(57)【要約】【課題】長期間の使用においてもトナーの帯電量を良好な状態で使用することができ、特に非磁性一成分トナーを使用しても、良好な画像を安定して供給することができる現像装置、及びこれを使用する画像形成装置、画像形成方法を提供する。【解決手段】少なくとも潜像担持体と現像装置とを有する画像形成装置であって、前記現像装置はカートリッジ部と現像ユニット内のトナーが、補給孔を介して相互に入れ替え可能であり、帯電量分布パラメータΣ２５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅の、温度２５℃、相対湿度５４％における値（Ａ）と、温度４５℃、相対湿度５４％における値（Ｂ）との比が、０．９＜Ａ／Ｂ＜１．５の範囲にあるトナーを使用する画像形成装置である。【選択図】図１
2006308849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、潜像担持体と、潜像担持体上にトナー画像を形成して現像する現像装置と、
潜像担持体表面のトナー画像を被転写体に転写する転写装置と、を有し、前記トナー像を被転写体上に定着させる画像形成装置において、
前記現像装置は、少なくとも、潜像担持体上にトナーを供給する現像ユニットと、
前記現像ユニットにトナーを供給するカートリッジ部と、
前記現像ユニット内で、トナーを一時的に貯留するホッパー部と、を有し、
前記ホッパー部内の温度（ＴＨ）と、前記カートリッジ部内の温度（ＴＣ）は、ＴＨ＞ＴＣの関係式を満たし、
前記カートリッジ部内のトナーと前記現像ユニット内のトナーが、前記カートリッジ部と前記現像ユニットとの間を隔てる内壁に設けられた補給孔を介して相互に入れ替え可能な現像装置であり、
前記現像装置で使用されるトナーは、温度２５℃、相対湿度５４％における、帯電量分布パラメータΣ２５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅と、温度４５℃、相対湿度５４％における帯電量分布パラメータΣ４５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅とが、  
０．９＜｛Σ４５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅｝  ／  ｛Σ２５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅｝＜１．５
なる関係を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
（但し、帯電量絶対値Σ［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］は、７０００〜１２０００の範囲とする。）
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記現像装置は、結着樹脂中に、前記帯電制御剤が混合／分散処理されてなるトナーを使用し、
前記トナーは、前記帯電制御剤の配合量、及び混合／分散条件における混合時間、混合トルク、混合温度のいずれかの条件の調整により、帯電特性を制御される
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記現像装置は、前記ホッパー部の現像剤占有体積率が、前記現像ユニットへのトナー供給時において、３０〜８０％である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記トナーは、前記帯電制御剤を、０．５〜５．０重量％含有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記トナーは、前記帯電制御剤として、サリチル酸金属塩を使用する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記結着樹脂は、酸価が２０ＫＯＨｍｇ／ｇ以下のポリエステル樹脂を含有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１ない６のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記トナー表面には、少なくとも２種類の粒径を有する外添剤を添加されてなり、
前記外添剤の各粒径粒子ごとの添加量は、トナー母体１００重量％に対して、０．１〜３．０重量％である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記トナーの、４５℃におけるΣ［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅の値は、２０００〜５０００の範囲内である
ことを特徴とする画像形成装置。
（但し、帯電量絶対値Σ［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］は、７０００〜１２０００の範囲とする。）
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記トナーの、２５℃におけるΣ［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅の値は、２０００〜５０００の範囲内である
ことを特徴とする画像形成装置。
（但し、帯電量絶対値Σ［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］は、７０００〜１２０００の範囲とする。）
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記トナーの帯電量分布の半値幅は、１．０〜３．５の範囲である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、前記現像装置と転写装置との間における潜像担持体上の地肌部の汚れ濃度ΔＩＤ＜０．０１である
ことを特徴とする画像形成装置。
（ただし、汚れ濃度ΔＩＤは、潜像担持体上のトナー残をフィルムで採取し、採取前のフィルムのＩＤと採取後のＩＤの測定差を３点測定し、平均値を算出したもの。）
【請求項１２】
少なくとも、潜像担持体上にトナーを供給する現像ユニットと、
前記現像ユニットにトナーを供給するカートリッジ部と、を有する現像装置であって、
前記現像装置は、前記カートリッジ部と前記現像ユニットとの間を隔てる内壁に補給孔を有し、
前記カートリッジ部内のトナーと、前記現像ユニット内のトナーは、前記補給口を介して相互に入れ替わり可能である現像装置において、
前記現像ユニットは、トナーを一時的に貯留するホッパー部を有し、
前記ホッパー部内の温度（ＴＨ）と、前記カートリッジ部内の温度（ＴＣ）は、ＴＨ＞ＴＣの関係式を満たし、
前記トナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤、帯電制御剤を含んでなり、
温度２５℃、相対湿度５４％における、帯電量分布パラメータΣ２５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅と、
温度４５℃、相対湿度５４％における帯電量分布パラメータΣ４５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅とが、
０．９＜｛Σ４５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅｝  ／  ｛Σ２５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅｝＜１．５
なる関係を有する
ことを特徴とする現像装置。
（但し、帯電量絶対値Σ［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］は、７０００〜１２０００の範囲とする。）
【請求項１３】
前記現像装置は、更に請求項２ないし１１のいずれかに記載の画像形成装置に備えられる
ことを特徴とする現像装置。
【請求項１４】
潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを供給し、可視像化する現像手段とを少なくとも含んで一体に支持され、画像形成装置本体に着脱自在に形成されるプロセスカートリッジにおいて、
前記現像装置は、請求項１２又は１３に記載の現像装置である  
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１５】
像担持体上に静電潜像を形成する工程と、静電潜像を静電荷像現像用トナーを含む現像剤で現像してトナー画像を形成する工程と、トナー画像を被転写体上に転写する工程と、被転写体上のトナー画像を定着する工程とを含む画像形成方法において、
前記現像工程は、少なくとも、潜像担持体上にトナーを供給する現像ユニットと、前記現像ユニットにトナーを供給するカートリッジ部と、前記現像ユニット内で、トナーを一時的に貯留するホッパー部と、を有し、前記ホッパー部内の温度（ＴＨ）と、前記カートリッジ部内の温度（ＴＣ）は、ＴＨ＞ＴＣの関係式を満たし、前記カートリッジ部内のトナーと前記現像ユニット内のトナーが、前記カートリッジ部と前記現像ユニットとの間を隔てる内壁に設けられた補給孔を介して相互に入れ替え可能な現像装置が用いられ、
前記現像工程で使用されるトナーは、温度２５℃、相対湿度５４％における、帯電量分布パラメータΣ２５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅と、温度４５℃、相対湿度５４％における帯電量分布パラメータΣ４５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅とが、  
０．９＜｛Σ４５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅｝  ／  ｛Σ２５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅｝＜１．５
なる関係を有する
ことを特徴とする画像形成方法。
（但し、帯電量絶対値Σ［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］は、７０００〜１２０００の範囲とする。）
【請求項１６】
前記画像形成方法は、更に請求項２ないし１１のいずれかに記載の画像形成装置に適用される
ことを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置、及びこれに使用される現像装置、プロセスカートリッジに関するものであり、また、これらに適用される画像形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真、静電記録、静電印刷等に於いて使用される現像剤は、その現像工程において、例えば、静電荷像が形成されている潜像担持体（代表的には感光体）に一旦付着され、次に転写工程において感光体から転写紙等の転写媒体に転写された後、定着工程において紙面に定着される。その際、潜像保持面上に形成される静電荷像を現像する為の現像剤としては、キャリアとトナーから成る二成分系現像剤及び、キャリアを必要としないでトナーのみからなる一成分系現像剤（磁性トナー、非磁性トナー）が知られている。二成分現像方式は、トナー粒子がキャリア表面に付着することにより現像剤が劣化し、また、トナーのみが消費されるため現像剤中のトナー濃度が低下するので、キャリアとトナーとの混合比を一定割合に保持しなければならず、そのため現像装置が大型化するといった欠点がある。一方、一成分現像方式では、上記欠点が無く、装置が小型化等の利点を有しており、あらゆる環境下（低温低湿、高温高湿）での使用が容易であるなどの理由から現像方式の主流になりつつある。
【０００３】
ところで、一成分系現像剤を用いた一成分現像方式は、磁性トナーを用いる磁性一成分現像方式と、非磁性トナーを用いる非磁性一成分現像方式とに分類される。磁性一成分現像方式は、内部にマグネットなどの磁界発生手段を設けた現像スリーブを用いて、マグネタイトなどの磁性体を含有する磁性トナーを保持し、層厚規制部材により、薄層化し現像するもので、近年小型プリンターなどで多数実用化されている。
【０００４】
これに対して、非磁性一成分現像方式は、トナーが磁気力を持たないため、現像スリーブにトナー補給ローラなどを圧接して現像スリーブ上にトナーを供給し、静電気的に保持させ、層厚規制部材により、薄層化して現像するものであり、有色の磁性体を含有しないためカラー化に対応できるという利点があり、また現像スリーブにマグネットを用いないため、装置のより軽量化、低コスト化が可能となり、近年小型フルカラープリンター等で実用化されている。
【０００５】
しかしながら、一成分現像方式では、未だ改善すべき課題が多いのが現状である。
二成分現像方式では、トナーの帯電、搬送手段としてキャリアを用い、トナーとキャリアは現像器内部において十分撹拌、混合された後現像スリーブに搬送され現像に供されるため比較的長時間の使用においても安定した帯電、搬送を持続することが可能であり、また、高速の現像装置にも対応しやすい。
