(57)【要約】【課題】搬送先への粉体搬送量のばらつきを抑えることができる粉体搬送装置、並びに、粉体搬送装置を備えた画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供する。【解決手段】粉体を収容する第一の粉体収容部から充填される粉体を収容する第二の粉体収容部と、粉体を該第二の粉体収容部からこれよりも下方にある搬送先に導く粉体搬送管と、粉体搬送管内に収容され粉体を搬送先に向かって搬送する粉体搬送部材と、を備えた粉体搬送装置において、前記第一の粉体収容部から前記第二の粉体収容部に粉体を所定量充填する第一のモードを実行し終えた後から前記搬送先に向かって粉体を搬送する前までの間に、前記粉体搬送部材によって前記第二の粉体収容部から前記粉体搬送管に粉体を充填し前記粉体搬送管を粉体で満たす第二のモードを実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を収容する第一の粉体収容部から充填される粉体を収容する第二の粉体収容部と、
粉体を該第二の粉体収容部からこれよりも下方にある搬送先に導く粉体搬送管と、
粉体搬送管内に収容され粉体を搬送先に向かって搬送する粉体搬送部材と、を備えた粉体搬送装置において、
前記第一の粉体収容部から前記第二の粉体収容部に粉体を所定量充填する第一のモードを実行し終えた後から前記搬送先に向かって粉体を搬送する前までの間に、前記粉体搬送部材によって前記第二の粉体収容部から前記粉体搬送管に粉体を充填し前記粉体搬送管を粉体で満たす第二のモードを実行することを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項２】
請求項１の粉体搬送装置において、
上記第二の粉体充填モードでは、上記粉体搬送部材をａ秒間駆動したのちｂ秒間停止する間欠動作を繰り返し行い、ａ＞３ｂの関係を満たすことを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項３】
請求項１または２の粉体搬送装置において、
上記粉体として加速凝集度が４０［％］以下の現像剤を用いたことを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項４】
請求項１、２または３の粉体搬送装置において、
上記粉体として平均円形度が０．９０以上の現像剤を用いたことを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４の粉体搬送装置において、
上記粉体として、重量平均粒径が３〜８［μｍ］で、重量平均粒径と個数平均粒径との比（重量平均粒径／個数平均粒径）が１．００〜１．４０の範囲にある現像剤を用いたことを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５の粉体搬送装置において、
上記粉体として、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現像剤を用いたことを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項７】
潜像を担持する像担持体と、
該像担持体に担持された潜像を粉体の現像剤によって現像する現像手段と、
該現像手段に現像剤を搬送する現像剤搬送手段と、
該現像剤搬送手段を介して該現像手段に搬送される現像剤を収容する現像剤収容部とを備えた画像形成装置において、
前記現像剤搬送手段として、請求項１、２、３、４、５または６の粉体搬送装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７の画像形成装置において、
上記第一のモードを実行する前における上記現像手段内の現像剤量は、予め設定された最適な所定量よりも前記第一のモード及び上記第二のモードで前記現像手段に搬送される現像剤量分減じられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
現像装置と、少なくとも像担持体とを一体に構成した、画像形成装置に対して着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、
前記現像装置に粉体の現像剤を搬送する現像剤搬送手段として、請求項１、２、３、４、５または６の粉体搬送装置も一体に構成したことを特徴とするプロセスカ−トリッジ。
【請求項１０】
請求項９のプロセスカートリッジにおいて、
上記第一のモードを実行する前における上記現像装置内の現像剤量は、予め設定された最適な量よりも前記第一のモード及び上記第二のモードで前記現像装置に搬送される現像剤量分減じられていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１１】
現像装置と、少なくとも像担持体とを一体に構成した、装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジと、
該現像装置で用いられる現像剤を収容する現像剤収容部とを備えた画像形成装置において、
前記プロセスカートリッジとして請求項１０のプロセスカ−トリッジを用いた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、トナー等の粉体を、粉体収容部から粉体搬送管に通して、その粉体収容部よりも下方にある搬送先に向けて搬送する粉体搬送装置、並びに、その粉体搬送装置を備えた画像形成装置及びプロセスカートリッジ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、トナー搬送装置を用いるものが知られている。
【０００３】
特許文献１に記載のトナー搬送装置においては、粉体であるトナーを収容する第一の粉体収容部であるトナーボトルから充填されるトナーを収容する第二の粉体収容部であるトナー収容部と、このトナー収容部よりも下方にある現像装置とを、トナー搬送管によって繋いでいる。図１４に示すように、そのトナー搬送管１４３は、トナー収容部１４７と連通し略水平方向に延びる上流側水平部１４３ａ、その上流側水平部１４３ａよりも下流側で、現像装置１５５に向かって大きく下方に傾斜した斜面部１４３ｃ、及び、その斜面部１４３ｃよりも下流側で、現像装置１５５と連通し略水平方向に延びる下流側水平部１４３ｅなどからなっている。また、トナー搬送管１４３内には、トナーを攪拌しながら搬送する搬送コイル１７０が設けられている。
【０００４】
トナー収容部１４７に収容されたトナーは、まず搬送コイル１７０によってトナー搬送管１４３の上流側水平部１４３ａに搬送される。そして、上流側水平部１４３ａに搬送されたトナーがさらに搬送コイル１７０によって斜面部１４３ｃまで搬送されると、トナーは搬送コイル１７０からの搬送力に加えて自重により斜面部１４３ｃから下流側水平部１４３ｅまで一気に落下する。このようにして下流側水平部１４３ｅまで搬送されたトナーは、下流側水平部１４３ｅに設けられ現像装置１５５と連通する補給口１４５まで搬送コイル１７０によって搬送され、その補給口１４５から現像装置１５５へトナーが排出される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
新品の画像形成装置を初めて使用するときなどに、トナー収容部内やトナー搬送管内などにトナーが充填されていない場合には、トナーボトルからトナー収容部内にトナーを充填するトナー充填モードを実行して、トナー収容部内にトナーを充填する。また、トナー収容部内にトナーを充填することでトナー収容部に連通するトナー搬送管内にもトナー収容部からトナーが充填される。トナー収容部内がトナーで満たされたのをトナー収容部内に設けられたセンサによって検知して、トナー充填モードを終了し、トナー補給動作可能状態にする。
