(57)【要約】【課題】  駆動系におけるギヤ同士の歯が触れ合う際の衝撃に起因する現像濃度ムラを抑えることができ、さらに、現像能力向上のための現像条件において、副作用的に発生する白抜け等の画像品位の低下を抑えるプロセスユニット及び画像形成装置を提供する【解決手段】  移動する表面に潜像を担持する感光体２と、現像スリーブ４２の移動する表面に担持した現像剤によって感光体２上の潜像を現像する現像装置４０と、現像スリーブ４２を回転駆動させる駆動源とを有する画像形成装置において、前記現像装置４０が、前記駆動源から伝達される回転駆動力を中継して現像スリーブ４２に伝達する複数のギヤからなる駆動伝達ギヤ列を有し、感光体２が、１ｍｍ表面移動する間における駆動伝達ギヤ列内の各ギヤそれぞれの回転軌道上の移動歯数が０．７２歯以上である。【選択図】      図１
2006343358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、表面に潜像を担持する像担持体と、
現像剤担持体の移動する表面に担持した現像剤によって前記像担持体上の潜像を現像する現像装置と、
画像形成装置本体に設けられた駆動源から伝達される回転駆動力を中継して現像剤担持体に伝達する複数のギヤからなる駆動伝達ギヤ列とを有し、本体に対して着脱可能であるプロセスユニットにおいて、
前記像担持体は、１ｍｍ表面移動する間における前記駆動伝達ギヤ列を構成する各ギヤそれぞれの回転軌道上の移動歯数が０．７２歯以上である
ことを特徴とするプロセスユニット
【請求項２】
請求項１に記載のプロセスユニットにおいて、
前記駆動源からの回転駆動力を前記駆動伝達ギヤ列よりも原動側の位置で前記駆動伝達ギヤ列に伝達するように画像形成装置本体に配設された原動側回転部材における回転軸線方向の端部に形成された原動側係合部に対し、回転軸線方向に突き合わされて係合することで回転する従動側係合部を有し、
前記駆動伝達ギヤ列内の各ギヤのうち、前記駆動源からの回転駆動力が最初に伝達される第１ギヤが、前記従動側係合部に一体的に形成されて、前記従動側係合部と同じ回転軸線上で回転する
ことを特徴とするプロセスユニット。
【請求項３】
請求項２に記載のプロセスユニットにおいて、
前記従動側係合部及び前記第１ギヤを少なくともその回転軸線方向と直交する平面内で移動可能に保持する保持体を有し、従動側係合部及び第１ギヤが、該従動側係合部と前記原動側係合部との係合に伴って自らの回転軸線を前記原動側回転部材の回転軸線に近づけるように移動する
ことを特徴とするプロセスユニット。
【請求項４】
請求項３に記載のプロセスユニットにおいて、
少なくとも前記第１ギヤとこれに噛み合う下流ギヤとが、負転位されているものである
ことを特徴とするプロセスユニット。
【請求項５】
少なくとも、移動する表面に潜像を担持する像担持体と、
現像剤担持体の移動する表面に担持した現像剤によって前記像担持体上の潜像を現像する現像装置と、
前記現像剤担持体を回転駆動させる駆動源とを有する画像形成装置において、
前記現像装置が、前記駆動源から伝達される回転駆動力を中継して前記現像剤担持体に伝達する複数のギヤからなる駆動伝達ギヤ列を有し、
前記像担持体が、１ｍｍ表面移動する間における前記駆動伝達ギヤ列内の各ギヤそれぞれの回転軌道上の移動歯数が０．７２歯以上である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像形成装置において、
前記駆動源からの回転駆動力を前記駆動伝達ギヤ列よりも原動側の位置で前記駆動伝達ギヤ列に伝達するように画像形成装置本体に配設された前記原動側回転部材を備え、
画像形成装置本体に着脱可能に支持される現像装置が、前記原動側回転部材の回転軸線方向の端部に形成された前記原動側係合部に対して回転軸線方向に突き合わされて係合することで回転する従動側係合部を有し、
前記駆動伝達ギヤ列内の各ギヤのうち、前記駆動源からの回転駆動力が最初に伝達される第１ギヤが、前記従動側係合部に一体的に形成されて、前記従動側係合部と同じ回転軸線で回転する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像形成装置において、
前記現像装置が、前記従動側係合部及び第１ギヤを少なくともその回転軸線方向と直交する平面内で移動可能に保持する保持体を有し、
前記従動側係合部及び前記第１ギヤが、該従動側係合部と前記原動側係合部との係合に伴って自らの回転軸線を前記原動側回転部材の回転軸線に近づけるように移動する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７に記載の画像形成装置において、
少なくとも第１ギヤとこれに噛み合う下流ギヤとが、負転位をされているものである
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
少なくとも、移動する表面に潜像を担持する像担持体と、
現像剤担持体の移動する表面に担持した現像剤によって前記像担持体上の潜像を現像する現像装置と、
前記像担持体に対向する位置で表面移動する表面移動体あるいは表面移動体の表面に保持した記録体に前記像担持体上の可視像を転写する転写装置と、
前記表面移動体に駆動力を付与するための駆動源とを備える画像形成装置において、
前記転写装置が、画像形成装置本体に配設された前記駆動源から伝達される回転駆動力を中継して前記表面移動体に伝達する複数のギヤからなる駆動伝達ギヤ列を有し、
前記像担持体が１ｍｍ表面移動する間における前記駆動伝達ギヤ列内の各ギヤそれぞれの回転軌道上の移動歯数が０．７２歯以上である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９の画像形成装置において、
前記駆動源からの回転駆動力を前記駆動伝達ギヤ列よりも原動側の位置で前記駆動伝達ギヤ列に伝達するように画像形成装置本体に配設された前記原動側回転部材を備え、
画像形成装置本体に着脱可能に支持される転写装置が、前記原動側回転部材の回転軸線方向の端部に形成された前記原動側係合部に対して回転軸線方向に突き合わされて係合することで回転する従動側係合部を有し、
前記駆動伝達ギヤ列内の各ギヤのうち、前記駆動源からの回転駆動力が最初に伝達される第１ギヤが、前記従動側係合部に一体的に形成されて、前記従動側係合部と同じ回転軸線で回転する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１０の画像形成装置において、
前記転写装置が、前記従動側係合部及び前記第１ギヤを少なくともその回転軸線方向と直交する平面内で移動可能に保持する保持体を有し、
前記従動側係合部及び前記第１ギヤが、該従動側係合部と前記原動側係合部との係合に伴って自らの回転軸線を前記原動側回転部材の回転軸線に近づけるように移動する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の画像形成装置において、
少なくとも前記第１ギヤとこれに噛み合う下流ギヤとが、負転位をされているものである
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