【０００６】
これに比べ、一成分現像方式ではキャリアのような安定した帯電、搬送手段がないため、長時間使用や高速化による帯電、搬送不良が起こりやすい。即ち、一成分現像方式は現像スリーブ上へトナーを搬送した後、層厚規制部材にてトナーを薄層化させて現像するが、トナーと現像スリーブ、または層厚規制部材などの摩擦帯電部材との接触・摩擦帯電時間が非常に短いため、キャリアを用いた二成分現像方式より低帯電、逆帯電トナーが多くなりやすい。
【０００７】
例えば、特許文献１では、トナー原材料のひとつとして頻繁に用いられている帯電制御剤の添加量を多くすることで適度な帯電量を付与する方法が提案されている。しかし、帯電制御剤の添加量を多くすると樹脂中での帯電制御剤の分散性が悪化し易くなり、長期間の使用において地肌汚れなどの品質劣化を招く。
【０００８】
また、特許文献２では、帯電制御剤を一切添加せずに適度な帯電量を付与する方法が提案されている。この方法は、トナー表面に無機微粒子を付着させるのみで帯電量を保持することができることを特徴としているが、一成分方式のように摩擦帯電部材との接触のみで帯電させる場合にはトナー表面の無機微粒子は埋没・離脱してしまい、長期間において帯電を保持することが難しい。
【０００９】
また、トナーに適度な帯電量を付与するために従来より提案されている方法としては、例えば特許文献３に記載のように、トナー中の結着樹脂の酸価を高くする方法がある。
しかし、樹脂の酸価を高くした場合、トナーに対して帯電量を付与し易くなる一方で、トナーが環境安定性に乏しくなるという不具合がある。
即ち、低温低湿下では帯電量が上昇し過ぎ、また高温高湿下では帯電量が低下し画像濃度の低下や地肌汚れなどの品質に影響を及ぼす。
【００１０】
また、非磁性一成分現像の場合は、トナー中に磁性成分を含有していないため、トナー補給装置から現像スリーブ上へ汲み上げの際、小粒径・強帯電トナーから汲み上げられ、これらが優先的に現像に供される選択現像が起こりやすい傾向にある。このため、経時での使用によりトナー補給装置内には帯電量の低いトナーが多く残留し、トナーカートリッジから供給されるトナーとの帯電量差が大きくなるという不具合が生じてくる。
特許文献１ないし３に記載の発明では、トナー帯電量をある程度確保できるものの、
経時での使用により、トナー補給装置内とトナーカートリッジ内とで、トナーの帯電量差が生じてくるのを抑制する事は困難である。
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−３５４５３０号公報
【特許文献２】特開２００３−２８０２５６号公報
【特許文献３】特開２０００−２２７６７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで本発明は上記事情に鑑み、長期間にわたって、トナーの帯電量を安定した状態で使用することができ、また、異なる使用環境においてもトナーの帯電性の変動が抑えられ、経時での使用においても地肌汚れ等の不具合のない、高品位な画像を得ることのできる画像形成装置、及びこれに用いられる現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するための手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
１．本発明は、少なくとも、潜像担持体と、潜像担持体上にトナー画像を形成して現像する現像装置と、潜像担持体表面のトナー画像を被転写体に転写する転写装置と、を有し、前記トナー画像を被転写体上に定着させる画像形成装置において、前記現像装置は、少なくとも、潜像担持体上にトナーを供給する現像ユニットと、前記現像ユニットにトナーを供給するカートリッジ部と、前記現像ユニット内で、トナーを一時的に貯留するホッパー部と、を有し、前記ホッパー部内の温度（ＴＨ）と、前記カートリッジ部内の温度（ＴＣ）は、ＴＨ＞ＴＣの関係式を満たし、前記カートリッジ部内のトナーと前記現像ユニット内のトナーが、前記カートリッジ部と前記現像ユニットとの間を隔てる内壁に設けられた補給孔を介して相互に入れ替え可能な現像装置であり、前記現像装置で使用されるトナーは、温度２５℃、相対湿度５４％における、帯電量分布パラメータΣ２５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅と、温度４５℃、相対湿度５４％における帯電量分布パラメータΣ４５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅とが、０．９＜｛Σ４５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅｝／｛Σ２５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅｝＜１．５  なる関係を有することを特徴とする画像形成装置である。（但し、帯電量絶対値Σ［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］は、７０００〜１２０００の範囲とする。）
２．また、本発明の画像形成装置は、１．に記載の発明において、前記現像装置は、結着樹脂中に、前記帯電制御剤が混合／分散処理されてなるトナーを使用し、前記トナーは、前記帯電制御剤の配合量、及び混合／分散条件における混合時間、混合トルク、混合温度のいずれかの条件の調整により、帯電特性を制御されることを特徴とする。
３．また、本発明の画像形成装置は、１．又は２．に記載の発明において、前記現像装置は、前記ホッパー部の現像剤占有体積率が、前記現像ユニットへのトナー供給時において、３０〜８０％であることを特徴とする。
４．また、本発明の画像形成装置は、１．ないし３．のいずれかに記載の発明において、  前記トナーは、前記帯電制御剤を、０．５〜５．０重量％含有することを特徴とする。
５．また、本発明の画像形成装置は、１．ないし４．のいずれかに記載の発明において、  前記トナーは、前記帯電制御剤として、サリチル酸金属塩を使用することを特徴とする。
６．また、本発明の画像形成装置は、１．ないし５．のいずれかに記載の発明において、前記結着樹脂は、酸価が２０ＫＯＨｍｇ／ｇ以下のポリエステル樹脂を含有することを特徴とする。
７．また、本発明の画像形成装置は、１．ない６．のいずれかに記載の発明において、前記トナー表面には、少なくとも２種類の粒径を有する外添剤を添加されてなり、前記外添剤の各粒径粒子ごとの添加量は、トナー母体１００重量％に対して、０．１〜３．０重量％であることを特徴とする。
８．また、本発明の画像形成装置は、１．ないし７．のいずれかに記載の発明において、  前記トナーの、４５℃におけるΣ［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅の値は、２０００〜５０００の範囲内であることを特徴とする。（但し、帯電量絶対値Σ［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］は、７０００〜１２０００の範囲とする。）
９．また、本発明の画像形成装置は、１．ないし８．のいずれかに記載の発明において、  前記トナーの、２５℃におけるΣ［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅の値は、２０００〜５０００の範囲内であることを特徴とする。（但し、帯電量絶対値Σ［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］は、７０００〜１２０００の範囲とする。）
１０．また、本発明の画像形成装置は、１．ないし９．のいずれかに記載の発明において、  前記トナーの帯電量分布の半値幅は、１．０〜３．５の範囲であることを特徴とする。
１１．また、本発明の画像形成装置は、１．ないし１０．のいずれかに記載の発明において、前記現像装置と転写装置との間における潜像担持体上の地肌部の汚れ濃度ΔＩＤ＜０．０１であることを特徴とする。（ただし、汚れ濃度ΔＩＤは、潜像担持体上のトナー残をフィルムで採取し、採取前のフィルムのＩＤと採取後のＩＤの測定差を３点測定し、平均値を算出したもの。）
【００１４】
１２．また、本発明の現像装置は、少なくとも、潜像担持体上にトナーを供給する現像ユニットと、前記現像ユニットにトナーを供給するカートリッジ部と、を有する現像装置であって、前記カートリッジ部と前記現像ユニットとの間を隔てる内壁に補給孔を有し、前記カートリッジ部内のトナーと、前記現像ユニット内のトナーは、前記補給口を介して相互に入れ替わり可能である現像装置において、前記現像ユニットは、トナーを一時的に貯留するホッパー部を有し、前記ホッパー部内の温度（ＴＨ）と、前記カートリッジ部内の温度（ＴＣ）は、ＴＨ＞ＴＣの関係式を満たし、前記トナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤、帯電制御剤を含んでなり、温度２５℃、相対湿度５４％における、帯電量分布パラメータΣ２５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅と、温度４５℃、相対湿度５４％における帯電量分布パラメータΣ４５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅とが、０．９＜｛Σ４５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅｝／｛Σ２５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅｝＜１．５なる関係を有することを特徴とする。（但し、帯電量絶対値Σ［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］は、７０００〜１２０００の範囲とする。）
１３．また、前記現像装置は、更に２．ないし１１．のいずれかに記載の画像形成装置に備えられることを特徴とする。
【００１５】
１４．また、本発明のプロセスカートリッジは、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体表面に形成された静電潜像にトナーを供給し、可視像化する現像手段とを少なくとも含んで一体に支持され、画像形成装置本体に着脱自在に形成されるプロセスカートリッジであって、前記現像装置は、１２．又は１３．に記載の現像装置であることを特徴とする。
【００１６】
１５．また、本発明の画像形成方法は、像担持体上に静電潜像を形成する工程と、静電潜像を静電荷像現像用トナーを含む現像剤で現像してトナー画像を形成する工程と、トナー画像を被転写体上に転写する工程と、被転写体上のトナー画像を定着する工程とを含む画像形成方法であって、前記現像工程は、少なくとも、潜像担持体上にトナーを供給する現像ユニットと、前記現像ユニットにトナーを供給するカートリッジ部と、前記現像ユニット内で、トナーを一時的に貯留するホッパー部と、を有し、前記ホッパー部内の温度（ＴＨ）と、前記カートリッジ部内の温度（ＴＣ）は、ＴＨ＞ＴＣの関係式を満たし、前記カートリッジ部内のトナーと前記現像ユニット内のトナーが、前記カートリッジ部と前記現像ユニットとの間を隔てる内壁に設けられた補給孔を介して相互に入れ替え可能な現像装置が用いられ、前記現像工程で使用されるトナーは、温度２５℃、相対湿度５４％における、帯電量分布パラメータΣ２５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅と、温度４５℃、相対湿度５４％における帯電量分布パラメータΣ４５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅とが、０．９＜｛Σ４５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅｝／｛Σ２５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅｝＜１．５なる関係を有することを特徴とする。（但し、帯電量絶対値Σ［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］は、７０００〜１２０００の範囲とする。）
１６．また、前記画像形成方法は、更に２．ないし１１．のいずれかに記載の画像形成装置に適用されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
上記解決するための手段により、本発明の画像形成装置及びこれに用いる現像装置は、トナー帯電量を、長期にわたって安定した状態で使用することができるとともに、環境変動による帯電性能の変化の少ないトナーを使用することで、画像汚れの無い高品位な画像を、安定して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】
