(57)【要約】【課題】搬送管内でのトナー等粉体の凝集体の発生を抑制することが可能な粉体搬送装置及びこれを備えた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】画像形成装置の立ち上げ時、高画像面積連続印刷（連続補給）の印刷動作終了時等の所定のタイミングで駆動モータ４１Ｙを逆転駆動して、搬送コイル７０Ｙを逆転させて矢印Ｄで示すように、トナーＴを前記搬送方向（Ｃ方向）と逆方向に搬送可能としたので、トナー搬送パイプ４３Ｙ内にトナーが貯留してしまりが発生しても、搬送コイル７０Ｙを逆転駆動させてトナーのしまりを解すことが可能となり、トナーの凝集体の発生を抑制して適切にトナーを現像装置５Ｙに供給可能となる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を収容する粉体収容部と、当該粉体を当該粉体収容部からこれ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、前記粉体搬送用部材を回転させる駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御部と、を備え、前記粉体収容部内の粉体を前記粉体搬送管に通して前記搬送先に出搬送する粉体搬送装置において、
前記駆動手段は正逆回転自在であり、前記制御部は前記駆動手段を所定のタイミングで逆転駆動することにより前記粉体を搬送方向上流側へ搬送する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、
前記粉体搬送管の内部空間内の少なくとも一部に、前記粉体搬送用部材を介して当該内部空間体積を減少させる空間規制部材を配設した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、
前記粉体搬送部材が樹脂製コイルである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を含有す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、前記トナーを収納するトナー収納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５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、前記トナーを収納するトナー収納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５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、現像装置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装置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、現像装置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、搬送管内から現像装置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】
この特許文献２記載のものでは、搬送管内にトナーを搬送するコイルと管内粉体通過規制部材とを配設することによって、搬送管内で適量のトナーを搬送させて現像装置内へのトナーの急激な流れ込みを抑制することが可能である。
しかしながら、搬送管内を搬送されたトナーが現像装置内に搬送されずに搬送管内に残存した場合、放置等により上流からのトナーの重みにより、搬送管下流においてトナーがしまり、トナーが凝集してしまう場合がある。そして、再度、搬送コイルが動作すると、しまって硬くなって凝集したトナーはトナー径よりもあきらかに大きい塊となって砕かれ（この状態を以後、凝集体と呼ぶ）、現像装置へ搬送してしまう。その結果、凝集体となったトナーは、そのまま現像装置内の現像剤規制部材である現像ドクターの間に挟まって、現像剤搬送不良（白スジ）になる場合もあり、また、凝集体が核となって、現像装置内の攪拌の過程で、凝集が成長し、異常画像を発生する一因になっていた。
【０００５】
このようなトナーの凝集は、画質向上に対する市場の要求が高まる昨今において使用されるトナーの粒径が縮小化され、加速凝集度を下げる（流動性を上げる）傾向にあり、流動化しやすくなっているために、下流において、発生し易い傾向にある。特に、高密度画像を連続して印刷する場合に、トナーを連続して現像装置内に補給する必要があり（連続補給）、このような印刷条件になると、搬送コイルは頻繁に回転し（条件によっては、連続回転に近い）、トナーの流動化現象が加速され、さらにトナーが下流へ流れ込み搬送管内に蓄積され易い。その結果、流れ込んだトナーは、放置等によりしまってしまう現象を発生し易い問題がある。
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、搬送管内でのトナー等粉体の凝集体の発生を抑制することが可能な粉体搬送装置及びこれを備えた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、粉体を収容する粉体収容部と、当該粉体を当該粉体収容部からこれ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、前記粉体搬送用部材を回転させる駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御部と、を備え、前記粉体収容部内の粉体を前記粉体搬送管に通して前記搬送先に出搬送する粉体搬送装置において、前記駆動手段は正逆回転自在であり、前記制御部は前記駆動手段を所定のタイミングで逆転駆動することにより前記粉体を搬送方向上流側へ搬送することを特徴とする。