【０００６】
トナー充填モードを終了したときに、トナー搬送管内のトナーの量が少ないと、トナー収容部から現像装置にトナーを補給するトナー補給動作を始めてからしばらくの間は、単位時間あたりにトナー搬送管から現像装置に排出されるトナー量が所定量よりも少なくなる。そのため、トナー補給動作開始時から終了時までの間でトナー搬送管から現像装置に排出される単位時間あたりのトナー排出量がばらついてしまう。トナー充填モード終了時におけるトナー搬送管内のトナー量が異なると、前記トナー排出量のばらつきの度合いも異なるので、前記ばらつきの度合いによりトナー補給動作開始時から終了時までの間で現像装置に補給されるトナー量が変化してしまう。そのため、トナー補給動作時に現像装置へ適切な量のトナーを補給できなくなるといった問題が生じる。
【０００７】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、搬送先への粉体搬送量のばらつきを抑えることができる粉体搬送装置、並びに、その粉体搬送装置を備えた画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、粉体を収容する第一の粉体収容部から充填される粉体を収容する第二の粉体収容部と、粉体を該第二の粉体収容部からこれよりも下方にある搬送先に導く粉体搬送管と、粉体搬送管内に収容され粉体を搬送先に向かって搬送する粉体搬送部材と、を備えた粉体搬送装置において、前記第一の粉体収容部から前記第二の粉体収容部に粉体を所定量充填する第一のモードを実行し終えた後から前記搬送先に向かって粉体を搬送する前までの間に、前記粉体搬送部材によって前記第二の粉体収容部から前記粉体搬送管に粉体を充填し前記粉体搬送管を粉体で満たす第二のモードを実行することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の粉体搬送装置において、上記第二の粉体充填モードでは、上記粉体搬送部材をａ秒間駆動したのちｂ秒間停止する間欠動作を繰り返し行い、ａ＞３ｂの関係を満たすことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の粉体搬送装置において、上記粉体として加速凝集度が４０［％］以下の現像剤を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３の粉体搬送装置において、上記粉体として平均円形度が０．９０以上の現像剤を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４の粉体搬送装置において、上記粉体として、重量平均粒径が３〜８［μｍ］で、重量平均粒径と個数平均粒径との比（重量平均粒径／個数平均粒径）が１．００〜１．４０の範囲にある現像剤を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４または５の粉体搬送装置において、上記粉体として、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現像剤を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、潜像を担持する像担持体と、該像担持体に担持された潜像を粉体の現像剤によって現像する現像手段と、該現像手段に現像剤を搬送する現像剤搬送手段と、該現像剤搬送手段を介して該現像手段に搬送される現像剤を収容する現像剤収容部とを備えた画像形成装置において、前記現像剤搬送手段として、請求項１、２、３、４、５または６の粉体搬送装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７の画像形成装置において、上記第一のモードを実行する前における上記現像手段内の現像剤量は、予め設定された最適な所定量よりも前記第一のモード及び上記第二のモードで前記現像手段に搬送される現像剤量分減じられていることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、現像装置と、少なくとも像担持体とを一体に構成した、画像形成装置に対して着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、前記現像装置に粉体の現像剤を搬送する現像剤搬送手段として、請求項１、２、３、４、５または６の粉体搬送装置も一体に構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項９のプロセスカートリッジにおいて、上記第一のモードを実行する前における上記現像装置内の現像剤量は、予め設定された最適な量よりも前記第一のモード及び上記第二のモードで前記現像装置に搬送される現像剤量分減じられていることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、現像装置と、少なくとも像担持体とを一体に構成した、装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジと、該現像装置で用いられる現像剤を収容する現像剤収容部とを備えた画像形成装置において、前記プロセスカートリッジとして請求項１０のプロセスカ−トリッジを用いたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明においては、第一の粉体収容部から第二の粉体収容部へ所定量粉体を充填する第一のモードを実行し終えた後から前記搬送先に向かって粉体を搬送する前までの間に、第二のモードを実行して粉体搬送管内を粉体で満たす。これにより、前記第二のモードを実行した後に、粉体搬送部材によって第二の粉体収容部から粉体搬送管を通して上記搬送先に粉体を搬送することで、上記搬送先に粉体を搬送し始めた時から終了する時までの間、粉体搬送管内を粉体で満たした状態にすることが可能となる。よって、上記搬送先に粉体を搬送し始めた時に粉体搬送管内が粉体で満たされていない場合よりも、上記搬送先に粉体を搬送し始めた時から終了する時までの間で粉体搬送管から上記搬送先に排出される単位時間あたりの粉体量にばらつきが生じるのを抑制できる。したがって、上記搬送先に粉体を搬送する際、上記搬送先に粉体を搬送し始めた時から終了する時までの間における上記搬送先への粉体の搬送量が、前記ばらつきの度合いによって変化してしまうようなことがなく、上記搬送先に適切な量の粉体を搬送することができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上、本発明によれば、搬送先への粉体搬送量のばらつきを抑えることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】構成例１におけるトナー補給モータの制御を示した説明図。
【図２】プリンタの概略構成図。
【図３】Ｙ用のプロセスカートリッジと、その周辺とを示す拡大図。
【図４】Ｙ用のトナーボトルを示す斜視図。
【図５】ボトル支持部と各色のトナーボトルとを示す斜視図。
【図６】各色のトナー搬送装置の一部を示す斜視図。
【図７】各色のプロセスカートリッジと各色のトナー搬送装置の一部とを示す斜視図。
【図８】Ｙ用のトナー搬送装置の拡大図。
【図９】トナー補給装置の概略構成図。
【図１０】トナー充填モード終了後におけるトナー収容部及びトナー搬送パイプ内のトナーの収容状態を示した模式図。