【００１８】
図１は、本発明の現像装置の構成を示す概略図である。
現像装置３０は、像担持体である感光体１１の潜像を現像剤であるトナーで現像する現像ユニット３１と現像ユニット３１にトナーを補給するトナーカートリッジ３２とを備える。
現像ユニット３１は、感光体１１に対向していて、感光体１１との間に形成される現像領域にトナーを搬送する現像剤担持体である現像スリーブ３１ａと、現像スリーブ３１ａ上にトナーを供給する供給ローラ３１ｂと、現像スリーブ３１ａ上のトナー量を規制する層厚規制部材である規制ローラ３１ｃと、トナーを搬送する第１搬送パドル３１ｄとを備える。また、現像ユニット３１内には、トナーカートリッジ３２から供給されるトナーを一時的に貯留する、現像ホッパー３１１を備えている。
トナーカートリッジ３２は、トナーを収納している第１及び第２収納室３２１、３２２と、現像ユニット３１へトナーを搬送する第２及び第３搬送パドル３２ａ、３２ｂと、また、第２搬送パドル３２ａが回転している部分のトナーカートリッジ３２の底部には突き出たリブ３５を備えている。
ここで、現像剤としては、一成分現像剤を用いる。後述するように現像剤を入れ替えることに対して、二成分現像剤では一旦混合した後にキャリアからトナーを分離するのは非常に困難である。一成分現像剤であればトナーカートリッジ３２と現像ユニット３１内にある現像剤は基本的には同じで、入れ替えすることが可能であり、本発明の現像装置３０に適用させることができる。特に、一成分現像剤でも非磁性一成分現像剤を用いることが好ましい。非磁性一成分現像剤では、トナー表面の外添剤が、トナーの帯電性、流動性に与える影響が大きい。磁性一成分現像剤では、磁性材料の量による磁化の強さで現像性を制御することができる。非磁性一成分現像剤では、外添剤による帯電量、流動性によって現像性が大きく影響されることから、本発明の現像装置３０に用いることで、安定したトナー表面状態を得ることができる。
【００１９】
また、この現像装置３０は、現像ユニット３１とトナーカートリッジ３２とを水平方向の横方向に並列させて配置している。さらに、トナーカートリッジ３２と現像ユニット３１とには、トナーカートリッジ３２と現像ユニット３１との間をトナーが通過する連通口３３が設けられている。さらに、現像ユニット３１側の連通口３３に制御弁３４が設けられている。
本発明の現像装置３０は、この連通口３３を介してトナーを通過させる。これによって、現像ユニット３１で消費されたトナーをトナーカートリッジ３２から現像ユニット３１へトナーを補給し、また、この連通口３３を介して、現像ユニット３１で劣化したトナーを現像ユニット３１からトナーカートリッジ３２へトナーを排出する。また、このトナーカートリッジ３２は、現像ユニット３１とは別に単独で独立して交換することが可能である。
【００２０】
現像装置を経時で使用すると、現像ホッパー３１１内に劣化したトナーが多くなり、また、トナーが現像によって消費されるために現像ユニット３１内のトナーが少なくなる。
特に非磁性一成分現像剤では、トナー補給ローラにより粒径の小さいトナーから優先的に現像スリーブ上に供給される選択現像が行われるため、トナーカートリッジから新たなトナーが供給される前の現像ユニット内には、粒径の大きい、劣化トナーが多く残留する傾向が顕著である。このため、画像劣化やトナー飛散等が引き起こされる原因となっていた。
【００２１】
そこで、本発明の現像装置３０では、現像ユニット３１で消費されたトナーをトナーカートリッジ３２から現像ユニット３１へトナーを補給する連通口３３を介して、現像ユニット３１にあるトナーをいったんトナーカートリッジ３２に排出して戻して、トナーカートリッジ３２にある劣化していないトナーと混合して、劣化したトナー量の存在比率を低下させた上で再度現像ユニット３１に連通口３３を介して供給して補給する。
【００２２】
ここで、現像装置についてさらに詳述する。現像装置３０は、後に詳述する画像形成装置において、感光体ベルト１１表面の静電潜像を現像するためにトナーを表面に担持して回転する現像スリーブ３１ａと、トナーを汲み上げて撹拌するために回転するトナー第１搬送パドル３１ｄ、及び、トナーカートリッジ３２から供給されたトナーを一時的に貯留する現像ホッパー３１１とを含む現像ユニット３１と、トナーを収容するトナーカートリッジ３２で構成されている。このように２つのユニットに分割されている理由は、現像ユニット３１は、トナーカートリッジ３２を数回交換して使用しても耐えうる耐久性を有しているからである。
なお、現像ホッパー３１１内部の温度（ＴＨ）は、３５℃±５℃、トナーカートリッジ３２内部の温度（ＴＣ）は、３０℃±５℃の範囲内であることが望ましく、また、現像ホッパー３１１内部の温度とトナーカートリッジ３２内部の温度との関係は、ＴＨ＞ＴＣであることが望ましい。
図２は、本発明の現像装置における連通口３３の構成を示した概略図であり、（Ａ）は現像ユニット３１側の構成を示し、（Ｂ）はトナーカートリッジ側の構成を示している。現像ユニット３１の筐体の外側にはスライドシャッターを備え、そのスライドシャッターには弾性部材を貼付している。このスライドシャッターを開閉することで現像ユニット３１の連通口３３の開閉を行う。また、トナーカートリッジ３２側は、筐体に設けられた連通口３３に対応して開けた部分のある弾性部材、連通口３３からトナーがこぼれるのを防止し、または、トナーを補給できるように開放するスライドシャッター、これらを筐体に固定する固定シールが設けられている。
トナーカートリッジ３２を現像装置に配置して、現像ユニット３１側のスライドシャッターを開け、また、トナーカートリッジ３２側のスライドシャッターを開けて、トナーを通過させることができる連通口３３ができる。
現像ユニット３１側の連通口３３は複数あり、現像ユニット３１とトナーカートリッジ３２との間には弾性部材３１ｆを貼着したスライドシャッター３１ｅを設けている。このスライドシャッター３１ｅを移動させることで、現像ユニット３１筐体に設けた連通口３３の開閉を行う。トナーカートリッジ３２がない場合又は画像形成装置本体１に装着していない場合は、スライドシャッター３１ｅで連通口３３を閉じておくことで現像ユニット３１からのトナーのこぼれるのを防止する。
また、トナーカートリッジ３２も、現像ユニット３１がない場合又は画像形成装置本体１に装着していない場合は、トナーカートリッジ３２からのトナーのこぼれるのを防止するために、連通口３３を閉じておくためにスライドシャッター３１ｅを設ける。トナーカートリッジ３２に対して、弾性部材３１ｆ、スライドシャッター３１ｅ、固定シールを設ける。弾性部材３１ｆは、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等の発泡材が好ましい。
図２に示すように、現像ユニット３１とトナーカートリッジ３２に設けられた連通口３３に対応してスライドシャッターに開放した窓部３１ｇを設ける。連通口３３を閉じるときはスライドシャッター３１ｅの窓部３１ｇのないところで連通口３３を塞ぎ、連通口３３を開放するときはスライドシャッター３１ｅを移動させて、窓部３１ｇと連通口３３を合わせて、連通口３３全体を連通させる。
【００２３】
後に図７で示す画像形成装置１において、現像装置３０は、現像ユニット３１内にある第１搬送パドル３１ｄで、トナーを攪拌しつつ現像剤供給ローラ３１ｂに搬送し、供給ローラ３１ｂが現像スリーブ３１ａに摺擦しながら、同時にトナーを摺擦させて摩擦帯電させて、トナーを帯電させる（図１参照。）。帯電したトナーは、現像スリーブ３１ａに鏡像力で吸着されて搬送される。その後、規制ローラ３１ｃで現像領域に搬送されるトナー量を規制する。現像スリーブ３１ａ上に形成されるトナー薄層が現像領域における現像バイアスで感光体ベルトに現像される。
このときに、供給ローラ３１ｂで現像スリーブ３１ａに摺擦されたトナーは大きな押圧力を受けて、トナー表面の凸凹が削られて球形化しトナーの付着力が大きくなる。また、この押圧力でトナー表面の外添剤が埋没して流動性が低下し、さらに、外添剤による帯電量調整ができなくなるために帯電量が変わってくる。これらの影響でトナーの現像性が低下し、さらに、転写性、クリーニング性が低下する。
このように、現像ホッパー３１１内に劣化したトナーが多くなり、また、トナーが現像によって消費されるために現像ユニット３１内のトナーが少なくなる。そこで、連通口３３を通過してトナーカートリッジ３２から、現像ユニット３１へとトナーが補給される。トナーカートリッジ３２内には、トナーカートリッジ本体３２の内壁に先端が摺接する第２搬送パドル３２ａ、第３搬送パドル３２ｂがそれぞれ第１収納室３２１と第２収納室３２２に設けられており、第２又は第３搬送パドル３２ａ，３２ｂが回転することによりトナーを現像ユニット３１側に押し込んで、現像ユニット３１に連通口３３からトナーが補給される。
【００２４】
さらに、この連通口３３を通して現像ユニット３１内のトナーがトナーカートリッジ３２側に排出されて、このトナーがトナーカートリッジ３２内のトナーと混合される。トナーカートリッジ３２内には、未使用のトナーが多く収納されており、現像ユニット３１内で劣化したトナーと混合される。この混合によって、未使用トナーの表面に多く存在する外添剤が劣化したトナーに再分配され、また、粒径の大きい劣化トナーが、粒径の小さい未使用トナーと混合されて、トナーの平均粒径が小さくなることで、劣化したトナーの帯電量、流動性が元の未使用トナーの状態に近くなる。これは、現像ユニット３１から第１収納室３２１に排出されたトナーは、さらに、第２搬送パドルで第２収納室３２２に搬送されて、次に、第３搬送パドルで第１収納室３２１に戻される。この間に、外添剤の再分配を受けることになる。
この元の未使用の状態に近づいたトナーを、トナーカートリッジ３２の第１収納室３２１から現像ユニット３１に、再度供給する。この元の状態に近づいたトナーと未使用のトナーで、現像スリーブ３１ａに薄層を形成してトナーを現像することで、長期にわたって高品位の画像を得ることができる。
【００２５】
図３は、本発明の現像装置における現像ユニット３１に配置される制御弁３４の構造を示す概略図である。制御弁３４は、現像ユニット３１の連通口３３に対応して設けられ、制御弁３４を支持部３４ａに貼着されていて、筐体に配置されている。制御弁３４の形態は、図３に示すように、各連通口３３に対応して矩形状にして連通口３３がない部分は制御弁３４を設けず交互にする。支持部３４ａは、剛性を有する金属製でＳＵＳ、Ｃｕ、Ａｌを用いる。制御弁３４は、弾性のある樹脂フィルム３４ｂで、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂を用いる。
現像ユニット３１の第１搬送パドル３１ｄは、パドル用フィルムを備える。このフィルムは、１枚であっても、複数枚設けてもよい。第１搬送パドル３１ｄは、回転してトナーカートリッジ３２側から供給されたトナーを現像スリーブ３１ａに供給する。また、このフィルムは、板状であってもよい。また、連通口３３に対応して設けられた櫛歯状の矩形状の制御弁３４に対して、同様に制御弁３４に当たる部分をのみを矩形形状にしたものであってもよい。また、複数枚設けるときはこれらを組み合わせて用いてもよい。
【００２６】
図４は、トナーカートリッジ３２側から現像ユニット３１にトナーが供給される状態を模式的に説明するための図である。第１搬送パドル３１ｄは、回転して制御弁３４に当たり、制御弁３４が押さえられる。その後、第１搬送パドル３１ｄが通過して、弾性を有する制御弁３４が素早く弾かれて戻り、そのときに同時に、トナーカートリッジ３２側から押し込まれていたトナーが連通口３３を介して現像ユニット３１側に引きつけられて、トナーが供給される。
図５は、トナーカートリッジ３２側のトナーが供給される状態を模式的に説明するための図である。このトナーカートリッジ３２には、第２収納室３２２の第３搬送パドル３２ｂで第１収納室３２１に搬送して、さらに、第２搬送パドル３２ａで現像ユニット３１側に搬送する。第２搬送パドル３２ａは、単数のパドル用フィルムを備えていて、このフィルムを回転させることでトナーを現像ユニット３１側に搬送する。さらに、第１収納室３２１にリブ３５を設けておくことで、図５に示すように、先のパドル用フィルムがリブ３５に当たると、リブ３５の部分でトナーが堰き止められ、リブ３５とパドル用フィルムとの間にトナーの無い空間が形成される。この空間は、流動性のよいトナーの侵入によって少しずつ埋められていくが、ある一定時間はトナー内部に空間が形成される。さらに、パドル用フィルムが回転すると上部からもトナーが空間に侵入するために、トナー内部に空間のない状態になる。
この状態で回転してゆくとパドル用フィルムは、トナーを現像ユニット３１側に押し込む状態になっている時と、現像ユニット３１の制御弁３４が第１搬送パドル３１ｄのパドル用フィルムに押さえられていなくて制御弁３４が開放されている時（定位置にある時）と重なることでトナーは、連通口３３を通してトナーカートリッジ３２側から現像ユニット３１側に移動して供給される。