移動する表面に潜像を担持する像担持体と、
現像剤担持体の移動する表面に担持した現像剤によって前記像担持体上の潜像を現像する現像装置とを有する画像形成装置において、
前記現像剤担持体に印加する現像バイアスは、直流電圧（ＤＣ電圧）であり、
前記像担持体の線速Ｖｐと前記現像剤担持体の線速Ｖsとの線速比Ｖs／Ｖｐが１．７〜２.０の範囲であり、
前記像担持体と前記現像剤担持体との現像間隔Ｇｐが、０.１〜０.４５ｍｍの範囲である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
移動する表面に潜像を担持する像担持体と、
現像剤担持体の移動する表面に担持した現像剤によって前記像担持体上の潜像を現像する現像装置とを有する画像形成装置において、
前記現像剤担持体が、複数の磁極を有するマグネットローラを内包し、
前記マグネットローラは、前記像担持体に現像剤を摺擦させる磁気ブラシを形成する主磁極を備えており、
前記主磁極による磁界の半値幅中心と前記現像剤担持体の回転中心とを結ぶ線とが、前記像担持体の回転中心と前記現像剤担持体の回転中心とを結ぶ線とに対して形成する角度Ｒが、前記現像剤担持体の回転する上流方向に対して２°〜８．５°の範囲にある
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１ないし１２に記載の画像形成装置において、
前記現像剤担持体に印加する現像バイアスが直流電圧（ＤＣ電圧）であり、
前記像担持体の線速Ｖｐと前記現像剤担持体の線速Ｖsとの線速比Ｖs／Ｖｐが１．７〜２.０の範囲であり、
前記像担持体と前記現像剤担持体との現像間隔Ｇｐが、０.１〜０.４５ｍｍの範囲である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求項１３又は１５に記載の画像形成装置において、
前記現像剤担持体が、複数の磁極を有するマグネットローラを内包し、
前記マグネットローラは、前記像担持体に現像剤を摺擦させる磁気ブラシを形成する主磁極を備えており、
前記主磁極による磁界の半値幅中心と前記現像剤担持体の回転中心とを結ぶ線とが、前記像担持体の回転中心と前記現像剤担持体の回転中心とを結ぶ線とに対して形成する角度Ｒが、前記現像剤担持体の回転する上流方向に対して２°〜８．５°の範囲にある
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
請求項１５又は１６に記載の画像形成装置において、
前記現像剤は、キャリアとトナーとを混合する二成分現像剤を用いる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の画像形成装置において、
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
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の画像形成装置において、
前記現像装置で用いられるトナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にある
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２０】
請求項１８又は１９に記載の画像形成装置において、
前記現像装置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、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーである
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の画像形成装置において、
前記現像装置で使用されるトナーは、略球形状である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の画像形成装置において、
前記トナーは、その形状が長軸ｒ１、短軸ｒ２、厚さｒ３で規定され（但し、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３とする。）、長軸ｒ１と短軸ｒ２との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲にあり、厚さｒ３と短軸ｒ２との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲にある
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２３】
請求項１７に記載の画像形成装置において、
前記キャリアは、磁性粒子表面に樹脂を被覆し、体積平均粒径が３０〜８０μｍの範囲にある
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２４】
請求項２３に記載の画像形成装置において、
前記キャリアは、電気抵抗が６〜１０ＬｏｇΩ・ｃｍの範囲にある
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、プリンター等の静電複写プロセスによる画像形成に用いられるプロセスユニット及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置では、帯電した像担持体上に潜像を形成し、この潜像を、現像装置が収納する現像剤によって現像することで潜像をトナーで可視化して、トナー像を形成する（例えば、特許文献１を参照）。この現像プロセスにおいて、トナーの帯電安定性や帯電能力、画像形成プロセスにおける現像能力などのから、安定して用いることができる二成分現像剤が用いられている。この二成分現像剤は、キャリアとトナーとを用いて、キャリアとの摩擦によりトナーを帯電させる。また、現像装置の現像剤担持体は、非磁性の現像スリーブとその中に固定配置された磁石ローラからなり、現像スリーブ上に二成分現像剤を穂立ちさせて磁気ブラシ状態を形成している。特に、現像領域で、現像剤担持体が備える主磁極の磁力線に沿って穂立ちさせることで、大きな磁気ブラシが形成される。現像プロセスは、この磁気ブラシで像担持体上の潜像を摺擦してトナーを像担持体に移動することで行われる。さらに、現像スリーブ及び／又は磁石ローラを回転させることで、現像スリーブ表面上の現像剤が磁気ブラシを形成しながら移動し、潜像に対してトナーを供給し続ける。
【０００３】
従来、フルカラーの画像形成装置では直流電圧によるＤＣバイアスで現像を行う方式（直流電圧現像方式）と交流電圧によるＡＣバイアスを重畳させて現像を行う方式（重畳現像方式）とが用いられている。ＡＣバイアスは現像領域における空間でトナーを振動させ、細線の再現性向上や階調再現性の向上させることができる。この重畳現像方式（ＡＣ＋ＤＣ印加方式）は直流電圧現像方式（ＤＣ印加方式）よりも高画質であるという認識があった（例えば、特許文献２参照）。