【図１１】トナー搬送モード終了後におけるトナー収容部及びトナー搬送パイプ内のトナーの収容状態を示した模式図。
【図１２】トナー補給量推移を示したグラフ。
【図１３】構成例２におけるトナー補給モータの制御を示した説明図。
【図１４】従来のトナー搬送装置の一例を示す概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を適用した画像形成装置の一実施形態として、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２は、本プリンタの概略構成図である。図２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，Ｍ，Ｃ，Ｋ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。
【００１３】
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３に示すように、ドラム状の感光体１Ｙ、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等を備えている。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、一度に消耗部品を交換できるようになっている。
【００１４】
上述したように、４つのプロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ感光体１、ドラムクリーニング装置２、除電装置（不図示）、帯電装置４及び現像装置５を有している。そして、これらを一体としてプリンタ本体に対して着脱させるようになっている。古くは、これら感光体１等をそれぞれ別々に脱着可能な消耗部品として有し、必要に応じて交換させるようになっていたが、操作者に対してそれぞれの着脱操作を理解させるのが困難であることに起因して、メンテナンス性を悪くしていた。
【００１５】
そこで、これら感光体を一体で交換させることでメンテナンス性の向上を図ったプロセスカートリッジ方式で、且つ、現像装置内のトナーが無くなった時点を寿命とする方式のものが登場するに至った。しかしながら、かかる構成では、トナーが無くなった時点でまだ十分に寿命の余裕のある部品まで交換しなければならず、無駄が多くなるという不具合があった。
【００１６】
一方、プロセスカートリッジの現像装置に供給するためのトナーを収容するトナー収容器を、プロセスカートリッジに対して着脱可能に構成した画像形成装置も知られている。しかしながら、かかる画像形成装置では、トナー収容器だけを交換する場合であっても、プロセスカートリッジを画像形成装置本体から取り外さなければならず、トナー収容器の交換性が悪いという不具合があった。
【００１７】
本プリンタ１００においては、プロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと、トナーボトル３２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとを、それぞれプリンタ本体に対して別々に着脱可能に構成することで、これらの不具合を解消している。
【００１８】
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の表面を一様帯電せしめる。一様帯電せしめられた感光体１Ｙの表面は、レーザ光Ｌによって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。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Ｙトナー像に現像される。そして、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。
【００１９】
他のプロセスカートリッジ６Ｍ，Ｃ，Ｋにおいても、同様にして感光体１Ｍ，Ｃ，Ｋ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。
【００２０】
先に示した図２において、プロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ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レーザ光Ｌを、プロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにおけるそれぞれの感光体１に照射して露光する。この露光により、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像が形成される。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１に照射するものである。
【００２１】
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は、記録体たる転写紙Ｐが複数枚重ねて収納しており、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二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から後述の二次転写ニップまで搬送するものである。
【００２２】
プロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの図中上方には、中間転写体たる中間転写ベルト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つの一次転写バイアスローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、クリーニング装置１０などを備えている。また、二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。
【００２３】
一次転写バイアスローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ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，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ一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。一次転写バイアスローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ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用の一次転写ニップを順次通過していく過程で、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が重ね合わせて一次転写される。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。
【００２４】
二次転写バックアップローラ１２は、二次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで二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、この二次転写ニップで転写紙Ｐに転写される。二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。
【００２５】