次に、開放された制御弁３４には現像ユニット３１にあるトナーが入り込んでくる。その後、第１搬送パドル３１ｄのパドル用フィルムが回転して制御弁３４を押し込むトナーを現像ユニット３１側からトナーカートリッジ３２側に押し込んでいる時と第１収納室３２１で第２搬送パドルのパドル用フィルムによってトナー内部に空間ができ、その空間がちょうど連通口３３にかかった時が重なることでトナーは、連通口３３を通して現像ユニット３１側からトナーカートリッジ３２側に移動して排出される。
【００２７】
このときの現像装置３０における現像ユニット３１とトナーカートリッジ３２との第１、第２及び第３搬送パドルの動きとトナーの移動についてさらに詳細に説明する。
図６は、現像ユニット３１とトナーカートリッジ３２との間におけるトナーの移動について模式的に示した図である。なお、ここでは、現像ユニット３１内の現像スリーブ３１ａ等は省略してある。
現像装置３０では、図６（１）に示すように、現像ユニット３１内にある制御弁３４は、連通口３３が設けられた壁面に対して所定の角度θを有している。
第１搬送パドル３１ｄは複数のパドル用フィルムを回転させている。また、トナーカートリッジ３２内の第２及び第３搬送パドルは、単数のパドル用フィルムを回転させている。図６（２）に示すように、現像ユニット３１内で、第１搬送パドル３１ｄは複数のパドル用フィルムが制御弁３４を押し込み、このときに、制御弁３４と連通口３３との間にあるトナーは、トナーカートリッジ３２側もトナーで満たされていることで、連通口３３を移動することができず、現像ユニット３１内の制御弁３４から横方向で、現像ユニット３１内に戻る。次に、図６（３）に示すように、第１搬送パドル３１ｄは複数のパドル用フィルムが制御弁３４をさらに押し込み、制御弁３４と連通口３３との間にはほとんど隙間がない状態（作動位置）になる。次に、図６（４）及び図６（５）に示すように、第１搬送パドル３１ｄは複数のパドル用フィルムが制御弁３４からはずれることで、制御弁３４が元の角度まで戻り、このときに、大きな隙間ができ、空間を形成することでトナーカートリッジ３２側から連通口３３を通してトナーが移動して供給される。
さらに、図６（６）に示すように、複数枚有することで第１搬送パドル３１ｄのパドル用フィルムが、再度制御弁３４を押し込んでいく。このときに、トナーカートリッジ３２内の第２収納室３２２で第２搬送パドルのパドル用フィルムがリブ３５に当たっている。さらに回転すると、図６（７）に示すように、第１搬送パドル３１ｄのパドル用フィルムが制御弁３４をさらに押し込み、制御弁３４と連通口３３で隙間のない状態を形成してゆく。このときに、第２搬送パドルのパドル用フィルムがリブ３５から先に回転したときにリブ３５が障害になってトナーが搬送されないために、トナー内部に空間を形成する。さらに、図６（８）及び図６（９）に示すように、第１搬送パドル３１ｄは複数のパドル用フィルムが制御弁３４からはずれることで、制御弁３４が元の角度（定位置）まで戻り、
このときに、大きな隙間ができ空間を形成することで、さらに、第２搬送パドルのパドル用フィルムによって持ち上げられたトナーが、トナーカートリッジ３２側から連通口３３を通してトナーが移動して供給される。
【００２８】
しかし、次に、図６（１０）に示すように、複数枚有することで第１搬送パドル３１ｄのパドル用フィルムが、再度制御弁３４を押し込んでいく。これまでは、トナーカートリッジ３２側の連通口３３付近にはトナーがあったが、トナー内部に形成された空間が存在する場合は、現像ユニット３１内の制御弁３４から横方向で、現像ユニット３１内に戻るのではなく、連通口３３を通して現像ユニット３１側からトナーカートリッジ３２側に移動して排出される。図６（１１）及び図６（１２）に示すように、第１搬送パドル３１ｄのパドル用フィルムが、再度制御弁３４を押し込んでいくことで、さらに、現像ユニット３１側からトナーカートリッジ３２側に移動して排出される。
さらに、第１搬送パドル３１ｄの回転スピードを第２搬送パドルより早くすることで、図６（１３）から図６（１６）に示すように、現像ユニット３１側からトナーカートリッジ３２側に移動して排出させることができる。
これを繰り返すことで、現像ユニット３１とトナーカートリッジ３２との間で連通口３３を通してトナーを移動させることができる。
【００２９】
なお、本発明に係る現像装置３０では、温度２５℃、相対湿度５４％における、帯電量分布パラメータΣ２５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅と、温度４５℃、相対湿度５４％における帯電量分布パラメータΣ４５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅とが、０．９＜｛Σ４５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅｝／｛Σ２５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅｝＜１．５なる関係を有するトナーを使用する。
一般に、現像装置において、現像ホッパー３１１とトナーカートリッジ３２とは、それぞれに環境が異なるため、温度や湿度がそれぞれに異なっている場合が多い。
上述したように、現像装置３０では、現像ホッパー３１１内の温度（ＴＨ）とトナーカートリッジ３２内の温度（ＴＣ）は、ＴＨ＞ＴＣなる関係を有しており、現像装置３０でトナーが現像ユニット３１からトナーカートリッジ３２に移動し、再び現像ユニット３１に戻されるときは、トナーが温・湿度等の異なる環境の間を相互に行き来することとなる。
本発明の現像装置３０で使用されるトナーは、上述のように、温湿度等の変動による帯電性の変化が一定範囲内に抑えられているため、トナーが現像ユニット３１とトナーカートリッジ３２の間で相互に移動しても、帯電性能の変化が一定範囲内に抑えられているため、良好な画像を安定して得られる。
【００３０】
なお、帯電量分布パラメータとは、帯電量分布を示すピークの全積分値をピークの半値幅で除した値である。帯電量が全体的に弱帯電のトナーは、積分値が小さくなるので帯電量分布パラメータは小さくなる。また、強帯電のトナーであっても分布がブロードであれば半値幅が大きくなるので帯電量分布パラメータは小さくなる。即ち、強帯電・シャープ分布のトナーが大きな値を持つパラメータである。
【００３１】
帯電量分布は、トナーとキャリアを混合した二成分現像剤としての帯電量分布を用い、ホソカワミクロン社製Ｅ−ＳＰＡＲＴ  ＡＮＡＬＹＺＥＲ  ＥＳＴ−ＩＩにより測定した。
なお、測定条件は、窒素ガス流量を０．３Ｎｌ／ｍｉｎ、ガス圧０．３気圧とし、キャリアはシリコーン樹脂により０．３μｍの平均厚さでコーティングされた平均粒径５０μｍのフェライトキャリアを用いて行った。
トナー及びキャリアを調製した現像剤２ｇを、直径２．５ｃｍ、高さ３．０ｃｍの円柱状のステンレス容器に入れ、ボールミルで２５０ｒｐｍの速度で３０秒間攪拌する。この時の現像剤中のトナー濃度（ＴＣ）は３〜７重量％とする。
この現像剤中のトナー帯電量分布を、二成分フィーダーを用いて測定する。得られた帯電量分布図（ｘ軸：ｑ／ｄ（ｆｅｍｔｏ−Ｃ／１０ｍｉｃｒｏ−ｍ、Ｙ軸：Ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ（個））においてピークの全積分値（Σｑ／ｄｘｃｏｕｎｔｓ）を、ピークの半値幅（ピーク位置でのｃｏｕｎｔｓの半値部分の分布幅）で除した値を、帯電量分布パラメータとする。
【００３２】
次に、｛Σ４５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅｝／｛Σ２５℃［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅｝で表される、帯電量分布パラメータの環境変動率について、詳細に説明する。
トナーとキャリアを調製した現像剤２ｇ（ＴＣは３〜７重量％）を、直径２．５ｃｍ、高さ３．０ｃｍの円柱状のステンレス容器に入れ、槽内温度４５℃／相対湿度５４％に制御した恒温槽ＨＵＭＩＤＩＴＹ  ＣＡＢＮＥＴ  ＬＨＬ−１１３（エスペック社製）内に２時間放置する。放置後取り出し、直ちにボールミルで２５０ｒｐｍの速度で３０秒間攪拌する。    
攪拌後、直ちにＥ−ＳＰＡＲＴ  ＡＮＡＬＹＺＥＲで帯電量分布測定を行い、上述した方法により算出した帯電量分布パラメータを（Ａ）とし、更に槽内温度を２５℃／相対湿度５４％とした恒温層内に２時間放置し、同様にして算出した帯電量分布パラメータを（Ｂ）としたとき、（Ａ）を（Ｂ）で除した（Ａ）／（Ｂ）の値を、帯電量分布パラメータの環境変動率とする。
帯電量分布パラメータの環境変動率が、０．９未満であると、高温放置で帯電量が弱帯電、且つ分布がブロードになるため、地肌汚れ等の画像品質の劣化を招く。
また、１．５より大きいと、高温で放置した場合、帯電量が強帯電且つ分布がシャープになるため、薄層形成が不十分となり、画像濃度不足などの品質劣化を招く。
なお、本発明の現像装置で使用されるトナーは、ピーク帯電量の積分値である帯電量絶対値Σ［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］は、７０００〜１２０００の範囲とする。
【００３３】
また、現像装置３０で使用されるトナーは、更に４５℃における帯電量分布パラメータΣ［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅の値は、２０００〜５０００の範囲内であることが好ましく、また、２５℃における帯電量分布パラメータΣ［（ｑ／ｄ）ｘＣｏｕｎｔ］／半値幅の値は、２０００〜５０００の範囲内であることが好ましい。
また更に、帯電量ピークの半値幅は、１．０〜３．５の範囲であることが好ましい。
【００３４】
ところで、現像装置３０は、現像ユニット３１側の通口３３に設けられた制御弁３４の、トナーカートリッジ３２側から現像ユニット３１側へのトナーの供給、及び現像ユニット３１側からトナーカートリッジ３２側へのトナーの排出の制御により、現像ユニット３１の現像ホッパー３１１内のトナー量が制御されることで、空間率２０〜７０％の空間を維持される。
なお、空間率とは、現像装置３０のみを忠実に再現した単体試験機（空回し機）によりトナーカートリッジ３２から現像ユニット３１にトナーを供給し、現像ホッパー３１１内に溜まったトナー量の最大値での空間率を０％とし、そのトナー量に対する割合で算出する。仮に、単体試験機での現像ホッパー３１１の最大トナー量を３００ｇとしたとき、現像ホッパー３１１内のトナー量が１５０ｇであった場合の空間率は、５０％である。
本発明の現像ホッパー３１１の空間率は、２０〜７０％であることが好ましく、より好ましくは３０％〜５０％である。
なお、現像ホッパー３１１の空間率が２０〜７０％であるとは、即ち現像ホッパー３１１内の現像剤占有体積率が、３０〜８０％であることに相当する。
空間率が２０％未満であると、現像ホッパー３１１内のトナーの攪拌性が悪くなり、一定の場所に滞留しやすいため劣化トナーができやすくなり帯電性の異なるトナーの割合が多くなり、その結果地肌汚れ等の品質劣化を招く。一方、空間率が７０％以上であると、画像面積の大きな画像を連続で出力した時に画像濃度が不足するなどの品質劣化を招く。また、空気との接触割合が多くなるために高温高湿下などでの厳しい環境下での使用時に地肌汚れ等の品質劣化を招く。
【００３５】
しかし、現像ホッパー３１１内で、上述のように、トナーの非存在空間が従来より多く存在すると、現像ホッパー３１１内のトナーは現像に供される直前に、温度・湿度等の環境変動要因より影響を受ける可能性が高くなる。
本発明の画像形成装置は、上記のように、環境の変動による帯電性能の変化が抑制されたトナーを使用しているため、現像ホッパー３１１内のトナーが、環境変動の影響を受けやすい状態とされていても、帯電性能の変化が抑制され、画像汚れ等の不具合が発生するのが防止される。
【００３６】
＜地肌部の汚れ濃度ΔＩＤ＞
また、本発明の画像形成装置は、上述のトナーを使用することにより、現像手段３０と転写手段４１との間における潜像担持体上の地肌部の汚れ濃度を、０．０１未満とすることができる。
なお、本発明における地肌汚れΔＩＤの測定は、潜像担持体上のトナー残をフィルムで採取し、採取前のフィルムのＩＤと採取後のＩＤの測定差を３点測定し、平均値を算出したものである。
具体的には、単色モードで５％画像面積の画像チャートを、例えば、２０，０００枚、５０，０００枚、８０，０００枚それぞれランニング出力した後、白紙画像を現像中に停止させ、現像後の潜像担持体上のトナー残をフィルムで採取し、未転写（未採取）のフィルムの画像濃度との差を９３８スペクトロデンシトメータ（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）にて３点測定し、平均値を地肌部の汚れ濃度ΔＩＤ値としたものである。
【００３７】
（粉砕法）
なお、本発明のトナーは、本発明のトナーの製造方法は、少なくともバインダー樹脂と着色剤と帯電制御剤を含むトナー原材料を機械的に混合する工程と、溶融混練する工程と、得られた混練物を冷却粉砕する工程と、分級する工程とを有するトナーの製造方法が適用できる。