しかも、直流電圧印加方式は、直流電圧に交流電圧を重畳する方式よりも像担持体へのトナー付着性能である現像能力が低い。しかし、像担持体の地肌汚れ特性については、直流電圧の現像バイアスと非画像部との電位差（＝地肌部電位差）が小さい場合でも直流電圧現像方式の方が、重畳現像方式よりも地汚れの程度がはるかに良い。これは交流電圧の重畳により、トナーが現像剤担持体と像担持体との間を往復する内に飛び散ってしまうのに対し、直流印加方式は現像剤担持体から像担持体への一方向の電界の作用によって飛び散りの機会がはるかに低いためである。
さらに、近年粉砕トナーに替わって、粒径分布が狭く、形状が均一なことから、画像品位が高く、転写効率が高い重合法で製造された重合トナーが使用されるようになってきている。重合トナーを用いた画像形成装置では、直流電圧現像方式のほうが重畳現像方式よりも細部の再現性が高い場合もあり、必ずしも重畳現像方式が総合画質で有利ではなくなってきている。またＡＣバイアスを用いないＤＣバイアスのみの現像方式は、ＡＣバイアス電源を必要としない分コストを下げることが可能となり、そのユーザーメリットは大きい。これにより、直流電圧現像方式を採用し、かつ、重合トナーを用いた画像形成装置は画質の面とコストの面の両方から今後主流になることも考えられる。
【０００４】
しかし、直流電圧現像方式は、重畳現像方式と比較して現像能力が不十分になることがある。そのため、現像プロセス、現像剤からこれを補償することが考えられ、例えば、現像スリーブの線速Ｖｓと像担持体線速Ｖｐとの線速比Ｖｓ／Ｖｐを大きくするか、トナー濃度を上げることが必要となる。ところが、線速比Ｖｓ／Ｖｐを大きくすることは、現像能力が向上する反面、潜像端部のトナー付着量が増加する、いわゆるエッジ効果が顕著となることが懸念される。具体的には、ベタ領域やハーフトーン領域の周囲が強調され、更にその外側が白く抜けたりする白抜けといった現象が見られるようになる。例えばハーフトーン領域内にベタ領域が存在した場合、ベタ領域周辺のハーフトーン部がエッジ効果により現像されずに白く抜けてしまうといった現象が発生してしまう。
また、現像間隔を小さくすることでも現像能力を向上させることが可能である。しかし、現像間隔を小さくすることで現像能力を向上させても、磁気ブラシによる像担持体との摺擦力が強くなり、前記と同様にエッジ効果が顕著となり、エッジ効果による白抜けが発生してしまう。現像領域を小さくすることによる副作用として後端白抜けの発生や、横ライン再現性劣化、現像剤ストレスの増大による現像剤寿命の低下などが挙げられる。
さらに、現像領域における像担持体と現像スリーブとの間隔を狭くすることは、現像能力を向上させるが、磁気ブラシを像担持体に押圧する摺擦力が大きくなる。これによって、現像に寄与した穂はその保持しているトナーが減少するため、現像後に逆に像担持体から既に現像されたトナーを掻きとってしまう逆現像が発生する。その結果、画像後端がかすれたり、ベタ画像周辺が白く抜けたりする、白抜け画像が発生してしまう。特に、現像の主磁極と像担持体との角度が０度となるように構成された場合には、現像間隔が一番狭い位置で現像剤が穂立ちされた状態で像担持体と衝突するため、トナーの掻き取り力が大きくなるために、画像後端がかすれたり、ベタ画像周辺が白く抜けたりする白抜け画像が発生して、画像品位を大きく低下させる。
【０００５】
さらに、高画質化に伴って像担持体と現像剤担持体との間のギャップである現像間隔をより狭小化させる近年においては、現像剤担持体の微妙な振動による現像濃度ムラがより目立ち易くなってきている（例えば、特許文献３を参照）。振動による現像領域の変化の度合が、狭小化に伴って大きくなり、瞬間の現像能力の変化率が大きくなっているためである。ギヤの回転軸の軸心ズレを解消したとしても、軸心ズレとは異なる原因に起因する現像剤担持体の微妙な振動による現像濃度ムラが現れ易くなる。例えば、現像スリーブはそれを駆動するためのギヤ同士の歯が触れ合う際の衝撃に起因して微妙に振動するが、現像間隔を比較的大きく設定していた従前においては、かかる振動による現像濃度ムラがそれほど目立たなかった。しかし、現像間隔の狭小化が進む近年においては、かかる振動による現像濃度ムラが深刻なものになりつつある。さらに、像担持体近傍にある他の作像ユニットの駆動伝達系内におけるギヤ同士の歯が触れ合う際の衝撃による微妙な振動が像担持体に伝播しても、現像濃度ムラが発生するという問題がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２２７６９０号公報
【特許文献２】特開２００４−１３３１７８号公報
【特許文献３】特開２００３−２４００６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、画像形成装置及び各プロセス装置の駆動系におけるギヤ同士の歯が触れ合う際の衝撃に起因する現像濃度ムラを抑えることができるプロセスユニット及び画像形成装置を提供することである。
さらに、現像能力向上のための現像条件において、副作用的に発生する白抜け等の画像品位の低下を抑えるプロセスユニット及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
１．本発明のプロセスユニットは、少なくとも、表面に潜像を担持する像担持体と、現像剤担持体の移動する表面に担持した現像剤によって像担持体上の潜像を現像する現像装置と、画像形成装置本体に設けられた前記駆動源から伝達される回転駆動力を中継して現像剤担持体に伝達する複数のギヤからなる前記駆動伝達ギヤ列とを有し、本体に対して着脱可能であるプロセスユニットにおいて、前記像担持体は、１ｍｍ表面移動する間における前記駆動伝達ギヤ列を構成する各ギヤそれぞれの回転軌道上の移動歯数が０．７２歯以上であることを特徴とする。
２．また、本発明のプロセスユニットは、さらに、前記駆動源からの回転駆動力を前記駆動伝達ギヤ列よりも原動側の位置で前記駆動伝達ギヤ列に伝達するように画像形成装置本体に配設された前記原動側回転部材における回転軸線方向の端部に形成された原動側係合部に対し、回転軸線方向に突き合わされて係合することで回転する従動側係合部を有し、前記駆動伝達ギヤ列内の各ギヤのうち、前記駆動源からの回転駆動力が最初に伝達される第１ギヤが、前記従動側係合部に一体的に形成されて、前記従動側係合部と同じ回転軸線上で回転することを特徴とする。
３．また、本発明のプロセスユニットは、さらに、前記従動側係合部及び前記第１ギヤを少なくともその回転軸線方向と直交する平面内で移動可能に保持する保持体を有し、該従動側係合部及び該第１ギヤが、前記従動側係合部と前記原動側係合部との係合に伴って自らの回転軸線を前記原動側回転部材の回転軸線に近づけるように移動することを特徴とする。
４．また、本発明のプロセスユニットは、さらに、少なくとも前記第１ギヤとこれに噛み合う下流ギヤとが、負転位されているものであることを特徴とする。
【０００９】
５．本発明の画像形成装置は、少なくとも、移動する表面に潜像を担持する像担持体と、現像剤担持体の移動する表面に担持した現像剤によって前記像担持体上の潜像を現像する現像装置と、前記現像剤担持体を回転駆動させる駆動源とを有する画像形成装置において、前記現像装置が、前記駆動源から伝達される回転駆動力を中継して前記現像剤担持体に伝達する複数のギヤからなる駆動伝達ギヤ列を有し、前記像担持体が、１ｍｍ表面移動する間における前記駆動伝達ギヤ列内の各ギヤそれぞれの回転軌道上の移動歯数が０．７２歯以上であることを特徴とする。