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、前記粉体搬送管の内部空間内の少なくとも一部に、前記粉体搬送用部材を介して当該内部空間体積を減少させる空間規制部材を配設したことを特徴とする。
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、前記粉体搬送部材が樹脂製コイルであることを特徴とする。
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を含有す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、前記トナーを収納するトナー収納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５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、前記トナーを収納するトナー収納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５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、粉体搬送用部材は、搬送方向下流側に移動する移動力を発生する方向への回転と、当該回転方向と逆方向に回転させる手段を備え、所定のタイミングで当該逆方向への回転を行わせるように制御されていることによって、搬送管内でのトナー等粉体の凝集体の発生を抑制することが可能な粉体搬送装置及びこれを備えた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】
本発明者らは、上記トナー等粉体の凝集体の発生を抑制すべく種々検討を行った。一案として、前記粉体搬送管の下方にある搬送先に導く内部空間の少なくとも一部に、搬送コイルを介して当該内部空間体積を減少させる空間規制部材を配設して、搬送管内を搬送するトナー量を規制して搬送管内でのトナーの流れ込みを抑制し、トナーの流れ込みに伴う搬送管内に残存するトナーにおけるトナーのしまり現象の発生を抑制することを考えた。
しかしながら、このような搬送管内への空間規制部材の配設は、減少した空間内にトナーが詰まってしまう現象が発生する場合があった。即ち、小粒径化、流動性の向上したトナーを使用した場合には、減少した空間内にトナーが詰まってしまい、詰まったトナーがしまりやすくなり、夜間等画像形成装置が使用されず放置された状態になるとトナーのしまり状況が加速される場合が発生することが判明した。
このように、トナーのしまりが発生すると前述のような異常画像の発生を招くだけでなく、搬送管内にトナーが詰まり易くなり、トナーが搬送管内に詰まってしまうと搬送コイルにかかるトルクが増大し、搬送コイルの破断につながる問題を招く。
【００１１】
この現象についてさらに検討を行った結果、高画像面積連続印刷（連続補給）の場合、搬送管と空間規制部材との間に狭まれた空間に流動性の上がったトナーが入り込むため、印刷動作終了後にトナーが前記狭い空間内で沈静化し、この状態でトナーがしまった時には、搬送コイルにかかるトルクが増大してしまう。そして、最悪の場合、搬送コイルの破断を招いてしまう。即ち、搬送コイルの外径は、搬送管の内径よりも小さく設定され、その間のクリアランスの中で自由度を持っている。搬送管内に空間規制部材を配置すると、その自由度が減り、トナーの入り込む空間も規制（減少）される。
減少された空間に入り込んだトナーは搬送コイル同様に自由度が低いため、狭い空間で沈静化しやすく、しまった状態になりやすい。そのため、搬送管内にトナーが詰まってしまうと搬送コイルにかかるトルクが増大し、搬送コイルの破断につながる問題を招く。
本発明者らは、このような問題を解決するために、検討の結果、印刷動作終了後等所定のタイミングで、搬送コイルの搬送方向を下流側から一時的に上流側に逆転させることによって、トナーを沈静化していない空間（上流）に搬送し、この搬送に伴いトナーの凝集をほぐすことで、トナーのしまり状態を解消してトナーの凝集体の発生を抑制すると共に、搬送コイルへのトルクの増大を防ぎ、搬送コイルの破断を防止できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１２】
以下、本発明による実施形態について説明する。
始めに、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等が感光体１Ｙと一体に組み付けられている。
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。
【００１３】
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と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。
上記帯電装置４Ｙは、図２に示すように、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の表面を一様帯電させる。一様帯電された感光体１Ｙの表面に、露光装置７（図１参照）から放射されるレーザ光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。
【００１４】
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などを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。