また、機械的に混合する工程や溶融混練する工程において、粉砕または分級する工程で得られる製品となる粒子以外の粉末を戻して再利用する製造方法も含まれる。
ここで言う製品となる粒子以外の粉末（副製品）とは溶融混練する工程後、粉砕工程で得られる所望の粒径の製品となる成分以外の微粒子や粗粒子や引き続いて行われる分級工程で発生する所望の粒径の製品となる成分以外の微粒子や粗粒子を意味する。このような副製品を混合工程や溶融混練する工程で原料と好ましくは主原材料１００に対し副製品を１〜２０重量％混合するのが好ましい。
【００３８】
上記のトナー製造方法において、先に述べた帯電量分布パラメーターを有するトナーを製造するために、トナー原材料を混合する工程、及び溶融混練工程における条件を適宜変更することで、結着樹脂中への帯電制御剤の分散性を調整することが好ましい。
具体的には、ポリエステル樹脂を含む結着樹脂中に、帯電制御剤を混合／分散処理する際の配合量や、混合／分散条件における混合時間、混合トルク、混合温度のいずれかの条件を調整して、上記の帯電量分布パラメーターを有するトナーを作成することができる。
以下に、本発明のトナーの構成材料について述べる。
【００３９】
（ポリエステル樹脂）
結着樹脂としてはフルカラートナー用結着樹脂として発色性、画像強度の点から好適なポリエステル樹脂が用いられる。カラー画像は、数種のトナー層が幾重にも重ねられるため、トナー層が厚くなってしまい、トナー層の強度不足による画像の亀裂や欠陥が生じたり、適度な光沢が失われたりする。このことから適度な光沢や優れた強度を保持させるためポリエステル樹脂が用いられる。
【００４０】
ポリエステル樹脂は、一般に多価アルコールと多価カルボン酸とのエステル化反応により得ることができる。本発明におけるポリエステル樹脂を構成しているモノマーのうち、アルコールモノマーとしては、ジオールモノマーとしては、たとえばエチレングリコール、ジエチレングリコールトリエチレングリコール、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−ブタジエンオール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール等のジオール類、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールＡ等のビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物、その他の二価のアルコールがあげられ、ソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロール、１，４−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、グリセロール、ジグリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−トリヒドロキシベンゼン、ノボラック型のフェノール樹脂のオキシアルキレンエーテル、その他の３価以上の多価アルコールがあげることができる。３価以上のアルコールモノマーは主に架橋成分として用いられる。これらのモノマーのうち特に、ビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物を主成分モノマーとして用いたものが好適に用いられる。ビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物を構成モノマーとして用いた場合、ビスフェノールＡ骨格の性質上、比較的高めのガラス転移点のポリエステルが得られ、耐コピーブロッキング性、耐熱保存性が良好となる。また、ビスフェノールＡ骨格両側のアルキル基の存在が、ポリマー中でソフトセグメントとして働き、トナー定着時の発色性、画像強度が良好となる。特にビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物のうち、エチレン基、プロピレン基のものが好適に用いられる。
【００４１】
本発明におけるポリエステル樹脂を構成しているモノマーのうち酸モノマーとしては、たとえばマレイン酸、フマール酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸、ｎ−ドデセニルコハク酸等のアルケニルコハク酸類またはｎ−ドデシルコハク酸等のアルキルコハク酸類、これらの酸の無水物、アルキルエステル、その他の二価のカルボン酸が、そして、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−メチレンカルボキシプロパン、テトラ（メチレンカルボキシル）メタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸、エンポール三量体酸、及びこれらの無水物、アルキルエステル、アルケニルエステル、アリールエステル、その他の３価以上のカルボン酸を挙げることができる。ここで述べているトリカルボン酸及びそのアルキル、アルケニルまたはアリールエステルの具体例としては、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸トリメチル、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸トリエチル、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸トリｎ−ブチル、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸トリイソブチル、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸トリｎ−オクチル、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸トリ２−エチルヘキシル、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸トリベンジル、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸トリス（４−イソプロピルベンジル）等が挙げられる
【００４２】
ポリエステル樹脂の帯電性と酸価との関係はほぼ比例関係にあり、酸価が高くなれば、樹脂の負帯電性も大きくなることが知られているが、同時に帯電の環境安定性にも影響する。
即ち、酸価が高いと、低温低湿下では帯電量が高くなり、高温高湿下では帯電量が低くなり、地汚れや画像濃度、色再現性の変化が大きくなり、高画像品質の維持が難しくなる。従って、ポリエステル樹脂の酸価は２０ＫＯＨｍｇ／ｇ以下が好ましくさらに、５ＫＯＨｍｇ／ｇ以下が好適である。
【００４３】
本発明のポリエステル樹脂は特に、ＴＨＦ不溶分がなく、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）における分子量分布において、分子量５００以下の成分の含有割合が４重量％以下、好ましくは１〜４重量％であり、分子量３０００〜９０００の領域に１つのピークを有することを特徴とする。ＴＨＦ不溶分が入ると光沢性が下がるとともに透明性が落ち、ＯＨＰシートを使用したときに高品質な画像を得ることができない。また分子量５００以下の成分が４重量％にすることで樹脂として脆い成分を低減でき、融着するいわゆるフィルミング成分や現像機内中での微粒子化を抑制することができる。これにより非磁性一成分現像方式においても長期間の使用に耐えることができ、トナー補給方式に於いても使用できるのである。製造上の容易性から、分子量５００以下の成分割合は１重量％以上とするのが好ましい。
【００４４】
本発明の分子量分布は、ＧＰＣにより以下のように測定される。４０℃のヒートチャンバー内でカラムを安定させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてＴＨＦを毎分１ｍＬの流速で流し、試料濃度として０．０５〜０．６重量％に調整したトナー母体のＴＨＦ試料溶液を２００μＬ注入して測定する。ＴＨＦ試料溶液は注入前に０．４５μｍの液クロ用フィルターで、ＴＨＦ不溶成分を除去する。トナーの試料の分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント数との関係から算出した。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えば、ＰｒｅｓｓｕｒｅＣｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．あるいは、東洋ソーダ工業社製
の分子量が６×１０２  、２．１×１０３  、４×１０３  、１．７５×１０４  、５．１×１０４  、１．１×１０５  、３．９×１０５  、８．６×１０５  、２×１０６  、４．４８×１０６のものを用い、少なくとも１０点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。また検出器にはＲＩ（屈折率）検出器を用いる。なおバインダー樹脂のＴＨＦ不溶分有無は、分子量分布測定のＴＨＦ試料溶液作成時に判断される。すなわち、０．４５μｍのフィルターユニットをシリンジの先に取り付けて液をシリンジ内から押し出す際に、フィルター詰まりがなければＴＨＦ不溶分はないと判断される。
【００４５】
（帯電制御剤）
帯電制御剤としては、感光体に帯電される電荷の正負に応じて適宜正又は負の荷電制御剤を用いればよい。負の荷電制御剤としては、例えば電子供与性の官能基を持つ樹脂又は化合物、アゾ染料や有機酸の金属錯体を用いることができる。具体的には、ボントロン（品番：Ｓ−３１、Ｓ−３２、Ｓ−３４、Ｓ−３６、Ｓ−３７、Ｓ−３９、Ｓ−４０、Ｓ−４４、Ｅ−８１、Ｅ−８２、Ｅ−８４、Ｅ−８６、Ｅ−８８、Ａ、１−Ａ、２−Ａ、３−Ａ）（以上、オリエント化学工業社製）｝、カヤチャージ（品番：Ｎ−１、Ｎ−２）、カヤセットブラック（品番：Ｔ−２、００４）（以上、日本化薬社製）｝、アイゼンスピロンブラック（Ｔ−３７、Ｔ−７７、Ｔ−９５、ＴＲＨ、ＴＮＳ−２）（以上、保土谷化学工業社製）｝、ＦＣＡ−１００１−Ｎ、ＦＣＡ−１００１−ＮＢ、ＦＣＡ−１００１−ＮＺ、（以上、藤倉化成社製）｝等を用いることができる。また、正の荷電制御剤としては、例えばニグロシン染料等の塩基性化合物、４級アンモニウム塩等のカチオン性化合物、高級脂肪酸の金属塩等を用いることができる。具体的には、ボントロン（品番：Ｎ−０１、Ｎ−０２、Ｎ−０３、Ｎ−０４、Ｎ−０５、Ｎ−０７、Ｎ−０９、Ｎ−１０、Ｎ−１１、Ｎ−１３、Ｐ−５１、Ｐ−５２、ＡＦＰ−Ｂ）（以上、オリエント化学工業社製）、ＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５、ＴＰ−４０４０（以上、保土谷化学工業社製）、コピーブルーＰＲ、コピーチャージ（品番：ＰＸ−ＶＰ−４３５、ＮＸ−ＶＰ−４３４）（以上、ヘキスト社製）、ＦＣＡ（品番：２０１、２０１−Ｂ−１、２０１−Ｂ−２、２０１−Ｂ−３、２０１−ＰＢ、２０１−ＰＺ、３０１）（以上、藤倉化成社製）、ＰＬＺ（品番：１００１、２００１、６００１、７００１）（以上、四国化成工業社製）等を用いることができる。
【００４６】
特に、補給機構より補給されるトナーの帯電立ち上がり性が早い点や、トナーへのストレスが長期に渡って加わる使用環境下においても帯電量分布がシャープである観点からサリチル酸金属塩を用いることが好ましい。また、帯電制御剤の添加量は、トナー粒子に対して０．５〜５．０重量％が好ましく、より好ましくは１．５〜３．０重量％である。０．５重量％より少ないと一成分現像方式では特に長期間において帯電を保持することが難しい。５．０重量％より多いと樹脂中での帯電制御剤の分散性が悪化し易くなり長期間の使用において地肌汚れなどの品質劣化を招く。
【００４７】
（着色剤）
また、本発明のトナーの、他の構成材料を以下に示す。
本発明に用いられる着色剤としては公知の染料及び顔料が全て使用できる。例えば、ブラックトナーに用いる黒色系着色剤としては、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒等が使用できる。イエロートナーに用いる黄色系着色材としては、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミウムイエロー、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等が使用できる。
【００４８】
マゼンタトナーに用いる赤色系着色剤としては、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、ポ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、オイルオレンジ等が使用できる。