６．また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記駆動源からの回転駆動力を前記駆動伝達ギヤ列よりも原動側の位置で前記駆動伝達ギヤ列に伝達するように画像形成装置本体に配設された前記原動側回転部材を備え、画像形成装置本体に着脱可能に支持される現像装置が、前記原動側回転部材の回転軸線方向の端部に形成された原動側係合部に対して回転軸線方向に突き合わされて係合することで回転する従動側係合部を有し、前記駆動伝達ギヤ列内の各ギヤのうち、前記駆動源からの回転駆動力が最初に伝達される第１ギヤが、従動側係合部に一体的に形成されて、従動側係合部と同じ回転軸線で回転することを特徴とする。
７．また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記現像装置が、前記従動側係合部及び前記第１ギヤを少なくともその回転軸線方向と直交する平面内で移動可能に保持する保持体を有し、前記従動側係合部及び前記第１ギヤが、前記従動側係合部と前記原動側係合部との係合に伴って自らの回転軸線を前記原動側回転部材の回転軸線に近づけるように移動することを特徴とする。
８．また、本発明の画像形成装置は、さらに、少なくとも前記第１ギヤとこれに噛み合う下流ギヤとが、負転位をされているものであることを特徴とする。
【００１０】
９．本発明の画像形成装置は、少なくとも、移動する表面に潜像を担持する像担持体と、現像剤担持体の移動する表面に担持した現像剤によって前記像担持体上の潜像を現像する現像装置と、前記像担持体に対向する位置で表面移動する表面移動体あるいは表面移動体の表面に保持した記録体に前記像担持体上の可視像を転写する転写装置と、前記表面移動体に駆動力を付与するための前記駆動源とを備える画像形成装置において、前記転写装置が、画像形成装置本体に配設された前記駆動源から伝達される回転駆動力を中継して前記表面移動体に伝達する複数のギヤからなる駆動伝達ギヤ列を有し、前記像担持体が１ｍｍ表面移動する間における前記駆動伝達ギヤ列内の各ギヤそれぞれの回転軌道上の移動歯数が０．７２歯以上であることを特徴とする。
１０．また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記駆動源からの回転駆動力を前記駆動伝達ギヤ列よりも原動側の位置で前記駆動伝達ギヤ列に伝達するように画像形成装置本体に配設された前記原動側回転部材を備え、画像形成装置本体に着脱可能に支持される転写装置が、前記原動側回転部材の回転軸線方向の端部に形成された前記原動側係合部に対して回転軸線方向に突き合わされて係合することで回転する前記従動側係合部を有し、前記駆動伝達ギヤ列内の各ギヤのうち、前記駆動源からの回転駆動力が最初に伝達される第１ギヤが、前記従動側係合部に一体的に形成されて、前記従動側係合部と同じ回転軸線で回転することを特徴とする。
１１．また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記転写装置が、前記従動側係合部及び前記第１ギヤを少なくともその回転軸線方向と直交する平面内で移動可能に保持する保持体を有し、前記従動側係合部及び前記第１ギヤが、前記従動側係合部と前記原動側係合部との係合に伴って自らの回転軸線を前記原動側回転部材の回転軸線に近づけるように移動することを特徴とする。
１２．また、本発明の画像形成装置は、さらに、少なくとも前記第１ギヤとこれに噛み合う下流ギヤとが、負転位をされているものであることを特徴とする。
【００１１】
１３．本発明の画像形成装置は、移動する表面に潜像を担持する像担持体と、現像剤担持体の移動する表面に担持した現像剤によって像担持体上の潜像を現像する現像装置とを有する画像形成装置において、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスが直流電圧（ＤＣ電圧）であり、前記像担持体の線速Ｖｐと前記現像剤担持体の線速Ｖsとの線速比Ｖs／Ｖｐが１．７〜２.０の範囲であり、前記像担持体と前記現像剤担持体との現像間隔Ｇｐが、０.１〜０.４５ｍｍの範囲であることを特徴とする。
１４．本発明の画像形成装置は、現像剤担持体の移動する表面に担持した現像剤によって像担持体上の潜像を現像する現像装置とを有する画像形成装置において、前記現像剤担持体が、複数の磁極を有するマグネットローラを内包し、前記マグネットローラは前記像担持体に現像剤を摺擦させる磁気ブラシを形成する主磁極を備えており、前記主磁極による磁界の半値幅中心と前記現像剤担持体の回転中心とを結ぶ線とが、前記像担持体の回転中心と前記現像剤担持体の回転中心とを結ぶ線とに対して形成する角度Ｒが、前記現像剤担持体の回転する上流方向に対して２°〜８．５°の範囲にあることを特徴とする。
１５．また、本発明の画像形成装置は、さらに、上述１ないし１２のいずれかに記載の画像形成装置において、前記現像剤担持体に印加する現像バイアスが直流電圧（ＤＣ電圧）であり、前記像担持体の線速Ｖｐと前記現像剤担持体の線速Ｖsとの線速比Ｖs／Ｖｐが１．７〜２.０の範囲であり、前記像担持体と前記現像剤担持体との現像間隔Ｇｐが、０.１〜０.４５ｍｍの範囲であるであることを特徴とする。
１６．また、本発明の画像形成装置は、さらに、上述１３又は１５に記載の画像形成装置において、前記現像剤担持体が、複数の磁極を有するマグネットローラを内包し、前記マグネットローラは前記像担持体に現像剤を摺擦させる磁気ブラシを形成する主磁極を備えており、前記主磁極による磁界の半値幅中心と前記現像剤担持体の回転中心とを結ぶ線とが、前記像担持体の回転中心と前記現像剤担持体の回転中心とを結ぶ線とに対して形成する角度Ｒが、前記現像剤担持体の回転する上流方向に対して２°〜８．５°の範囲にある
ことを特徴とする
【００１２】
１７．また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記現像剤は、キャリアとトナーとを混合する二成分現像剤を用いることを特徴とする。
１８．また、本発明の画像形成装置は、さらに、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の範囲にあることを特徴とする。
１９．また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記トナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあることを特徴とする。
２０．また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記トナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーであることを特徴とする。
２１．また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記トナーは、略球形状であることを特徴とする。