【００１５】
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（矢印Ａ方向）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。
【００１６】
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、上記レジストローラ対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。
【００１７】
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。
【００１８】
次に、この現像装置５Ｙの動作について説明する。上記現像装置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Ｂ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。
【００１９】
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、３２Ｋ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、３２Ｋであっても良い。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ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、トナー搬送装置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、トナー搬送装置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。
【００２３】
上記トナー搬送装置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、駆動ギヤ群４２Ｙと、粉体輸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、トナーを下流の現像装置５Ｙに搬送する図示しない樹脂製の搬送コイルが内設されている。上記駆動ギヤ群４２Ｙの１個はトナーボトル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３７Ｙ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がトナー収容部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４４Ｙ（図８参照）に落下する。
【００２４】
トナー受け部４４Ｙ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、後述する駆動ギヤ群４２Ｙの１個と噛合されたギヤ７２Ｙを有する回転軸７１（図８参照）に連結されたトナー搬送パイプ４３Ｙ内の搬送コイル７０Ｙ（図８参照）が同時に回転する。この搬送コイル７０Ｙの回転により、トナー受け部４４Ｙに落下したトナーＴは、トナー搬送パイプ４３Ｙ内を搬送されて、現像装置５Ｙのトナー収容部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、上記濃度検知センサ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。
【００２５】
次に、本発明による第１実施形態に係るトナー搬送装置のトナー搬送について説明する。図７は、本発明による第１実施形態に係るトナー搬送装置の一部を示す拡大構成図である。図８は、本発明による第１実施形態に係るトナー搬送装置の断面構造を示す摸式図である。
本実施形態においては、図８に示すように、粉体搬送用部材たる搬送コイル７０Ｙがその一端に回転軸７１Ｙに連結され、さらに、搬送コイル７０Ｙは、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。そして、回転軸７１Ｙが駆動手段である駆動モータ４１Ｙ（図５参照）の回転によって、駆動モータ４１Ｙの回転軸に取り付けられたギヤ（不図示）に噛合する駆動ギヤ群４２Ｙ（図５参照）の回転駆動によって回転される。
この場合に、駆動ギヤ群４２Ｙの１個と噛合するギヤ７２Ｙを介して回転軸７１Ｙを回転させて搬送コイル７０Ｙを内接させて回転させることが可能となっている。この場合、駆動モータ４１Ｙは正転及び逆転可能となっており、トナー受け部４４Ｙの開口４４Ｙａを通じてボトル本体３３Ｙから矢印Ｂで示すように供給されたトナーＴを、下方の現像装置５Ｙ（不図示）にトナー搬送パイプ４３Ｙの開口４３Ｙａを通じて搬送する場合には、駆動モータ４１Ｙを正転駆動して、トナーＴが矢印Ｃで示す方向にトナー搬送パイプ４３Ｙ内を移動する力を付与する。
【００２６】
一方、画像形成装置の立ち上げ時、高画像面積連続印刷（連続補給）の印刷動作終了時等の所定のタイミングで駆動モータ４１Ｙを逆転駆動させ、搬送コイル７０Ｙを逆転させて矢印Ｄで示すように、トナーＴを前記搬送方向（Ｃ方向）と逆方向に搬送可能となっている。このように、駆動モータ４１Ｙは、図７に示すように、濃度検知センサ５６Ｙからのトナー濃度の不足を検知したとき、制御部５７Ｙからの補給信号によって正転駆動される。