上記二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と二次転写ローラ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。二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。
【００２６】
次に、プロセスカートリッジ６Ｙ内の現像装置５Ｙの構成について説明する。
現像装置５Ｙは、内部に磁界発生手段を備え、図３に示すように、磁性粒子とトナーとを含む二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、現像剤を収容する現像剤収容部５４Ｙと、現像剤を攪拌搬送するための２つの現像剤搬送スクリュ５５Ｙとを備えている。
【００２７】
次に、この現像装置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基づく現像が行われる。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。
【００２８】
先に示した図２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，Ｍ，Ｃ，Ｋを収容している。トナーボトル３２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ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，Ｍ，Ｃ，Ｋ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，Ｍ，Ｃ，Ｋの現像装置に適宜補給される。これらのトナーボトル３２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、プロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとは独立してプリンタ１００本体に脱着可能である。
【００２９】
図４はトナーボトル３２Ｙの斜視図である。また、図５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４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３３Ｙの樹脂ケース３４Ｙ側には、ボトル本体３３Ｙ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５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。
【００３０】
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。
【００３１】
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を回転してボトル収容器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。
【００３２】
次に、トナー搬送装置４０について説明する。図６はトナーボトル３２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとトナー搬送装置４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの斜視図である。また、図７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，Ｍ，Ｃ，Ｋとの斜視図である。このトナー搬送装置４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ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。また、トナー搬送装置４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋをもプロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとして一体で構成しても良い。これにより、プロセスカートリッジ６として感光体１や現像装置５Ｙなどと一体に構成したトナー搬送装置４０をプリンタ１００本体から着脱し易くなりメンテナンス性を向上させることができる。
【００３３】
また、トナーボトル３２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの排出口と、トナー搬送装置４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと、現像装置５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの現像剤収容部５４Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ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、トナー搬送装置４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ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。
【００３４】
トナー搬送装置４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ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６において、トナー搬送装置４０Ｙは駆動モータ４１Ｙと、駆動ギヤ４２Ｙと、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。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と一体で回転し、これによってボトル本体３３Ｙが回転する。そして、図３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。図６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のトナー収容部（不図示）に落下しトナー収容部内に収容される。トナー収容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、トナー収容部に収容されたトナーは、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。
【００３５】
なお、濃度検知センサ５６Ｙに替えて、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。
【００３６】
図８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、０．１〜０．２［ｍｍ］程度とされている。このように、搬送コイル７０Ｙをトナー搬送パイプ４３Ｙに内接させることで、トナー搬送パイプ４３Ｙの内壁に付着したトナーにも搬送方向へ移動する力が付与されるため、トナー搬送パイプ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、トナー搬送パイプ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。
【００３７】