２２．また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記トナーは、その形状が長軸ｒ１、短軸ｒ２、厚さｒ３で規定され（但し、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３とする。）、長軸ｒ１と短軸ｒ２との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲にあり、厚さｒ３と短軸ｒ２との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲にあることを特徴とする。
２３．また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記キャリアは、磁性粒子表面に樹脂を被覆し、体積平均粒径が３０〜８０μｍの範囲にあることを特徴とする。
２４．また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記キャリアは、電気抵抗が６〜１０ＬｏｇΩ・ｃｍの範囲にあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明のプロセスユニット及び画像形成装置では、歯数の多いものほど、歯が触れ合う際の衝撃による振動を小さくすることができ、１歯あたりの触れ合い時の衝撃の力積を小さくしたことで、ギヤの噛み合いで生ずる振動による現像濃度ムラを視認できなくなる程度にして高品位の画像を得ることができた。
さらに、現像能力を落とすことなく、比較的簡単な現像条件の組み合わせによって高濃度画像部と低濃度画像部の境界で発生する白抜け現象を低減させることができた。
さらに、現像能力向上のための現像条件において副作用的に発生する、現像剤の飛散及びエッジ効果による白抜けの発生を低減させることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１５】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真方式のタンデム方式の画像形成装置に適用した実施形態について説明する。
図１は、本発明の画像形成装置の構成を示す概略図である。この画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組の画像形成部１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えていて、フルカラー画像を形成することができる。各符号の数字の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、イエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示している（以下同様、但し、特に断らない限り、同一であり、符号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは省略する）。画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの他には、光書込ユニット１０、転写装置１１、レジストローラ対１９、３つの給紙カセット２０、定着装置２１などが配設されている。
前記光書込ユニット１０は、４つの光書込器を備えている。それぞれの光書込器は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて後述の感光体の表面にレーザ光を照射する。
【００１６】
図２は、画像形成部の概略構成を示す拡大図である。同図において、画像形成部１は、像担持体たるドラム状の感光体２、帯電装置３０、現像装置４０、ドラムクリーニング装置４８などを有している。
帯電装置３０は、交流電圧が印加される帯電ローラを感光体２に摺擦させることで、ドラム表面を一様帯電せしめる。帯電処理が施された感光体２の表面には、前記光書込ユニット１０によって変調及び偏向されたレーザ光が走査されながら照射される。すると、ドラム表面に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像装置４０によって現像されてトナー像となる。
現像装置４０は、そのケーシングの開口から一部露出させるように配設された現像剤担持体たる現像スリーブ４２を有している。また、第１搬送スクリュー４３、第２搬送スクリュー４４、現像ドクタ４５、トナー濃度センサ（以下、Ｔセンサという）４６なども有している。
ケーシング内には、磁性キャリアと、マイナス帯電性のトナーとを含む２成分現像剤が収容されている。この２成分現像剤は第１搬送スクリュー４３、第２搬送スクリュー４４によって撹拌搬送されながら摩擦帯電せしめられた後、現像スリーブ４２の表面に担持される。そして、現像ドクタ４５によってその層厚が規制されてから感光体２に対向する現像領域に搬送され、ここで感光体２上の静電潜像にトナーを付着させる。この付着により、感光体２上にトナー像が形成される。現像によってトナーを消費した２成分現像剤は、現像スリーブ４２の回転に伴ってケーシング内に戻される。
第１搬送スクリュー４３と、第２搬送スクリュー４４との間には仕切壁４７が設けられている。この仕切壁４７により、現像スリーブ４２や第１搬送スクリュー４３等を収容する第１収容部と、第２搬送スクリュー４４を収容する第２収容部とがケーシング内で分かれている。第１搬送スクリュー４３は、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、第１収容部内の２成分現像剤を図中手前側から奥側へと搬送しながら現像スリーブ４２に供給する。第１搬送スクリュー４３によって前記第１収容部の端部付近まで搬送された２成分現像剤は、仕切壁４７に設けられた図示しない開口部を通って前記第２収容部内に進入する。第２収容部内において、第２搬送スクリュー４４は、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、前記第１収容部から送られてくる２成分現像剤を第１搬送スクリュー４３とは逆方向に搬送する。第２搬送スクリュー４４によって第２収容部の端部付近まで搬送された２成分現像剤は、仕切壁４７に設けられたもう一方の開口部（図示せず）を通って第１収容部内に戻る。
【００１７】
透磁率センサからなるＴセンサ４６は、第２収容部の中央付近の底壁に設けられ、その上を通過する２成分現像剤の透磁率に応じた値の電圧を出力する。２成分現像剤の透磁率は、トナー濃度とある程度の相関を示すため、Ｔセンサ６６はトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。この出力電圧の値は、図示しない制御部に送られる。この制御部は、ＲＡＭ等のデータ記憶手段を備えており、この中にＴセンサ４６からの出力電圧の目標値であるＹ用Ｖｔｒｅｆを格納している。また、他色用の現像装置に搭載された図示しないＴセンサからの出力電圧の目標値であるＭ用Ｖｔｒｅｆ、Ｃ用Ｖｔｒｅｆ、Ｋ用Ｖｔｒｅｆのデータも格納している。Ｙ用Ｖｔｒｅｆは、図示しないトナー搬送装置の駆動制御に用いられる。具体的には、前記制御部は、Ｔセンサ４６からの出力電圧の値をＹ用Ｖｔｒｅｆに近づけるように、図示しないトナー搬送装置を駆動制御して第２収容部４９内にトナーを補給させる。この補給により、現像装置４０内の２成分現像剤のトナー濃度が所定の範囲内に維持される。他のプロセスユニットの現像装置についても、同様のトナー補給制御が実施される。