一方、画像形成装置の立ち上げ時や高画像面積連続印刷（連続補給）の印刷動作終了時等を検知する検知手段５８からの検知信号によって制御部５７Ｙは、駆動モータ４１Ｙを逆転駆動させるように制御している。従って、前夜から画像形成装置の電源を切断して一定期間トナーがトナー搬送パイプ４３Ｙ内に放置された状態の場合における画像形成装置の立ち上げ時や高画像面積連続印刷（連続補給）の印刷動作終了時等、トナー搬送パイプ４３Ｙの下流側の水平部４３ＹｂにトナーＴ１が貯留してしまり状態になっている場合に、上記印刷動作状態を検知して、トナーＴ１は、搬送コイル７０Ｙの逆転によって一時的にトナー搬送パイプ４３Ｙの上流側（矢印Ｄ方向）に逆送され、トナーＴ１のしまりを解すことが可能となっている。
【００２７】
このような搬送コイル７０Ｙの逆転駆動は、１回転以上あれば、適当にトナーＴ１のしまりを解すことが可能である。余り長期の逆転駆動は、トナー搬送パイプ４３Ｙ中のトナーＴがなくなり、次の動作時のトナー補給が不十分となるので、１０回転以内が好ましい。因みに、本実施形態においては、搬送コイル７０Ｙの回転数を２００ｒｐｍとしたときに、逆回転時間は、０．３秒である。なお、この場合、トナーボトル３２Ｙのギヤ３７Ｙと噛合する駆動ギヤ群４２Ｙの１個は、クラッチ機構等によって、空転状態となり、駆動モータ４１Ｙの逆転駆動がトナーボトル３２Ｙのギヤ３７Ｙに伝達されずトナーボトル３２Ｙの回転が阻止されてトナーボトル３２Ｙからトナー受け部４４Ｙへのトナー供給が停止されている。
本実施形態においては、トナー搬送用部材として、樹脂製の搬送コイル７０Ｙを使用しているが、上記搬送コイル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。特に、トナー搬送パイプの水平部４３Ｙｂ等、直線部はスクリュー形状の搬送部材を配置しても良い。しかし、軸のある搬送手段と搬送コイルを比べると、搬送コイルのほうが曲げやすい。
そのため、搬送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。
【００２８】
また、本実施形態においては、トナー搬送用部材として、樹脂製の搬送コイル７０Ｙを使用しているが、金属製の搬送コイルを使用することも可能である。金属製搬送コイルを使用した場合、疲労による破断のおそれがあるため、樹脂製の搬送コイルが好適である。
即ち、図８に示すような屈曲部４３ｃ１、４３ｃ２及び傾斜部４３ｄを有するような曲がりくねった経路を有するトナー搬送パイプ４３Ｙ内に搬送コイル７０Ｙが配置されるような場合には、屈曲部４３ｃ１、４３ｃ２に配置された搬送コイル部分は繰り返し応力を受ける。そのため、繰り返し応力を受けた場合、金属又は樹脂にかかわらず比較的小さい応力で破断してしまう場合がある。しかし、金属の場合、樹脂製に比べて剛性が大きいために、受ける応力が大きくなり、破断しやすい一面がある。
そのため、搬送コイル７０Ｙが受けるトルクがもともと小さい本実施形態の場合は、樹脂材を使用することで、曲がりくねった搬送経路においても繰り返し応力による破断を適切に防止することが可能となる。従って、搬送経路の曲がり等でうける疲れ強さの高い材質が好ましい。例えばＰＥＴ（ポリエステル樹脂）材等があげられる。但し、１回の応力に対する強さは樹脂よりも金属の方が高いため、トナーがしまり、トルク上昇した場合の耐性は金属の方が優れている場合もある。
【００２９】
次に、本発明による第２実施形態に係るトナー搬送装置について、図９〜図１１に基づいて説明する。図９は、本発明による第２実施形態に係るトナー搬送装置の断面構造を示す摸式図である。図１０は、図９に示すトナー搬送装置の搬送コイルを正転駆動した際のトナー搬送パイプの傾斜部の一部切り欠いた断面図、図１１は、図９に示すトナー搬送装置の搬送コイルを逆転駆動した際のトナー搬送パイプの傾斜部の一部切り欠いた断面図である。
前述の第１実施形態に係るトナー搬送装置においては、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４０Ｙ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コイル７０Ｙによって搬送されるトナー量よりも多くなってしまう。搬送コイル７０Ｙの搬送量を超えるトナーは、搬送コイル７０Ｙ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。
【００３０】
第２実施形態に係るトナー搬送装置においては、上記第１実施形態にかかるトナー搬送装置の現像装置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ために、トナー搬送パイプ４３Ｙの傾斜部４３Ｙｄ内の内部空間４３Ｙｅに可撓性樹脂からなる棒状の空間規制部材７３が装填されてトナー搬送パイプ４３Ｙの内部空間体積を減少させている。
この空間規制部材７３を傾斜部４３Ｙｄのトナー搬送パイプ４３Ｙ内の内部空間４３Ｙｅに装填することによって、現像装置５Ｙに搬送されるトナーＴの搬送量を適当に制御して一気に現像装置５Ｙ内に送給されることを抑制可能としている。
しかしながら、図１０に示すように、この第２実施形態にかかるトナー搬送装置においては、トナー搬送パイプ４３Ｙ内面と空間規制部材７３の外面との狭いクリアランス７４内をトナーＴが搬送コイル７０によって搬送方向Ｃに搬送されるので、トナー搬送パイプ４３Ｙの傾斜部４３Ｙｄの底部では、トナーＴが貯留されやすく、トナーのしまりを発生し易い。その結果、トナーの凝集体が形成されやすくなるだけでなく、トナーのしまりが発生した場合には、搬送コイル７０Ｙに対するトルクが上昇し、適切なトナーの搬送ができなくなる。
【００３１】