シアントナーに用いる青色系着色剤としてはコバルトブルー、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等が使用できる。その他の着色剤としては酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。使用量は一般にバインダー樹脂１００重量％に対し０．１〜５０重量％である。
【００４９】
特に着色剤については前記バインダー樹脂であらかじめ処理することにより、顔料のバインダー樹脂への分散性を高め、前記含有量で十分な着色力を得、トナーの透明性、発色性を高め、帯電制御をしやすくできる。樹脂による前処理はバインダー樹脂と着色剤を一定の割合で溶融混練し、粗粉砕したものである。混合比は一般に着色剤１重量％に対し樹脂１〜５重量％が望ましい。樹脂１重量％に対し、着色剤が１重量％未満では着色剤を十分分散させることができない。また着色剤１重量％にたいし樹脂５重量％より多くなると着色剤に分散力が働かず十分な分散ができない。２種以上の着色剤を用いる場合は個々で処理を行っても、またあらかじめ顔料を混合してから処理しても良い。
【００５０】
（ワックス）
製造されるトナーに離型性を持たせる為に、トナーの中にワックスを含有させても良い。前記ワックスは、その融点が４０〜１２０℃のものであり、特に５０〜１１０℃のものであることが好ましい。ワックスの融点が過大のときには低温での定着性が不足する場合があり、一方、融点が過小のときには耐オフセット性、耐久性が低下する場合がある。なお、ワックスの融点は、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）によって求めることができる。すなわち、数ｍｇの試料を一定の昇温速度、例えば（１０℃／ｍｉｎ）で加熟したときの融解ピーク値を融点とする。
【００５１】
本発明に用いることができるワックスとしては、例えば固形のパラフィンワックス、マイクロワックス、ライスワックス、脂肪酸アミド系ワックス、脂肪酸系ワックス、脂肪族モノケトン類、脂肪酸金属塩系ワックス、脂肪酸エステル系ワックス、部分ケン化脂肪酸エステル系ワックス、シリコーンワニス、高級アルコール、カルナウバワックスなどを挙げることができる。また低分子量ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンなども用いることができる。特に、環球法による軟化点が７０〜１５０℃のポリオレフィンが好ましく、さらには当該軟化点が１２０〜１５０℃のポリオレフィンが好ましい。
【００５２】
潜像担持体１１や一次転写媒体４１に残存する転写後の現像剤を除去するためのクリーニング性向上剤としては、例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸など脂肪酸金属塩、例えばポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子などのソープフリー乳化重合などによって製造された、ポリマー微粒子などを挙げることができる。ポリマー微粒子は比較的粒度分布が狭く、体積平均粒径が０．０１から１μｍのものが好ましい。
【００５３】
（外添剤）
トナーの流動特性、帯電特性等を改善する目的でトナー粒子と各種金属酸化物等の無機粉末等を混合して使用する方法が提案されており、添加剤と呼ばれている。また必要に応じて該無機粉末表面の疎水性、帯電特性等を改質する目的で特定のシランカップリング剤、チタネートカップリング剤、シリコーンオイル、有機酸等で処理する方法、特定の樹脂を被覆する方法なども提案されている。前記無機粉末としては、例えば、二酸化珪素（シリカ）、二酸化チタン（チタニア）、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化セリウム、酸化鉄、酸化銅、酸化錫等が知られている。特にシリカや酸化チタン微粒子とジメチルジクロロシラン、ヘキサメチルジシラザン、シリコーンオイル等の有機珪素化合物とを反応させシリカ微粒子表面のシラノール基を有機基で置換し疎水化したシリカ微粒子が用いられている。
【００５４】
これらの中で、２種以上の粒径の異なる外部添加剤を含有することが好ましく、平均粒径で２〜５倍程度の粒径差のある外部添加剤を含有することが好ましい。２種以上の粒径の異なる外部添加剤を含有しない場合は、経時での外部添加剤のトナー母体への埋没が急激に進み、トナー流動性の悪化が急激に進んでしまう。トナーの流動性が低下することによる画像むらが発生しやすく、また、トナーへの付着力が強くなり難く、トナーからの脱離が容易に起こり、感材傷、画像ぬけの原因となる。２種以上の粒径の異なる外部添加剤を含有すれば、大粒径外部添加剤がスペーサーの役割を果たし、トナー流動性に効果がある小粒径外部添加剤のトナー母体への埋没が防止され、トナー流動性を維持できる。また、原因は不明ではあるが、経時での現像担持体の薄層が均一となる。
【００５５】
例えば、大きな粒径の外部添加剤とは、ＢＥＴ比表面積が３０から８０ｍ２／ｇの範囲にあるものが好ましく、ＢＥＴ比表面積がこの範囲にあれば、種々の表面処理されたものが使用可能であり、特に、４０から６０ｍ２／ｇのものがより好ましい。３０ｍ２／ｇ未満の場合はトナーの流動性が急激に低下することによる画像むらが発生しやすく、また、トナーへの付着力が強くなり難く、トナーからの脱離が容易に起こり、感材傷、画像ぬけの原因となる。これら大きな粒径の外部添加剤は、トナー母体１００重量％に対して０．１〜３．０重量％の範囲で添加するのが好ましく、０．８〜２．０重量％の範囲で添加するのがより好ましい。０．１重量％未満の場合は転写不良が発生し、３．０重量％を超える場合ではトナーからの脱離が容易に起こり、感材傷、画像ぬけの原因となる。
【００５６】
小さな粒径の外部添加剤とは、ＢＥＴ比表面積が１００から２５０ｍ２／ｇの範囲にあるものが好ましく、ＢＥＴ比表面積がこの範囲にあれば、種々の表面処理されたものが使用可能であり、特に、１２０から２００ｍ２／ｇのものがより好ましい。特に、トナーの付着力を低減するため効果がある。これらの外部添加剤は、トナー母体１００重量％に対して０．１〜３重量％の範囲で添加するのが好ましく、０．５〜１．５重量％の範囲で添加するのがより好ましい。０．１重量％未満の場合は、その効果が十分に発揮されにくく、３重量％を超えると、トナーから脱離する外部添加剤が多くなり、感光体傷等を引き起こし易くなる。
【００５７】
以上のトナー構成材料を混合する工程が終了したら、次いで混合物を混練機に仕込んで溶融混練する。溶融混練機としては、一軸、二軸の連続混練機や、ロールミルによるバッチ式混練機を用いることができる。例えば、神戸製鋼所社製ＫＴＫ型２軸押出機、東芝機械社製ＴＥＭ型押出機、ケイ・シー・ケイ社製２軸押出機、池貝鉄工所社製ＰＣＭ型２軸押出機、ブス社製コニーダー等が好適に用いられる。この溶融混練は、バインダー樹脂の分子鎖の切断を招来しないような適正な条件で行うことが重要である。具体的には、溶融混練温度は、バインダー剤樹脂の軟化点を参考に行うべきであり、軟化点より高温過ぎると切断が激しく、低温過ぎると分散が進まない。
【００５８】
以上の溶融混練工程が終了したら、次いで混練物を粉砕する。この粉砕工程においては、まず粗粉砕し、次いで微粉砕することが好ましい。この際ジェット気流中で衝突板に衝突させて粉砕したり、ジェット気流中で粒子同士を衝突させて粉砕したり、機械的に回転するローターとステーターの狭いギャップで粉砕する方式が好ましく用いられる。
この粉砕工程が終了した後に、粉砕物を遠心力などで気流中で分級し、もって所定の粒径例えば平均粒径が５〜２０μｍのトナーを製造する。
【００５９】
また、トナーを調製する際には、トナーの流動性や保存性、現像性、転写性を高めるために、以上のようにして製造されたトナーにさらに先に挙げた疎水性シリカ微粉末等の無機微粒子を添加混合してもよい。添加剤の混合は一般の粉体の混合機が用いられるがジャケット等装備して、内部の温度を調節できることが好ましい。添加剤に与える負荷の履歴を変えるには、途中または漸次添加剤を加えていけばよい。もちろん混合機の回転数、転動速度、時間、温度などを変化させてもよい。はじめに強い負荷を、次に比較的弱い負荷を与えても良いし、その逆でも良い。使用できる混合設備の例としては、Ｖ型混合機、ロッキングミキサー、レーディゲミキサー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサーなどが挙げられる。次いで、２５０メッシュ以上の篩を通過させ、粗大粒子、凝集粒子を除去し、本発明のトナーを得る。
【００６０】
なお、本発明に係る現像装置では、上記のように製造されたトナーを、主に磁性キャリアを使用しない１成分系の非磁性トナーとして使用するが、この他に、トナー中に磁性成分を含有させ、１成分系の磁性トナーとして用いることも可能である。
【００６１】
また、本発明の画像形成装置で使用されるトナーとしては、上記のような粉砕法の他、従来公知のいずれの方法でもよく、重合法により製造されるトナーとすることも可能である。
これら重合法で製造されるトナーのうち、少なくとも、活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中にそれぞれ溶解又は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。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。
【００６２】
（変性ポリエステル）
本発明に係るトナーはバインダ樹脂として変性ポリエステル（ｉ）を含む。変性ポリエステル（ｉ）としては、ポリエステル樹脂中にエステル結合以外の結合基が存在したり、またポリエステル樹脂中に構成の異なる樹脂成分が共有結合、イオン結合などで結合した状態をさす。具体的には、ポリエステル末端に、カルボン酸基、水酸基と反応するイソシアネート基などの官能基を導入し、さらに活性水素含有化合物と反応させ、ポリエステル末端を変性したものを指す。
【００６３】
変性ポリエステル（ｉ）としては、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）とアミン類（Ｂ）との反応により得られるウレア変性ポリエステルなどが挙げられる。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）としては、多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の重縮合物で、かつ活性水素基を有するポリエステルを、さらに多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）と反応させたものなどが挙げられる。上記ポリエステルの有する活性水素基としては、水酸基（アルコール性水酸基及びフェノール性水酸基）、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。
【００６４】
ウレア変性ポリエステルは、以下のようにして生成される。
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。
なお、２価アルコール（ＤＩＯ）、及び３価以上の多価アルコール（ＴＯ）としては、上記粉砕法で使用したのと同様のものを使用することができる。
【００６５】
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。
なお、２価カルボン酸（ＤＩＣ）、及び３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）としては、上記粉砕法で使用したのと同様のものを使用することができる。
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。
【００６６】
なお、多価アルコール化合物（ＰＯ）、及び多価カルボン酸（ＰＣ）としては、上記粉砕法で使用されたものの他、重縮合により活性水素基を有するポリエステルを形成できるものであれば、他のものを使用することも可能である。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
本発明で用いられる変性ポリエステル（ｉ）は、ワンショット法、プレポリマー法により製造される。変性ポリエステル（ｉ）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。この時のピーク分子量は１０００〜１００００が好ましく、１０００未満では伸長反応しにくくトナーの弾性が少なくその結果耐ホットオフセット性が悪化する。また１００００を超えると定着性の低下や粒子化や粉砕において製造上の課題が高くなる。変性ポリエステル（ｉ）の数平均分子量は、後述の変性されていないポリエステル（ｉｉ）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。（ｉ）単独の場合は、数平均分子量は、通常２００００以下、好ましくは１０００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００である。２００００を超えると低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