Ｙ用の感光体２上に形成されたトナー像は、後述の紙搬送ベルトに搬送される転写紙Ｐ上に転写される。転写後の感光体２の表面は、ドラムクリーニング装置４８によって転写残トナーがクリーニングされた後、不図示の除電器によって除電される。そして、帯電装置３０によって一様帯電せしめられて次の画像形成に備えられる。他色用の画像形成部も同様である。
【００１８】
先に示した図１において、各画像形成部１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ水平方向に並ぶように配設されており、これらの下方に、転写装置１１が配設されている。転写装置１１は、紙搬送ベルト１２、駆動ローラ１３、張架ローラ１４、４つの転写バイアスローラ１７Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋなどを有している。無端状の紙搬送ベルト１２は、駆動ローラ１３、張架ローラ１４，１５により、鉛直方向よりも水平方向にスペースをとる横長の姿勢でテンション張架されている。そして、図示しない駆動系によって回転せしめられる駆動ローラ１３によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。４つの転写バイアスローラ１７，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ図示しない電源から転写バイアスが印加される。そして、紙搬送ベルト１２をその裏面から感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに向けて押圧してそれぞれ転写ニップを形成する。各転写ニップには、前記転写バイアスの影響により、感光体２と転写バイアスローラとの間に転写電界が形成される。感光体２上に形成された上述のトナー像は、この転写電界やニップ圧の影響により、紙搬送ベルト１２上に搬送される転写紙Ｐ上に転写される。このトナー像の上には、感光体２Ｍ，Ｃ，Ｋ上に形成されたＭ，Ｃ，Ｋトナー像が順次重ね合わせて転写される。かかる重ね合わせの転写により、紙搬送ベルト１２の表面に保持されながら図中右側から左側へと搬送される転写紙Ｐ上には、紙の白色と相まったフルカラートナー像が形成される。
【００１９】
転写装置１１の下方には、複数枚の転写紙Ｐを重ねて収容する３つの給紙カセット２０が鉛直方向に重なるように多段に配設されており、それぞれのカセットは一番上の転写紙Ｐに給紙ローラを押し当てている。給紙ローラが所定のタイミングで回転駆動すると、一番上の転写紙Ｐが紙搬送路に給紙される。
給紙カセット２０から紙搬送路に給紙された転写紙Ｐは、レジストローラ対１９のローラ間に挟まれる。レジストローラ対１９は、ローラ間に挟み込んだ転写紙Ｐを各転写ニップにてトナー像を重ね合わせ得るタイミングで送り出す。これにより、各転写ニップで転写紙Ｐにトナー像が重ね合わせ転写される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、定着装置２１に送られる。
定着装置２１は、内部にハロゲンランプ等の熱源を有する加熱ローラ２１ａと、これに圧接せしめられる加圧ローラ２１ｂとによって定着ニップを形成している。そして、この定着ニップに転写紙Ｐを挟み込みながら、その表面にフルカラー画像を定着せしめる。定着装置２１を通過した転写紙Ｐは、図示しない排紙ローラ対を経て機外へと排出される。
【００２０】
図３は、本発明の画像形成装置における現像装置、本体の側板とともに示す拡大構成図である。現像装置４０は、ケーシング４１の図示しない開口から一部露出させるように配設された現像スリーブ４２、不図示の搬送スクリュー、現像ドクタ等を有している。ケーシング４１における図中上側の側面からは、現像スリーブ軸５０がケーシング４１内部から延びている。ケーシング４１の外部では、この現像スリーブ軸５０に下流ギヤたるローラギヤ５１が固定され、現像スリーブ軸５０と一体的に回転する。このローラギヤ５１には、これの図中右側に配設された従動側回転部材の第１ギヤ５２が噛合っている。従動側回転部材は、ケーシング４１の側面に突設せしめられた保持体たる保持軸５４に回転可能に保持されており、従動側係合部たる凸部５５や爪５３と、第１ギヤ５２とを有している。
【００２１】
図４は、本発明の画像形成装置に装着される最中の現像装置と、画像形成装置本体の側板とを示す拡大構成図である。現像装置４０は、画像形成装置本体に対して着脱可能になっている。画像形成装置本体内で図中紙面の上下方向に現像装置４０をスライド移動させることで、現像装置４０を着脱する構成である。画像形成装置本体の側板７０には、現像装置４０の現像スリーブ軸５０を挿入するためのシャフト穴７１が設けられている。画像形成装置本体に装着される際に、現像装置４０のケーシング側面から突出する現像スリーブ軸５０の端部が、このシャフト穴７１に挿入されることにより、現像装置４０の画像形成装置本体に対する位置決めがなされる。この位置決めにより、現像スリーブ４２と感光体２表面とが所定の現像間隔にて対向せしめられるようになっている。
現像スリーブ軸５０の図中右側方には、従動側回転部材が現像装置４０のケーシングの側面に突設せしめられた保持軸５４に回転自在に保持されている。この従動側回転部材は、回転軸方向の端部に形成された凸部５５及び２つの爪５３からなる従動側係合部と、これと同じ回転軸線で回転するように一体的に形成された第１ギヤ５２とを有している。この従動側回転部材の第１ギヤ５２が、現像スリーブ軸５０に固定されたローラギヤ５１に噛み合っている。
画像形成装置本体の側板７０における外面（図中上側の面）には、駆動モータから駆動を受ける駆動軸６８が取り付けられている。駆動軸６８には、駆動ギヤ６９が回転自在に取り付けられている。かかる構成の駆動軸６７の図中左側方には、軸６１、原動側係合部６２、駆動出力ギヤ６６等を有する原動側回転部材６０が側板７０に回転自在に支持されている。原動側回転部材６０の軸６１は、側板７０を画像形成装置外側（図中上側）から内側（図中下側）に貫通するように取り付けられている。この軸６１における画像形成装置外側の箇所には、駆動出力ギヤ６６が固定されており、先に説明した駆動ギヤ６９に噛み合っている。また、軸６１における画像形成装置内側の箇所には、茶筒の蓋状の凹部を有するカップ部６５と、これの内側の底面に立設せしめられた２つの爪５３とを有する原動側係合部６２が設けられている。図示しない駆動モータが回転すると、その回転駆動力が駆動ギヤ６９から駆動出力ギヤ６６へと伝わって、原動側係合部６２が回転する。
【００２２】