更に、コイル形状は曲げに対する応力が小さいため、トナー搬送パイプ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。トナー搬送パイプ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。
【００３８】
なお、搬送コイル７０Ｙの代わりに、スクリュ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トナー搬送パイプ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、トナー搬送パイプ４３Ｙとの摺動負荷を低減することができる。
【００３９】
［構成例１］
本構成例においては、図９に示すように、トナー搬送パイプ４３の斜面部４３ｃ（トナー搬送パイプ４３の最も傾斜している部分）から下流側曲線部４３ｄを介してトナー搬送パイプ４３の下流側水平部４３ｅまでにおける搬送コイル７０内側の中空部に空間規制部材６０を設けている。この空間規制部材６０の外径は、搬送コイル７０の内径より僅かに小さく設定されており、摺動時に抵抗は発生しないが、トナーの通過規制能力は高くなるようにしている。また、空間規制部材６０のトナー搬送方向下流側端部は、トナー搬送パイプ４３に設けられた支持部４８に、接着させて固定した状態または多少ぐらつく程度に遊びを持たせた状態で支持されている。
【００４０】
従来のトナー搬送装置においては、図１４に示すように、通常使用時のトナー搬送パイプの管内空間がほとんど空気で占められており、高画像連続印刷時はその空気がトナーの流動性を上げることとなる。
【００４１】
本構成例のように、トナー搬送パイプ４３の斜面部４３ｃから下流側曲線部４３ｄを介してトナー搬送パイプ４３の下流側水平部４３ｅまで空間規制部材６０を設けることで、空間規制部材６０によってトナー搬送パイプ４３の斜面部４３ｃから下流側曲線部４３ｄを介してトナー搬送パイプ４３の下流側水平部４３ｅまでの空気量が減じられる。これにより、トナーに対して空気が過剰に混ざりトナー搬送パイプ４３内部のトナーの流動性が過度に上がってしまうのを抑制することができる。
【００４２】
空間規制部材６０によるトナー搬送パイプ４３内の空間規制の比率が高いほど、トナーの流動性に伴う経時でのトナー搬送量の変化を小さくすることができ、上記空間規制の比率を高くするのが好ましい。つまり、空間規制部材６０を、トナー搬送パイプ４３の下流側水平部４３ｅからトナー搬送パイプ４３の斜面部４３ｃの上の方（トナー搬送方向上流側）まで、できるだけ延在させて設けるのが好ましい。
【００４３】
図１０はトナーボトル３２からトナー搬送装置４０のトナー収容部４７にトナーを充填し、トナー収容部４７の側壁に設けられたトナーエンド検知センサ４９によってトナー充填完了が検知されたときのトナー収容部４７及びトナー搬送パイプ４３内のトナーの状態を示したものである。トナーエンド検知センサ４９としては、例えば、磁性粉及び非磁性粉に関わらず検知可能な、圧電セラミックスをセンサ素子とした粉体レベルセンサを用いる。図１０においては、トナー搬送パイプ４３内にもトナーが充填されているが、トナー搬送パイプ４３内にトナーで占められていない空間部分があり、トナー搬送パイプ４３内のトナーが少ない。
【００４４】
本実施形態においては、トナーボトル３２からトナー収容部４７にトナーを所定量充填するトナー充填モードを実行し終えた後から現像装置５に向かってトナーを搬送する前まで（作像開始前まで）の間に、トナー収容部４７からトナー搬送パイプ４３にトナーを充填しトナー搬送パイプ４３をトナーで満たすトナー搬送モードを実行する。図１のように、トナー充填モードではトナーエンド検知センサ４９がトナー充填完了と判断するまで、トナー補給モータのＯＮ／ＯＦＦ制御を０．３［ｓ］ＯＮ／３．０［ｓ］ＯＦＦで行い、更にトナー搬送モードでもトナー補給モータのＯＮ／ＯＦＦ制御を０．３［ｓ］ＯＮ／３．０［ｓ］ＯＦＦで１０回行なう。
【００４５】
トナー補給モータは、トナーボトル３２を回転させトナーをトナー収容部４７に送る、及び、現像装置５にトナーを搬送するコイルを回転駆動させる機能を有したモータであり、ギア列を連結させて、トナーボトル３２の回転動作とコイルの駆動とを同時に行う構成となっている。よって、トナー充填モードとトナー搬送モードの両方で、トナー補給モータを駆動しトナーボトル３２の回転動作とトナー搬送パイプ４３内のコイルの駆動とが行われる。
【００４６】
図１１は、トナー搬送モード終了後のトナー収容部４７及びトナー搬送パイプ４３内のトナーの状態を示す。図１１からわかるように、トナー搬送モードを実行することでトナー搬送パイプ４３内にもトナーが十分満たされている。
【００４７】
図１２に、トナー充填モードを実行したあとの補給量推移のグラフと、トナー充填モードを実行したあとにトナー搬送モードを実行したあとの補給量推移のグラフとを示す。トナー充填モードを実行したあとの補給量推移のグラフにおいて、起点となる駆動時間０［ｓ］はトナーエンド検知センサ４９でトナー充填完了と判断されトナー充填モードが終了した時点である。また、トナー充填モードを実行したあとにトナー搬送モードを実行したあとの補給量推移のグラフにおいて、起点となる駆動時間０［ｓ］は、トナー搬送モードが終了した時点である。
【００４８】
トナー充填モードを実行したあとの補給量推移は、トナー補給量が徐々に上がっていくため不安定になる。これに対し、トナー充填モードを実行したあとにトナー搬送モードを実行したあとの補給量推移は、トナー補給量がほとんど変化せず安定する。
【００４９】
［構成例２］
本構成例においても、トナーボトル３２からトナー収容部４７にトナーを所定量充填するトナー充填モードを実行し終えた後から現像装置５に向かってトナーを搬送する前まで（作像開始前まで）の間に、トナー収容部４７からトナー搬送パイプ４３にトナーを充填しトナー搬送パイプ４３をトナーで満たすトナー搬送モードを実行する。
本構成例では、図１３のように、トナー充填モードではトナーエンド検知センサ４９がトナー充填完了と判断するまで、トナー補給モータのＯＮ／ＯＦＦ制御を０．３［ｓ］ＯＮ／３．０［ｓ］ＯＦＦで行い、トナー搬送モードではトナー補給モータのＯＮ／ＯＦＦ制御を０．８［ｓ］ＯＮ／０．２［ｓ］ＯＦＦで５回連続行なう。
【００５０】
これにより、本構成例においても図１１に示したようにトナー搬送モード終了後のトナー収容部４７及びトナー搬送パイプ４３内がトナーで十分満たされ、図１２に示したように、トナー充填モードを実行したあとにトナー搬送モードを実行したあとの補給量推移は、トナー補給量がほとんど変化せず安定する。
【００５１】
間欠時間は、流動しているトナーを一旦沈静化させて動きを止めるために設定されている。例えば、３［ｓ］以上の間欠時間を設けると、搬送しているトナーは確実に沈静化（動きが完全に停止）してから次の動きを行う。間欠時間が本構成例のように０．２［ｓ］程度であると、沈静化する前に次の動作が行われるため、勢いがつきより多くのトナーが搬送される。すなわち、間欠時間を短くすることで、トナーの流動性が高められることになる。よって、本構成例では、間欠時間を短くすることにより、流動性を高めたトナーをトナー搬送パイプ４３内に供給することができ、トナー搬送モード以降のトナー補給動作を安定させることができる。
【００５２】
［構成例３］
トナーの流動性が上がるのには、トナーと空気とが混じり合うことでも起こる。トナーボトル３２が初めて画像形成装置本体にセットされるとき、トナー収容部４７内にはトナーが無い状態になっている。トナー収容部４７内にトナーが無い状態でトナーボトル３２からトナー収容部４７にトナーを充填しつつトナー搬送パイプ４３を介してトナーを現像装置５に搬送すると、トナー収容部４７内の空気とトナーとが混じり合って流動性が高くなったトナーが現像装置５内に流れ込んでしまい、現像装置５内へのトナー補給量が過多となって画像異常や故障の原因となる。