変性ポリエステル（ｉ）を得るための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。
【００７２】
（未変性ポリエステル）
本発明においては、前記変性されたポリエステル（ｉ）単独使用だけでなく、この（ｉ）と共に、未変性ポリエステル（ｉｉ）をバインダ樹脂成分として含有させることもできる。（ｉｉ）を併用することで、低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が向上し、単独使用より好ましい。（ｉｉ）としては、前記（ｉ）のポリエステル成分と同様な多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）との重縮合物などが挙げられ、好ましいものも（ｉ）と同様である。また、（ｉｉ）は無変性のポリエステルだけでなく、ウレア結合以外の化学結合で変性されているものでもよく、例えばウレタン結合で変性されていてもよい。（ｉ）と（ｉｉ）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、（ｉ）のポリエステル成分と（ｉｉ）は類似の組成が好ましい。（ｉｉ）を含有させる場合の（ｉ）と（ｉｉ）の重量比は、通常５／９５〜８０／２０、好ましくは５／９５〜３０／７０、さらに好ましくは５／９５〜２５／７５、特に好ましくは７／９３〜２０／８０である。（ｉ）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。
【００７３】
（ｉｉ）のピーク分子量は、通常１０００〜１００００、好ましくは２０００〜８０００、さらに好ましくは２０００〜５０００である。１０００未満では耐熱保存性が悪化し、１００００を超えると低温定着性が悪化する。（ｉｉ）の水酸基価は５以上であることが好ましく、さらに好ましくは１０〜１２０、特に好ましくは２０〜８０である。５未満では耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。（ｉｉ）の酸価は１〜５が好ましく、より好ましくは２〜４である。ワックスに高酸価ワックスを使用するため、バインダは低酸価バインダが帯電や高体積抵抗につながるので二成分系現像剤に用いるトナーにはマッチしやすい。
【００７４】
バインダ樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は通常３５〜７０℃、好ましくは５５〜６５℃である。３５℃未満ではトナーの耐熱保存性が悪化し、７０℃を超えると低温定着性が不十分となる。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、本発明のトナーにおいては、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。
【００７５】
また更に、荷電制御剤、離型剤、着色剤については、粉砕法で使用したものと同様のものを使用することができる。
【００７６】
本発明のトナーは、先に述べた粉砕法の他、上述の構成材料を使用し、重合法により製造することも可能である。以下に、重合法による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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
樹脂微粒子は、水性分散体を形成しうる樹脂であればいかなる樹脂も使用でき、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよい。例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂としては、上記の樹脂を２種以上併用しても差し支えない。
このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。例えばビニル系樹脂としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、（メタ）アクリル酸−アクリル酸エステル重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体等の樹脂が挙げられる。樹脂微粒子の平均粒径は５〜２００ｎｍ、好ましくは２０〜３００ｎｍである。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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
このとき、トナー母体粒子への帯電制御剤の配合量や、打ち込みの際の条件を調整して、上記の帯電量分布パラメーターを有し、且つ小粒径であって、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。
【００８７】
上記製造方法により得られるトナーは、カラートナーとして用いることが好ましい。細線、微小ドットの再現性に優れ、トナーの粒状性にも優れており、中間色のカラーの再現性に優れていることからカラー画像を形成するカラートナーに用いることにいっそう適している。
本発明に係る現像装置では、上記のように製造されたトナーを、主に磁性キャリアを使用しない１成分系の非磁性トナーとして使用するが、この他に、トナー中に磁性成分を含有させ、一成分系の磁性トナーとしても用いることもできる。
【００８８】
以下に、本発明に係る画像形成装置について詳細に説明する。
図７は、本発明の画像形成装置の構成を示す概略図である。この画像形成装置１は、感光体ユニット１０、書き込み光学ユニット２０、現像ユニット３０、中間転写ユニット４０、２次転写ユニット５０、定着ユニット６０、両面印刷用紙反転ユニット７０等で構成されている。そして、黒（以下、Ｂｋという）、シアン（以下、Ｃという）、マゼンタ（以下、Ｍという）、イエロー（以下、Ｙという）のカラー画像を感光体ユニット１０の感光体ベルト１１上に順次顕像化し、これらを重ね合わせて最終的な４色フルカラー画像を形成する。感光体ベルト１１の周りには、感光体クリーニング装置１２、帯電ローラ１３、複数の現像装置３０、中間転写ユニット４０の中間転写ベルト４１などが配置されている。感光体ベルト１１は、駆動ローラ１４、１次転写対向ローラ１５、張架ローラ１６間に張架され、駆動モータによって回転する。また、上記書き込み光学ユニット２０は、カラー画像データを光信号に変換して、各色画像に対応した光書き込みを行い、感光体ベルト１１に静電潜像を形成する。この書き込み光学ユニット２０は、光源としての半導体レーザ２１、ポリゴンミラー２２、３つの反射ミラー２３などで構成されている。
また、上記現像装置３０は、画像形成装置１本体の下側から順に、黒トナーを収容したＢｋ現像装置３０Ｋ、シアントナーを収容したＣ現像装置３０Ｃ、マゼンタトナーを収容したＭ現像装置３０Ｍ、イエロートナーを収容したＹ現像装置３０Ｙとなっている。ここでは、さらに、各現像装置を図中左右方向に移動させ感光体ベルト１１に対し、接離動作を行う接離機構を備える。
【００８９】
現像装置３０内のトナーは所定の極性に帯電され、現像スリーブ３１ａには、現像バイアス電源によって現像バイアスが印加され、現像スリーブ３１ａが感光体ベルト１１に対して所定電位にバイアスされている。また、接離機構は、モータから各現像装置３０に駆動を伝達するための図示しない電磁クラッチがオンになるとその駆動力で現像装置３０を感光体ベルト１１側に移動させるようになっている。現像時には、現像装置３０のうち選択されたいずれか一つが移動し、感光体ベルト１１に当接する。一方、電磁クラッチをオフにして駆動伝達を解除すると感光体ベルト１１に当接していた現像装置が感光体ベルト１１から離間する方向に移動する。
【００９０】
画像形成装置１本体の待機状態では、現像装置３０Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙも感光体ベルト１１と離間した位置にセットされており、画像形成動作が開始されると、カラー画像データに基づきレーザ光による光書き込み、静電潜像の形成が開始される（以下、Ｂｋ  画像データによる静電潜像をＢｋ静電潜像という。Ｃ、Ｍ、Ｙについても同様）。このＢｋ静電潜像の先端部から現像可能とすべくＢｋ現像位置に静電潜像先端部が到達する前に、Ｂｋ現像スリーブ３１ａを回転開始して、Ｂｋ静電潜像をＢｋトナーで現像する。そして、以後、Ｂｋ静電潜像領域の現像動作が続行されるが、Ｂｋ静電潜像後端部がＢｋ現像位置を通過した時点で、Ｋ現像装置３０Ｋが感光体ベルト１１から離間し、次の色の現像に備えて該当する色の現像装置が感光体ベルト１１に当接する。これは少なくとも、次の画像データによる静電潜像先端部が現像位置に到達する前に完了される。
また、上記中間転写ユニット４０は、中間転写ベルト４１、ベルトクリーニング装置４２、位置検出用センサ４３などで構成されている。中間転写ベルト４１は駆動ローラ４４、１次転写ローラ４５、２次転写対向ローラ４６、クリーニング対向ローラ４７及びテンションローラ４８に張架されており、図示しない駆動モータによりに駆動制御される。中間転写ベルト４１端部の非画像形成領域には複数の位置検出用マークが設けられており、これらの位置検出用マークのうちのいずれか一つを位置出用センサ４３で検出し、この検出タイミングで画像形成を開始する。また、ベルトクリーニング装置４２は、クリーニングブラシ４２ａ、接離機構等で構成されており、１色目のＢｋ画像を中間転写ベルト４１に転写している間、及び、２、３、４色目の画像を中間転写ベルト４１に転写している間は接離機構によって中間転写ベルト４１面からクリーニングブラシ４２ａを離間させておく。
さらに、２次転写ユニット５０は、２次転写ローラ５１、２次転写ローラ５１を中間転写ベルト４１に対して接離するためのクラッチ等を備えた接離機構等で構成されている。転写紙が転写位置に到達するタイミングに合致させて２次転写ローラ５１が接離機構の回転軸を中心に揺動する。この２次転写ローラ５１と２次転写対向ローラ４６とにより転写紙と中間転写ベルト４１とを一定の圧力で接触させる。２次転写ローラ５１は中間転写ユニット４０に設けられた図示しない位置決め部材により２次転写対向ローラ４６との平行度の位置精度が保たれている。また、２次転写ローラ５１に設けた図示しない位置決めコロにより中間転写ベルト４１に対する２  次転写ローラ５１の接触圧を一定にしている。２次転写ローラ５１を中間転写ベルト４１に接触させると同時に、２次転写ローラ５１はトナーと逆極性の転写バイアスが印加され、中間転写ベルト４１上の重ねトナー像を転写紙に一括転写する。
【００９１】
一方、画像形成動作が開始される時期に、転写紙は上記転写紙カセット８０又は手差しトレイ８３のいずれかから給送され、レジストローラ８２対のニップで待機している。そして、２次転写ローラ５１に中間転写ベルト４１上の４色重ねのトナー像先端がさしかかるときに、ちょうど転写紙の先端がこのトナー像の先端に一致するようにレジストローラ対８２が駆動され、転写紙とトナー像との位置合わせが行われる。そして、転写紙が中間転写ベルト４１上のトナー像と重ねられて２次転写位置を通過する。このとき２次転写ローラ５１による転写バイアスで転写紙が荷電され、トナー画像のほとんどが転写紙上に転写される。そして、中間転写ベルト４１から４色重ねトナー像を一括転写された転写紙は、定着ユニット６０に搬送され、所定温度に制御された定着ベルト６１と加圧ローラ６２のニップ部でトナー像が溶融定着され、装置本体外に送り出され、排紙トレイ８４  に裏向きにスタックされ、フルカラーコピーを得る。
【００９２】
更に、両面印刷を行う場合には、定着ユニット６０を通過した転写紙は両面切替爪８５により両面印刷用紙反転ユニット７０に送られる。両面印刷用紙反転ユニット７０においては、転写紙はまず反転切替爪７１によって矢印Ｄ方向に案内され、転写紙後端が反転切替爪７１を通過した後、反転ローラ対７２が停止し、転写紙も停止する。そして、反転ローラ対７２が一定のブランク時間ののち逆転を開始し、転写紙はスイッチバックを始める。このときに、反転切替爪７１が切り替わり、転写紙はレジストローラ対８２に送られる。レジストローラ対８２に送られた転写紙は表裏反転した状態でレジストローラ対８２のニップで待機する。そして、所定のタイミングでレジストローラ対８２が駆動され、転写紙は２次転写位置に送られて中間転写ベルト４１から４色重ねトナー像を一括転写された後、定着ユニット６０でトナー像が溶融定着され、装置本体外に送り出される。
一方、１次転写後の感光体ベルト１１の表面は、感光体クリーニング装置１２でクリーニングされ、除電ランプ等で均一に除電して、クリーニングしやすくすることもできる。また、転写紙にトナー像を転写した後の中間転写ベルト４１の表面は、ベルトクリーニング装置４２のクリーニングブラシ４２ａを接離機構で押圧することによってクリーニングされる。中間転写ベルト４１からクリーングされたトナーは廃トナータンク４９に蓄えられる。