現像装置４０は、図示のように、その従動側係合部５３、５５を、画像形成装置本体の側板に回転自在に支持される原動側係合部６２に対面させる姿勢で、画像形成装置本体に装着される。この装着の際、従動側係合部の凸部５５が画像形成装置本体側の原動側係合部６２のカップ部６５に進入して両者が係合する。この状態で原動側係合部６２が回転すると、そのカップ部６５の底面に設けられた２つの爪６３が、従動側係合部の端面に設けられた２つの爪にそれぞれ個別に引っ掛かる。これにより、現像装置４０の従動側回転部材５２、５３、５５が回転する。そして、その回転駆動力が第１ギヤ５２、これよりも従動側の下流ギヤを経由して、現像スリーブ４２へと伝達されて、現像スリーブ４２が回転する。
現像スリーブ４２の表面については、Ｖ溝等の溝を彫ったり、サンドブラストによって粗面化せしめたりして、ローラによる２成分現像剤の汲み上げ量を安定化させることが望ましい。そうすれば、汲み上げ量の変動による現像濃度ムラを抑えることができる。一般的に、Ｖ溝等の溝加工を施した現像スリーブ４２の方が、サンドブラストを施した現像スリーブ４２に比べ長期間の使用でも磨耗がなく安定した現像剤の搬送が可能であるのでより好ましい。
なお、図３に示したように、現像装置４０が画像形成装置本体に装着された状態では、現像スリーブ軸５０の一端面に対し、画像形成装置本体の側板７０に固定されたバネ材が接触するようになっている。このバネ材主電極として図示しない電源から現像バイアスを印加している。
【００２３】
このような駆動伝達系において、原動側係合部６２と、従動側係合部５３、５５との組合せは、所謂カップリング継手という名称で広く知られている。カップリング継手による駆動の伝達では、原動側の回転軸部材と、従動側の回転軸部材とをほぼ同一軸線上に並べることができる。但し、これら２つの回転軸部材を完全に同一軸線上に並べることは、組付精度の誤差等の要因により、非常に困難であり、両回転軸部材は互いに僅かに軸心ズレした位置で回転しながら駆動を伝達することになる。例えば、図示の画像形成装置においては、上述したように、現像スリーブ軸５０を側板７０のシャフト穴７１に挿入することで現像装置４０の位置決めをしているため、画像形成装置本体側において、現像装置４０の位置決め基準位置は、側板７０のシャフト穴７１の中心となる。側板７０においては、シャフト穴７１の中心と、原動側回転部材６０の軸６１との間に、組付誤差等に起因する距離誤差がどうしても生じてしまう。一方、現像装置４０において、画像形成装置本体に対する位置決め基準は、現像スリーブ軸５０の中心となるが、この中心と、従動側回転部材の軸との間にも、組付誤差等に起因する距離誤差がどうしても生じてしまう。これらの距離誤差により、原動側回転部材６０と、従動側回転部材５２、５３、５５との間には、どうしても微妙な軸心ズレが発生する。かかる軸心ズレは、現像スリーブ４２の回転速度変動をきたして、現像濃度ムラを引き起こしてしまう。
【００２４】
従来のカップリング継手において、軸心ズレによって現像スリーブ４２に回転速度変動をきたす理由は、軸心ズレにより、原動側係合部から従動側係合部への駆動伝達量を変動させてしまうことにある。具体的には、軸心ズレがあると、原動側係合部が１回転する間において、その回転位置の違いにより、単位回転量あたりにおける従動側係合部への駆動伝達量が異なってくる。一般に、軸心ズレがある場合には、原動側係合部が所定の回転基準位置から１８０°回転するまでの間は、回転量の増加に伴って単位回転量あたりにおける従動側係合部への駆動伝達量が徐々に増加していく。この一方で、１８０°から３６０°回転するまでの間は、回転量の増加に伴って単位回転量あたりにおける従動側係合部への駆動伝達量が徐々に減少していく。このようにして、原動側係合部の回転位置の違いにより、従動側係合部への駆動伝達量が異なってしまうことで、回転体に速度変動をきたしてしまうのである。
従来のカップリング継手において、２つの係合部が大きく軸心ズレしていても、それらを回転させることができるものとして、オルダム継手が知られている。このオルダム継手は、２つの係合部が大きく軸心ズレしていても、それらを強制的に回転させるものであるため、軸心ズレによる駆動伝達速度変動が避けられなかった。さらに、オルダム継手では、２つの係合部のうち、一方の端部に、溝状の凹部を設けるとともに、もう一方の端部に、その溝状の凹部に対して溝長手方向にスライド移動可能に係合する凸部を設けている。そして、原動側係合部の回転に応じて、凸部を凹部内にて溝長手方向にスライド移動させることで、軸心ズレが生じていないような状態を形成する。これにより、両係合部に軸心ズレがあっても、両係合部を強制的に回転させるようにしている。かかる構成では、原動側係合部を１回転させる間において、凸部と溝状の凹部との摩擦力が大きくなる回転位置と、小さくなる回転位置とが発生する。摩擦力が大きくなる回転位置では、原動側係合部の回転軸をその軸線方向に直交する方向に撓ませようとする強い力が働くが、その力を利用して凸部をスライド移動させることで、両係合部を何とか回転させている。この結果、原動側係合部の回転位置の違いにより、モータ等の回転駆動源に対する負荷が異なって、原動側から従動側への駆動伝達量が変動するのである。このように、従来のオルダム継手は、互いに軸心ズレしている両係合部を凸部のスライド移動によって無理に回転せしめるものであり、軸心ズレをなくして両係合部の回転を実現するものではなかった。
そこで、本発明の画像形成装置においては、従来にはなかった新規な構成（後述する）を従動側回転部材５２、５３、５５に採用することにより、両係合部の軸心ズレを解消するようになっている。
【００２５】
図５（ａ）は、従動側回転部材を示す拡大斜視図であり、図５（ｂ）は、原動側回転部材の原動側係合部を示す拡大斜視図である。図６は、従動側回転部材と原動側回転部材の側面図、これの噛み合わせた状態の断面図である。図５（ａ）において、従動側回転部材５２、５３、５５の回転中心には、軸挿入用の貫通穴が設けられている。図示しない現像装置４０のケーシング側板には、従動側回転部材を回転自在に保持するための保持軸５４が回転不能に突設せしめられており、従動側回転部材の貫通穴に挿入されている。この保持軸５４の径は、貫通穴の径よりも小さくなっているため、従動側回転部材は、その回転軸線方向と直交する面方向に移動可能に保持される。なお、同図では便宜上、図示を省略しているが、保持軸５４の端部には、貫通穴よりも径の大きなドーナッツ状の金属部材が嵌合せしめられている。この金属部材が従動側回転部材の端面に引っ掛かることで、従動側回転部材の保持軸５４からの脱落を防止している。
