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常１０００〜３００００ｒｐｍ、好ましくは５０００〜２００００ｒｐｍである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常０．１〜５分である。分散時の温度としては、通常、０〜１５０℃（加圧下）、好ましくは４０〜９８℃である。
【００５６】
（３）乳化液の作製と同時に、アミン類（Ｂ）を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）との反応を行わせる。この反応は、分子鎖の架橋及び／又は伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー（Ａ）の有するイソシアネート基構造とアミン類（Ｂ）との反応性により選択されるが、通常１０分〜４０時間、好ましくは２〜２４時間である。
反応温度は、通常、０〜１５０℃、好ましくは４０〜９８℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
（４）反応終了後、乳化分散体（反応物）から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
【００５７】
（５）上記で得られたトナー母体粒子に、荷電制御剤を打ち込み、ついで、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。荷電制御剤の打ち込み、及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。これにより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状からラクビーボール状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。
なお、上記実施形態においては、粉体搬送装置として、トナー粉体を使用したトナー搬送装置について説明したが、トナー粉体に限らず、粉体の流動性を向上させる必要のある粉体についても有効に使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明による一実施形態に係るプリンタの概略構成を示す断面図である。
【図２】図１で使用されているプロセスカートリッジの概略構成を示す断面図である。
【図３】図１で使用されているトナーボトルの斜視図である。
【図４】図１で使用されているプリンタのボトル支持部と４つのトナーボトルを示す斜視図である。
【図５】図１で使用されているプリンタにおけるＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用のトナー搬送装置の一部を示す斜視図である。
【図６】図１で使用されているプリンタにおけるＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用のトナー搬送装置とプロセスカートリッジの接続状態を示す斜視図である。
【図７】図６に示すＹ用トナー搬送装置の拡大側面図である。
【図８】本発明による一実施形態に係るトナー搬送装置のトナー受け部の断面図である。
【図９】従来のトナー受け部４４Ｙの供給口４４Ｙａと、トナー受け部４４Ｙと搬送パイプ４３Ｙとの連結部４４Ｙｂとの配置関係を示す斜視図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ線上で切断した断面図である。
【図１１】本発明による第１実施形態のトナー搬送装置４０Ｙの主要部の概略構成を示す斜視図である。
【図１２】図１１のＦ−Ｆ線上で切断した断面図である。
【図１３】本発明による第２実施形態に係るトナー搬送装置の概略構成を示す断面図である。
【図１４】本発明による第３実施形態に係るトナー搬送装置の概略構成を示す断面図である
【図１５】図１４で示す第３実施形態に係るトナー搬送装置で使用される攪拌部材の平面図である。
【図１６】本発明による第３実施形態に係るトナー搬送装置の他の形態の概略構成を示す断面図である
【符号の説明】
【００５９】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ  感光体、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ  現像装置、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ  プロセスカートリッジ、７  露光装置、８  中間転写ベルト、９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ  １次転写バイアスローラ、１２  ２次転写バックアップローラ、１９  ２次転写ローラ、２０  定着装置、３１  ボトル収容器、３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ  トナーカートリッジ、３３Ｙ  ボトル本体、３４Ｙ  樹脂ケース、３５Ｙ  把手、３６Ｙ  シャッタ、４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋ  トナー搬送装置、４１Ｙ  駆動モータ、４２Ｙ  駆動ギヤ、４３Ｙ  トナー搬送パイプ、４４Ｙ  トナー受け部、４４Ｙａ  供給口、４４Ｙｂ  連結部、４４Ｙｃ  落下領域、４４Ｙｄ  底部、４５Ｙ、４６Ｙ、４７Ｙ  ギヤ、５１Ｙ  現像スリーブ、５２Ｙ  ドクター、５３Ｙ  現像剤収容部、５４Ｙ  トナー収容部、５５Ｙ  トナー搬送スクリュー、５６Ｙ  濃度検知センサ、６０  攪拌部材、６０ａ  回転軸、６０ｂ  攪拌翼、６０ｃ  切り欠き、６０ｄ  回転軌跡、６１  検知手段、７０Ｙ  搬送コイル、７１Ｙ  回転軸、７１Ｙａ  先端、７１Ｙｂ  規制部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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