【００５３】
また、トナーの補給先である現像装置５内には初期にはキャリア混合されたトナーがあり、初期充填モードによりトナーが現像装置５内に搬送されてしまうため、一時的に現像装置５内のトナー濃度が上昇してしまい、トナーが過多になり印刷品質が悪化する虞がある。
【００５４】
安定してトナーを搬送するためには、トナー収容部４７内にトナーが満たされて空気が少ない状態にすることが必要となる。そのため、トナー補給モータの動作時間が短く、間欠時間の長い「初期充填モード」を入れることで、トナーの流動性を上げずに徐々にトナー収容部４７内にトナーを満たすことができる。
【００５５】
トナー収容部４７内にトナーを満たすために初期充填モードが実行されるが、トナー収容部４７から現像装置５へのトナー搬送経路は常に確保されているため、初期充填モード中にトナー収容部４７内のトナーが満タンになったのを検出する前にトナー収容部４７内からトナー搬送パイプ４３を通って現像装置５内へある程度のトナーが補給されてしまう。
【００５６】
本発明における現像装置５の最適トナー濃度は８［％］とする。本構成例においては、トナー搬送装置４０からトナーが補給される現像装置５内の初期におけるキャリアとトナーとの合計重量は１４５［ｇ］とし、初期トナー濃度を６［％］（トナー量約８．７［ｇ］）に設定する。
【００５７】
本実施形態における初期充填モードでは、上述したトナー充填モードと上述したトナー搬送モードとが実行される。この初期充填モードにおいても、搬送コイル７０を駆動させてトナー搬送パイプ４３内のトナーが搬送されるので、トナー搬送パイプ４３から現像装置５内へトナーが供給される。そのため、現像装置５内の現像剤の初期トナー濃度が８［％］に設定されていると、初期充填モードの際にトナー搬送パイプ４３から現像装置５内へ供給されたトナー量分、現像装置５内の現像剤のトナー濃度が高くなり、最適なトナー濃度が得られなくなってしまう。本構成例においては、初期充填モード中にトナー搬送パイプ４３から現像装置５内にトナーが３［ｇ］程度補給される。
【００５８】
そのため、本構成例においては、最適なトナー濃度が得られるように現像装置５内の現像剤中のトナー濃度を、初期充填モード中にトナー搬送パイプ４３からトナーが現像装置５内に補給される分だけ低く設定すなわち初期トナー濃度を６［％］に設定（キャリアとトナーとの合計重量が１４５［ｇ］の現像剤中のトナー量を約８．７［ｇ］に設定）しておき、初期充填モード中にトナー搬送パイプ４３から現像装置５内にトナーが３［ｇ］程度補給されることで現像装置５内の現像剤のトナー濃度が最適なトナー濃度である８［％］となるようにしている。
【００５９】
また、本実施形態では、トナー充填モードの後に行うトナー搬送パイプ４３内をトナーで満たすトナー搬送モードを間欠的に行っているが、このトナー搬送モードを連続的に行うことも可能である。その場合、トナーの流れ込み（トナーの流動性が上がり過ぎて制御不能になること。トナー搬送モードが終了した後も流動性が上がり過ぎてトナーが現像装置５内に入っていくのがしばらく止まらないこと）が懸念され、このような流れ込み抑える構造にする必要がある。
【００６０】
現像装置５内にトナーが十分あると判断した時点で、トナー搬送モードを終了し現像装置５へのトナー供給が停止されることが必要になる。
【００６１】
次に、本実施形態に係るプリンタ１００に用いるトナーについて説明する。プリンタ１００で用いるトナーとしては、高速のトナー搬送に対応できるよう流動性の高いトナーを用いている。具体的には、加速凝集度が４０［％］以下のトナーを用いている。この加速凝集度とは、トナーの流動性を示す指数である。
【００６２】
トナーの加速凝集度の測定方法を以下に示す。
＜測定装置＞
・ホソカワミクロン製  パウダテスタ
＜測定方法＞
・測定対象サンプルを恒温槽に放置（３５±２［℃］，２４±１［ｈ］）
・パウダテスタを用いて測定
・目開きの異なる３種の篩を使用（例えば、７５［μｍ］，４４［μｍ］，２２［μｍ］）
・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。
｛（上段の篩に残ったトナー重量）／（試料採取量）｝×１００
｛（中段の篩に残ったトナー重量）／（試料採取量）｝×１００×３／５
｛（下段の篩に残ったトナー重量）／（試料採取量）｝×１００×１／５
上記３つの計算値の合計をもって加熱凝集度［％］とする。
【００６３】
トナーの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、最上段の粒子をおき、一定の振動でふるい、各メッシュ上のトナー重量から求める指数である。
【００６４】
また、本実施形態では、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。
【００６５】
本実施形態では、下記数１より得られた値を円形度と定義する。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。
【００６６】
【数１】
2010256427.tif 000003
【００６７】
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。
【００６８】
トナー粒子に角がないため、現像装置５内での現像剤の攪拌トルクが小さく、攪拌の駆動が安定するために異常画像が発生しない。
【００６９】
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、転写中抜けが生じにくい。
【００７０】
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、摩耗させたりしない。
【００７１】
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ＦＰＩＡ−１０００を用いて測定することができる。
【００７２】
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１００〜１５０［ｍｌ］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０．１〜０．５［ｍｌ］加え、更に測定試料を０．１〜０．５［ｇ］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。
【００７３】
６００［ｄｐｉ］以上の微少ドットを再現するためには、トナーの重量平均粒径（Ｄ４）として３〜８［μｍ］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３［μｍ］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。
【００７４】
重量平均粒径（Ｄ４）が８［μｍ］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を高くすることができる。
【００７５】
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。
【００７６】