そして、最悪の場合には、搬送コイル７０Ｙを破損してしまう。従って、この第２実施形態に係るトナー搬送装置においては、搬送コイル７０Ｙの通常動作（正転駆動）では、下流側へトナーを送り出す（矢印Ｃ方向）が、印刷動作終了後等の所定のタイミングで、前述のように、搬送コイル７０Ｙを逆転させて、トナーのしまりを解すと共に、一時的にトナーを上流側に搬送させ（矢印Ｄ方向）、クリアランス７４内のトナー量を適切に制御して搬送コイル７０Ｙに対するトルクを減少させるようにしている。この場合における搬送コイル７０Ｙの逆転回数は、前述の第１実施形態の場合と同様１〜１０回転である。
この第２実施形態において使用される空間規制部材７３の外径は、トナー搬送パイプ４３Ｙの内径より僅かに小さく設定しており、搬送コイル７０Ｙが回転する場合には、搬送コイル７０Ｙとの摺動によってほとんど抵抗は発生しないが、粉体の通過規制能力は高くなるようにしている。因みに、本実施形態においては、トナー搬送パイプ４３Ｙの内径を直径５ｍｍ（公差＋０．０５ｍｍ／０ｍｍ）に対して空間規制部材７３の外径を直径４．５ｍｍ（公差＋０．０５ｍｍ／−０．０５ｍｍ）に設定している。
【００３２】
次に、本発明による第３実施形態に係るトナー搬送装置について、図１２、図１３に基づいて説明する。図１２は、本発明による第３実施形態に係るトナー搬送装置の断面構造を示す摸式図である。図１３は、図１２の要部の拡大断面図である。
この第３実施形態にかかるトナー搬送装置においては、図１２に示すように、前述の第２実施形態に係るトナー搬送装置に規制部７１Ｙｂを追加して、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より確実に防止したものである。即ち、図１３に示すように、トナー搬送パイプ４３Ｙとボトル本体３３Ｙとの係合部４８Ｙ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、トナー搬送パイプ４３Ｙの他の部分より、トナー搬送パイプ４３Ｙ内のトナー通過量を規制する規制部７１Ｙｂを設けている。
そして、トナー受け部４４Ｙには、駆動ギヤ群４２Ｙの１個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。さらに、ボトル本体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Ａし、領域Ａ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。
【００３３】
領域Ａにおいて、搬送コイル７０Ｙはトナー搬送パイプ４３Ｙに内接し、回転軸７１Ｙは搬送用コイルに内接しており、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、どのタイミングでボトル本体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、画質向上に対する市場の要求が高まる昨今では、トナーの粒径が縮小化され、加速凝集度を下げる（流動性を上げる）傾向にあり、このようなトナーでは、現像装置５Ｙへの一時的なトナーＴの流れ込みを止めることは出来ない場合がある。そのため、この規制部７１Ｙｂの形成と共に、前述の第２実施形態でしめした空間規制部材７３をトナー搬送パイプ４３Ｙ内に配設してトナーの流れ込みを抑制することが可能となる。
しかしながら、前述の第２実施形態において説明したように、トナー搬送パイプ４３Ｙ内面と空間規制部材７３の外面との狭いクリアランス７４内をトナーＴが搬送コイル７０によって搬送方向Ｃに搬送されるので、トナー搬送パイプ４３Ｙの傾斜部４３Ｙｄの底部では、トナーＴが貯留されやすく、トナーのしまりを発生し易い。しかも、トナーのしまりが発生した場合には、搬送コイル７０Ｙに対するトルクが上昇し、適切なトナーの搬送ができなくなるだけでなく、最悪の場合には、搬送コイル７０Ｙを破損してしまう。
従って、この第３実施形態に係るトナー搬送装置においても、搬送コイル７０Ｙの通常動作（正転駆動）では、下流側へトナーを送り出す（矢印Ｃ方向）が、印刷動作終了後に、前述のように、搬送コイル７０Ｙを逆転させて、トナーのしまりを解すと共に、一時的にトナーを上流側に搬送させ（矢印Ｄ方向）、クリアランス７４内のトナー量を適切に制御して搬送コイル７０Ｙに対するトルクを減少させるようにしている。
【００３４】
次に、本発明による第４実施形態に係るトナー搬送装置について、図１４に基づいて説明する。図１４は、本発明による第４実施形態に係るトナー搬送装置の断面構造を示す摸式図である。
この第４実施形態にかかるトナー搬送装置においては、図１４に示すように、前述の第３実施形態に係るトナー搬送装置の空間規制部材７３として、トナー搬送パイプ４３Ｙの傾斜部４３Ｙｃと水平部４３Ｙｂまで延びる空間規制部材７３を使用している。従って、トナー搬送パイプ４３Ｙの水平部４３Ｙｂに形成され易い貯留トナーＴ１の量を減少させてトナーのしまりを抑制することが可能となっている。
しかしながら、この第４実施形態においても、前述の第３実施形態のトナー搬送装置と同様に、画質向上に対する市場の要求が高まる昨今では、トナーの粒径が縮小化され、加速凝集度を下げる（流動性を上げる）傾向にあり、このようなトナーでは、トナー搬送パイプ４３Ｙ内面と空間規制部材７３の外面との狭いクリアランス７４内をトナーＴが搬送コイル７０Ｙによって搬送方向Ｃに搬送されるので、トナー搬送パイプ４３Ｙの傾斜部４３Ｙｄや水平部４３Ｙｂでは、トナーＴが貯留されやすく、トナーのしまりを発生し易い。しかも、トナーのしまりが発生した場合には、搬送コイル７０Ｙに対するトルクが上昇し、適切なトナーの搬送ができなくなるだけでなく、最悪の場合には、搬送コイル７０Ｙを破損してしまう。
【００３５】