【００９３】
また、上記現像装置３０は、感光体１０と共に一体に支持され、画像形成装置本体に対し着脱自在に形成されるプロセスカートリッジとすることができる。このプロセスカートリッジは、この他に帯電手段、クリーニング手段を含んで構成してもよい。
【実施例】
【００９４】
以下、本発明について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。
（現像ユニットの実施形態１）
現像ユニット内に、トナーカートリッジから現像ユニットへのトナーの供給、現像ユニットからトナーカートリッジへのトナーの排出を制御する制御弁を設け、現像ユニットＵ１を得た。
【００９５】
（現像ユニットの実施形態２）
現像ユニット内に、現像ユニットからトナーカートリッジへのトナーの逆流を阻止する弾性体からなる逆止弁を設け、現像部ユニットＵ２を得た。
【００９６】
（合成例１）
〜ポリエステル樹脂ａの合成〜
攪拌装置、温度計、窒素導入口、流下式コンデンサー、冷却管付き４つ口セパラブルフラスコに、ポリオキシプロピレン（２，２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン７４０ｇ、ポリオキシエチレン（２，２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン３００ｇ、テレフタル酸ジメチル４６６ｇ、イソドデセニル無水コハク酸８０ｇ、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸トリｎ−ブチル１１４ｇをエステル化触媒とともに加えた。窒素雰囲気下で前半２１０℃で８時間反応し、後半２１０℃減圧にて撹拌しつつ５時間反応させた。これにより分子量５００以下の含有量３．５％、分子量ピーク７５００、Ｔｇ６２℃、Ｍｗ／Ｍｎ比５．１、酸価２．３ＫＯＨｍｇ／ｇ、フローテスターによる見掛け粘度１０３  Ｐａ・ｓ温度１１２℃（結着樹脂の物性）のポリエステル樹脂ａを得た。
【００９７】
（合成例２）
〜ポリエステル樹脂ｂの合成〜
ポリオキシプロピレン（２，２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン６５０ｇ、ポリオキシエチレン（２，２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン６５０ｇ、イソフタル酸５１５ｇ、イソオクテニルコハク酸７０ｇ、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸８０ｇをエステル化触媒とともにフラスコに加えた。これらを合成例１と同様の装置、同様の処方にて反応させたが、反応時間をそれぞれ短縮し、分子量５００以下の含有量３．８％、分子量ピーク３５００、Ｔｇ６１℃、Ｍｗ／Ｍｎ比２．７、酸価９．０ＫＯＨｍｇ／ｇ、フローテスターによる見掛け粘度１０３  Ｐａ・ｓ温度１１７℃（結着樹脂の物性）のポリエステル樹脂ｂを得た。
【００９８】
（合成例３）
〜ポリエステル樹脂ｃの合成〜
合成例２と同様な処方、合成例１と同様の方法で分子量５００以下の含有量２．１％、分子量ピーク８８００、Ｔｇ６１℃、Ｍｗ／Ｍｎ比４．６、酸価１０．０ＫＯＨｍｇ／ｇ、フローテスターによる見掛け粘度１０３  Ｐａ・ｓ温度１１７℃（結着樹脂の物性）のポリエステル樹脂ｃを得た。
【００９９】
（合成例４）
〜ポリエステル樹脂ｄの合成〜
ポリオキシプロピレン（２，２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン７１４ｇ、ポリオキシエチレン（２，２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン６６３ｇ、イソフタル酸６４８ｇ、イソオクテニルコハク酸１５０ｇ、をエステル化触媒とともにフラスコに加えた。これらを合成例１と同様の装置、同様の処方にて反応させ、分子量５００以下の含有量４．８％、分子量ピーク８５００、Ｔｇ６７℃、Ｍｗ／Ｍｎ比８．５、酸価２３．２ＫＯＨｍｇ／ｇ、フローテスターによる見掛け粘度１０３  Ｐａ・ｓ温度１２６℃（結着樹脂の物性）のポリエステル樹脂ｄを得た。
【０１００】
（製造例１）
〜母体トナーＡの作製〜
＜原料組成＞
結着樹脂：ポリエステル樹脂ａ・・・１００質量％
着色剤：カーボンブラック・・・５質量％
帯電制御剤：ボントロンＥ−８４（オリエント化学工業社製）・・・２質量％
上記トナー材料をヘンシェルミキサー（三井三池社製）を用いて混合した後、ロール表面を１００℃に設定した２本ロールにより３０分間混練を行った。その後、圧延冷却、粗粉砕後、ジェットミル方式の粉砕機（Ｉ−２式ミル：日本ニューマチック工業社製）と旋回流による風力分級（ＤＳ分級機：日本ニューマチック工業社製）を行い、重量平均粒径が７．０μｍのブラックの母体トナーＡを得た。
【０１０１】
〜トナーＴ１の作製〜
母体トナーＡ１００質量％に対し、添加剤として疎水性シリカＨ２０００（クラリアントジャパン社製  ＢＥＴ比表面積１２０ｍ２／ｇ）を１．８質量％、及びＲＸ−５０（日本アエロジル社製  ＢＥＴ比表面積５０ｍ２／ｇ）を１．２質量％添加し、ヘンシェルミキサーで混合してトナーＴ１を作製した。トナーＴ１の帯電量分布パラメータの環境変動率Ａ／Ｂは１．０２であった。
【０１０２】
（製造例２〜製造例８）
＜母体トナーＢ〜母体トナーＨの作製＞
製造例１において、処方については表１に示す結着樹脂、帯電制御剤の種類及び量を用いた以外は、製造例１と同様にして、母体トナーＢ〜母体トナーＨを作製した。なお、帯電制御剤としては以下のものを用いた。
・  帯電制御剤：ボントロンＥ−８４（オリエント化学工業社製）
・  帯電制御剤：ボントロンＸ−１１（オリエント化学工業社製）
【０１０３】
【表１】
2006308849.tif 000003
【０１０４】
＜トナーＴ２〜トナーＴ１０の作製＞
製造例１において、処方については表２に示す母体トナー、添加剤を用いた以外は、製造例１と同様にしてトナーＴ２〜Ｔ１０を作製した。トナーＴ２〜Ｔ１０の帯電量分布パラメータの環境変動率Ａ／Ｂについても表２に示す。なお、添加剤としては以下のものを用いた。
・シリカ（Ｈ−２０００、クラリアントジャパン社製  ＢＥＴ比表面積１２０ｍ２／ｇ）
・シリカ（Ｈ−３００４、クラリアントジャパン社製  ＢＥＴ比表面積２００ｍ２／ｇ）
・シリカ（ＲＸ−５０、日本アエロジル社製  ＢＥＴ比表面積５０ｍ２／ｇ）
・シリカ（ＲＹ−５０、日本アエロジル社製  ＢＥＴ比表面積５０ｍ２／ｇ）
【０１０５】
【表２】
2006308849.tif 000004
【０１０６】
（実施例１）
リコー製「ＩＭＡＧＩＯ  ＮＥＯ  Ｃ３２０」を用いてコピーテストを実施し、画像評価を行った。本実施例では現像ユニットとして現像ユニットＵ１を、トナーとしてトナーＴ１を用いた。なお、現像ユニット内の現像ホッパー内部の温度（ＴＨ）は３２℃、トナーカートリッジ内部の温度は３０℃であった。評価結果を表３に示す。
【０１０７】
（実施例２〜実施例７）
実施例１において、トナーをトナーＴ２〜トナーＴ７のいずれかを用いた以外は実施例１と同様にして画像評価を実施した。評価結果を表３に示す。
【０１０８】
（比較例１〜比較例３）
実施例１において、現像ユニットを現像ユニットＵ１またはＵ２のいずれかを、トナーをトナーＴ８〜トナーＴ１０のいずれかを用いた以外は実施例１と同様にして画像評価を実施した。評価結果を表３に示す。
【０１０９】
＜画質評価＞
以下に、表３に記載する画像評価について詳細を示す。評価環境は室温環境と温度４５℃／相対湿度５４％の高温環境の２通りで実施した。評価機を予め上記環境下で２４時間放置した後に評価を行った。
コピーテストは、トナー補給を６回繰り返し、１０万枚フルカラーモードで実施した。得られた画像の画質は、地肌汚れ、白スジ画像等の有無を目視で評価した。
いずれの項目も３％画像面積の画像チャートを１０万枚まで連続でランニングした後、以下に述べる評価を行った。
（１）地肌汚れ
白紙画像を現像中に停止させ、現像後の感光体上の現像剤をテープ転写し、未転写のテープの画像濃度との差を９３８スペクトロデンシトメーター（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）により測定した。
（２）白スジ、薄層形成性
コピーテスト開始直後と１０万枚コピー実施後における現像剤担持体上トナーの薄層形成および白スジ画像の有無について、下記基準により評価した。
［評価基準］
○  ：均一で良好な状態である。
△  ：０．３ｍｍ未満幅の白スジが若干見られるが画像にはスジがはっきり出ない状態である。
×  ：０．３ｍｍ以上幅の白スジが発生し、画像にも白スジとしてはっきり画像が抜けている状態である。
（３）フィルミング
現像スリーブまたは感光体上のトナーフィルミング発生状況の有無を観察し、下記基準により評価した。
［評価基準］
○  ：フィルミングがない。
△  ：スジ状のフィルミングが見られる
×  ：全体的にフィルミングがある。
【０１１０】
【表３】
2006308849.tif 000005
【０１１１】
以上のように本発明の実施例１〜７の非磁性一成分トナーは、リコー製「ＩＭＡＩＯ    ＮＥＯ  Ｃ３２０」を用いたテストで、画質、薄層形成性において長期間の使用でも良好な結果を示した。また、高温などの厳しい使用環境下においても良好な結果を示した。
一方、比較例１ないし３では、初期での品質には問題ないものの、長期間での使用において地肌汚れや白スジといった品質劣化を招く結果となった。また、高温といった厳しい使用環境下における品質も比較的悪い結果を示した。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の現像装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の現像装置における連通口の構成を示した概略図であり、（Ａ）は現像ユニット側の構成を示し、（Ｂ）はトナーカートリッジ側の構成を示している。
【図３】本発明の現像装置における現像ユニットに配置される制御弁の構造を示す概略図である。
【図４】トナーカートリッジ側から現像ユニットにトナーが供給される状態を模式的に説明するための図である。
【図５】トナーカートリッジ側のトナーが供給される状態を模式的に説明するための図である。
【図６−１】現像ユニットとトナーカートリッジとの間におけるトナーの移動について模式的に示した図である。
【図６−２】現像ユニットとトナーカートリッジとの間におけるトナーの移動について模式的に示した図である。
【図６−３】現像ユニットとトナーカートリッジとの間におけるトナーの移動について模式的に示した図である。
【図７】本発明の画像形成装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１  画像形成装置
１１  感光体
１２  感光体クリーニングユニット
１３  第１の帯電手段
１４  駆動ローラ（感光体）
１５、１６  従動ローラ（感光体）
２０  露光手段
２１  レジストローラ
２５  給紙ローラ
２６  接離機構
３０    現像装置
３１  現像ユニット
３１１  現像ホッパー
３１ａ  現像スリーブ
３１ｂ  供給ローラ
３１ｃ  規制ローラ
３１ｄ  第１搬送パドル
３１ｅ  スライドシャッター
３１ｆ  弾性部材
３１ｇ  窓部
３２  トナーカートリッジ
３２１  第１収納室
３２２  第２収納室
３２ａ  第２搬送パドル
３２ｂ  第３搬送パドル
３２ｃ  スライドシャッター
３２ｄ  弾性部材
３２ｅ  固定シール
３３  連通口
３４  制御弁
３４ａ  支持部
３４ｂ  フィルム
３５  リブ
４０  中間転写ベルトユニット
４１  中間転写ベルト
４２  ベルトクリーニングユニット
４３  マークセンサ
４４  駆動ローラ（中間転写ベルト）
４５  一次転写バイアスローラ
４６、４７  従動ローラ
４９  ベルト位置検出マーク
５０  二次転写ユニット
５１  二次転写バイアスローラ
６０  定着手段
７０  両面搬送装置
８０  給紙装置
８１  給紙ローラ
８３  手差しトレイ
９０  転写材
【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６−１】
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【図６−２】
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【図６−３】
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【図７】
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