まず、電解水溶液１００〜１５０［ｍｌ］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０．１〜５［ｍｌ］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２〜２０［ｍｇ］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１００［μｍ］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。
【００７７】
チャンネルとしては、２．００〜２．５２［μｍ］未満；２．５２〜３．１７［μｍ］未満；３．１７〜４．００［μｍ］未満；４．００〜５．０４［μｍ］未満；５．０４〜６．３５［μｍ］未満；６．３５〜８．００［μｍ］未満；８．００〜１０．０８［μｍ］未満；１０．０８〜１２．７０［μｍ］未満；１２．７０〜１６．００［μｍ］未満；１６．００〜２０．２０［μｍ］未満；２０．２０〜２５．４０［μｍ］未満；２５．４０〜３２．００［μｍ］未満；３２．００〜４０．３０［μｍ］未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００［μｍ］以上乃至４０．３０［μｍ］未満の粒子を対象とする。
【００７８】
本実施形態で用いられるトナーは、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り、重合トナーと呼ばれる。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。
【００７９】
（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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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０．５〜４０［ｗｔ％］、好ましくは１〜３０［ｗｔ％］、さらに好ましくは２〜２０［ｗｔ％］である。０．５［ｗｔ％］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、４０［ｗｔ％］を超えると低温定着性が悪化する。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
［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。
【００９３】
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。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。
【００９４】
（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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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、低温定着性およびプリンタ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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
（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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
（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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
（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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
（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、５×１０−３〜２［μｍ］であることが好ましく、特に５×１０−３〜０．５［μｍ］であることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００［ｍ２／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０．０１〜５［ｗｔ％］であることが好ましく、特に０．０１〜２．０［ｗｔ％］であることが好ましい。
【０１０９】
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５×１０−２［μｍ］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５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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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０．３〜１．５［ｗｔ％］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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
（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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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右する脂肪族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。
【０１２０】
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１［μｍ］、及び３［μｍ］、ポリスチレン微粒子０．５［μｍ］及び２［μｍ］、ポリ（スチレン―アクリロニトリル）微粒子１［μｍ］、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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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２〜２０［μｍ］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１０００〜３００００［ｒｐｍ］、好ましくは５０００〜２００００［ｒｐｍ］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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
以上、本実施形態によれば、粉体であるトナーを収容する第一の粉体収容部であるトナーボトル３２から充填されるトナーを収容する第二の粉体収容部であるトナー収容部４７と、トナーをトナー収容部４７からこれよりも下方にある搬送先である現像装置５に導く粉体搬送管であるトナー搬送パイプ４３と、トナー搬送パイプ４３内に収容されトナーを現像装置５に向かって搬送する粉体搬送部材である搬送コイル７０と、を備えた粉体搬送装置であるトナー搬送装置において、トナーボトル３２からトナー収容部４７にトナーを所定量充填する第一のモードであるトナー充填モードを実行し終えた後から現像装置５に向かってトナーを搬送する前までの間に、搬送コイル７０によってトナー収容部４７からトナー搬送パイプ４３にトナーを充填しトナー搬送パイプ４３をトナーで満たす第二のモードであるトナー搬送モードを実行する。これにより、トナー搬送モードを実行することによってトナー搬送パイプ４３内にトナーを十分満たすことができ、トナー搬送モードを実行しトナー搬送パイプ４３内がトナーで満たされた以降のトナー補給動作を安定させることができる。