従って、この第４実施形態に係るトナー搬送装置においても、搬送コイル７０Ｙの通常動作（正転駆動）では、下流側へトナーを送り出す（矢印Ｃ方向）が、印刷動作終了後に、前述のように、搬送コイル７０Ｙを逆転させて、トナーのしまりを解すと共に、一時的にトナーを上流側に搬送させ（矢印Ｄ方向）、クリアランス７４内のトナー量を適切に制御して搬送コイル７０Ｙに対するトルクを減少させるようにしている。
以上のように、本発明においては、画像形成装置の立ち上げ時、高画像面積連続印刷（連続補給）の印刷動作終了時等の所定のタイミングで駆動モータ４１Ｙを逆転駆動して、搬送コイル７０Ｙを逆転させて矢印Ｄで示すように、トナーＴを前記搬送方向（Ｃ方向）と逆方向に搬送可能としたので、トナー搬送パイプ４３Ｙ内にトナーが貯留してしまりが発生しても、搬送コイル７０Ｙを逆転駆動させてトナーのしまりを解すことが可能となり、トナーの凝集体の発生を抑制して適切にトナーを現像装置５Ｙに供給可能となる。
【００３６】
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（登録商標）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。
【００３７】
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。
【００３８】
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ルフォン酸塩を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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。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。
【００４７】
（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。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。
【００４８】
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。
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。
【００４９】
（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。
【００５０】
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。
【００５１】
（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。
【００５２】
（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。
【００５３】
（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。
【００５４】
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。
【００５５】
（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フォン酸塩、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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
（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。
【００６０】
（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。
（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】
【００６１】
【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】本発明による一実施形態に係るトナー搬送装置の一部を示す拡大構成図である。
【図８】本発明による第１実施形態に係るトナー搬送装置の断面構造を示す摸式図である。
【図９】本発明による第２実施形態に係るトナー搬送装置の断面構造を示す摸式図である。
【図１０】図９に示すトナー搬送装置の搬送コイルを正転駆動した際の搬送パイプの傾斜部の一部切り欠いた断面図である。
【図１１】図９に示すトナー搬送装置の搬送コイルを逆転駆動した際の搬送パイプの傾斜部の一部切り欠いた断面図である。
【図１２】本発明による第３実施形態に係るトナー搬送装置の断面構造を示す摸式図である。
【図１３】図１２の要部の拡大断面図である。
【図１４】本発明による第４実施形態に係るトナー搬送装置の断面構造を示す摸式図である。
【符号の説明】
【００６２】
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  駆動ギヤ群、４３Ｙ  トナー搬送パイプ、４３Ｙａ  開口、４３Ｙｂ  水平部、４３Ｙｄ  傾斜部、４３Ｙｅ  内部空間、４４Ｙ  トナー受け部、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、７０Ｙ  搬送コイル、７１Ｙ  回転軸、７１Ｙａ  先端、７１Ｙｂ  規制部、７３Ｙ  空間規制部材
【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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