また、本実施形態によれば、トナー搬送モードでは、搬送コイル７０をａ秒間駆動したのちｂ秒間停止する間欠動作を繰り返し行い、ａ＞３ｂの関係を満たすことで、搬送コイル７０を停止させる時間が短くなり、流動性を高めたトナーを搬送パイプ内に供給することができ、以降のトナー補給動作を安定させることができる。
また、本実施形態によれば、トナー充填モードを実行する前における現像装置５内のトナー量は、予め設定された最適な所定量よりもトナー充填モード及びトナー搬送モードで現像装置５に搬送されるトナー量分減じられていることで、トナーが搬送されてきたとき、所定のトナー量を確保でき、それにより印刷品質に最適なトナー濃度を達成させることができる。
また、本実施形態によれば、トナーとして加速凝集度が４０［％］以下のトナーを用いることで、高速のトナー搬送に対応することができる。また、トナー補給量のばらつきを抑え、トナー補給の安定化を図ることができる。
また、本実施形態によれば、トナーとして平均円形度が０．９０以上のトナーを用いることで、トナー補給量のばらつきを抑え、トナー補給の安定化を図ることができる。
また、本実施形態によれば、トナーとして、重量平均粒径が３〜８［μｍ］で、重量平均粒径（Ｄ４）と個数平均粒径（Ｄ１）との比（Ｄ４／Ｄ１）が１．００〜１．４０の範囲にあるトナーを用いることで、トナー補給量のばらつきを抑え、トナー補給の安定化を図ることができる。
また、本実施形態によれば、トナーとして、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を用いることで、トナー補給量のばらつきを抑え、トナー補給の安定化を図ることができる。
また、本実施形態によれば、潜像を担持する像担持体である感光体１と、像担持体に担持された潜像を現像剤によって現像する現像手段である現像装置５と、現像装置５に現像剤であるトナーを搬送する現像剤搬送手段と、現像剤搬送手段を介して現像装置５に搬送される現像剤を収容する現像剤収容部であるトナーボトル３２とを備えた画像形成装置であるプリンタ１００において、現像剤搬送手段として、本発明のトナー搬送装置４０を用いることで、トナー搬送装置４０から現像装置５へのトナー補給量のばらつきが抑えられ適切な量のトナーを現像装置５に搬送することができ、現像装置５内のトナー濃度などを適切に保つことができるので良好な画像を形成することができる。
また、本実施形態によれば、現像装置５と、少なくとも像担持体である感光体１とを一体に構成した、画像形成装置であるプリンタ１００に対して着脱自在なプロセスカートリッジ６において、現像装置５に現像剤を搬送する現像剤搬送手段として、本発明のトナー搬送装置４０も一体に構成することで、トナー搬送装置４０から現像装置５へのトナー補給量のばらつきが抑えられ適切な量のトナーを現像装置５に搬送することができ、現像装置５内のトナー濃度などを適切に保つことができる。さらに、プロセスカートリッジ６として一体に構成したトナー搬送装置４０などのメンテナンス性を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、現像装置５と、少なくとも像担持体である感光体１とを一体に構成した、装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジ６と、現像装置５で用いられる現像剤を収容する現像剤収容部であるトナーボトル３２とを備えた画像形成装置であるプリンタ１００において、プロセスカートリッジ６として本発明のトナー搬送装置４０を備えたものを用いることで、トナー搬送装置４０から現像装置５へのトナー補給量のばらつきが抑えられ適切な量のトナーを現像装置５に搬送することができ、現像装置５内のトナー濃度などを適切に保つことができるので良好な画像を形成することができる。さらに、プロセスカートリッジ６として一体に構成したトナー搬送装置４０などのメンテナンス性を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１２８】
１        感光体
２        ドラムクリーニング装置
４        帯電装置
５        現像装置
６        プロセスカートリッジ
７        露光装置
８        中間転写ベルト
９        一次転写バイアスローラ
１０      クリーニング装置
１２      二次転写バックアップローラ
１３      クリーニングバックアップローラ
１４      テンションローラ
１５      中間転写ユニット
１９      二次転写ローラ
２０      定着装置
２６      紙収容カセット
２７      給紙ローラ
２８      レジストローラ対
２９      排紙ローラ対
３０      スタック部
３１      ボトル収容器
３２      トナーボトル
３３      ボトル本体
３４      樹脂ケース
３５      把手
３６      シャッタ
３７      ギヤ
３８      現像剤案内溝
４０      トナー搬送装置
４１      駆動モータ
４２      駆動ギヤ
４３      トナー搬送パイプ
４３ｃ    斜面部
４３ｄ    下流側曲線部
４３ｅ    下流側水平部
４７      トナー収容部
４８      支持部
４９      トナーエンド検知センサ
５１      現像スリーブ
５２      ドクター
５３      現像剤収容部
５４      現像剤収容部
５５      現像剤搬送スクリュ
５６      濃度検知センサ
５７      制御部
６０      空間規制部材
７０      搬送コイル
１００    プリンタ
１４３    トナー搬送管
１４３ａ  上流側水平部
１４３ｅ  下流側水平部
１４３ｃ  斜面部
１４５    補給口
１４７    トナー収容部
１５５    現像装置
１７０    搬送コイル
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２９】
【特許文献１】特開２００５−０２４６６５号公報
【図１】
2010256427.tif 000004
【図２】
2010256427.tif 000005
【図３】
2010256427.tif 000006
【図４】
2010256427.tif 000007
【図５】
2010256427.tif 000008
【図６】
2010256427.tif 000009
【図７】
2010256427.tif 000010
【図８】
2010256427.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2010256427.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
2010256427.tif 000015
【図１３】
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【図１４】
2010256427.tif 000017