図５（ｂ）に示した原動側係合部６２は、軸６１が図示しない画像形成装置本体の側板の転がり軸受けに回転自在に支持されていることにより、軸線方向と直交する平面内で移動することができない。しかし、図５（ａ）に示した従動側回転部材５２、５３、５５は、上述したように、軸線方向と直交する平面内の任意の方向に移動することができる。従動側係合部に設けられた凸部５５には、第１ギヤ５２側から端面側に向けて先細りになるテーパーが設けられている。このテーパーにより、凹部５５の先端の径は、原動側係合部６２のカップ部６５の内径よりもかなり小さくなっている。このため、現像装置４０の装着の際に、両係合部が完全に同一軸線上に存在していなくても、現像装置４０が画像形成装置本体に徐々に装着されていくのに伴って、従動側係合部の凸部５５の先端が、原動側係合部６２のカップ部６５内に進入する。そして、現像装置４０が完全にセットされるように更に画像形成装置本体に向けて押し込まれると、凹部５５がその先端のテーパーをカップ部６５の内壁に突き当てながらカップ部６５内に進入することにより、軸線方向と直交する平面内で軸線に近づく方向に移動する。これにより、現像装置４０が完全にセットされた段階では、両係合部の軸心が完全に一致するようになる。なお、かかる軸線方向と直交する平面内での移動に加えて、現像装置４０セット時の押し込み力の反作用により、現像装置４０のケーシング側板と従動側回転部材との部品交差によるガタや予め設定されている間隙分だけ軸線方向へ従動側回転部材が移動することも予想される。しかし、そのような軸線方向への移動は本発明における作用効果に影響せず、従動側回転部材の移動を成分分解した場合の軸線と直交する平面内での移動成分が有効となることを付記しておく。
【００２６】
このように、画像形成装置では、現像装置４０の従動側係合部を従来のように軸に固定するのではなく、保持軸５４によって軸線方向と直交する平面内での移動が可能になるように保持することにより、現像装置４０に対して微少領域で移動可能にする。そして、このように移動可能な従動側係合部を原動側係合部６２に係合せしめる際に、その回転中心を原動側係合部６２の回転軸線に一致させる場所まで移動させることで、従動側係合部の位置補正を行って両係合部の軸心ズレを解消する。よって、軸心ズレに起因する現像スリーブ４２の回転速度変動が起こらず、感光体２と現像スリーブ４２との対向位置である現像位置に搬送される単位時間あたりのトナー量の変動を低減して、現像濃度ムラを抑えることができる。
なお、ナノメートル（ｎｍ）などといった微小寸法オーダーで見た場合には、両係合部の軸線を完全に一致させることは困難である。但し、ギヤを用いた駆動伝達系の機械設計の観点からすれば、０．０１〜０．１ｍｍの範囲の軸心ズレであれば、同一軸線上であると考えて差し障りない。本発明において「同一軸線上で回転する」とは、この程度の軸心ズレを含む概念である。
また、原動側回転部材６０は、駆動源たる図示しない駆動モータに対して現像装置４０よりも原動側の位置で回転駆動される部材である。
【００２７】
従動側回転部材５２、５３、５５の貫通穴の直径については、最大で０．１５ｍｍまでの軸心ズレを吸収できるように保持軸５４の直径よりも大きくしている。このようにすることで、原動側係合部の貫通穴と、これに挿入される保持軸５４との間に隙間を形成することができる。そして、この隙間により、従動側回転部材を画像形成装置本体側の原動側回転部材６０の回転軸方向と直交する方向に遊動可能にしている。ここで、従来のギヤにおいても、部品の寸法誤差により、ギヤ部材に設けた貫通開口にシャフト等の回転軸部材を挿入することができなくなるといった事態を回避する目的で、貫通開口の径を回転軸部材の径よりも若干大きめにしていた。しかしながら、この径の差は、せいぜい数１０μｍといった値であり、本画像形成装置における従動側回転部材の貫通穴と保持軸５４との径の差よりも遙かに小さいものであった。本画像形成装置における貫通穴と保持軸５４との径の差は、従来のギヤにおける貫通開口と回転軸部材との径の差よりも遙かに大きくなっているのである。このような径の大きな差により、従動側回転部材の回転軸方向と直交する面方向への遊動が可能になるのである。
従動側係合部と原動側係合部との組合については、図６に示すように、従動側係合部の爪５３と、原動側係合部６２のカップ部６５とを係合させるようにしてもよい。但し、図５（ａ）に示したように、従動側係合部の先端にテーパーのある凸部５５を設け、これをカップ部６５に係合させるようにした方が、より確実な係合が得られる。
【００２８】
本発明の画像形成装置では、原動側係合部６２と従動側係合部５２、５３、５５とで軸心を一致させることで、両係合部間の偏心に起因するピッチムラを防止できる。但し、従動側係合部の第１ギヤ５２と、これよりも下流側のギヤ（画像形成装置ではローラギヤ５１）との軸間距離を標準歯車の軸間距離に設定したとしても、上述の偏心補正の作用によって、この軸間距離が変動してしまう。そして、軸間距離が詰まった場合と広まった場合とのそれぞれにおける不具合が危惧される。具体的には、軸間距離が詰まり過ぎた場合には、歯先と歯底との干渉による衝撃が速度変動を生じせしめ、濃度ムラのあるトナー画像を感光体２に形成する可能性がある。画像形成装置では、かかる濃度ムラの発生を抑えるべく、第1ギヤ５２と、これと噛み合うギヤであるローラギヤ５１とを、０．１ｍｍ以上の長さで負転位させてある。かかる負転位により歯底の懐空間を広げることができ、上述の干渉を防止することができる。但し、モジュール０．６〜１．０程度の設定においてポリアセタールやポリカーボ等の材料から成る樹脂ギヤを使用した場合、負転位の量が０．３ｍｍより大きくなると歯元が痩せ過ぎとなって、現像スリーブ４２の駆動負荷に負けて、早期に歯の損傷が発生することが確認されている。そこで、本画像形成装置では、負転位の量を０．１〜０．３ｍｍの間の量に設定している。ギヤ強度を高めるべくグラスファイバー入りの樹脂ギヤや金属ギヤを用いた場合には、０．３ｍｍよりも大きく負転位させることも可能である。
【００２９】
軸間距離が広がり過ぎた場合には、歯が噛み合わなくなる恐れがあるが、モジュールや歯数を増やすことである程度調整できる。よって、噛み合わないという事態は通常の設計をすれば生じない。しかし、ギヤの歯が現在噛み合っている歯から次の歯に移動する際の移動距離が長くなり、その分勢いがついて衝撃も大きくなる結果、ギヤ同士の歯の触れ合いに起因する現像濃度ムラが大きくなる恐れがある。本画像形成装置では、かかる濃度ムラの発生を抑えるべく、後述するように、感光体２が１ｍｍ表面移動する間における第１ギヤ５２、ローラギヤ５１の移動歯数を、それぞれ０．７２歯以上に設定している。
負転位とは、ギヤを加工する際の歯切り用のラック工具の基準ピッチ線を、歯車の基準ピッチ線よりもギヤ中心から見て内側に設定して歯切りをする加工を意味する。負転移量とは、標準歯車のピッチ円とラック工具の基準ピッチ線との差である。負転位によって歯元の切込みが深くなる結果、歯底のふところが広くなって歯先と歯底の干渉を抑えることが可能になる。
【００３０】
各画像形成部１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにおいて、感光体２と現像ローラ４２との間の現像間隔については、現像能力を向上させる観点から狭くするのが良く、現像間隔０．４５ｍｍ以下にすることが望ましく、望ましくは０．４ｍｍ以下にするのが良い。特に後述するＤＣバイアス印加方式の現像装置を搭載する画像形成装置においては、現像能力向上効果が一層顕著となる。それらの数値のように現像ギャップを狭くした場合は、それらよりも現像間隔を広くする場合に比べ、現像トナー像の粒状度を大きく改善して、高画質な画像を得ることができるのである。但し、現像間隔をこのように狭小化させた場合、２つの係合部の軸心ズレを解消しても、現像スリーブ４２の微妙な回転速度変動に起因する現像濃度ムラが目立ってしまうことがある。現像間隔を０．４ｍｍよりも大きく設定していた従前においては、かかる現像濃度ムラはそれほど目立たなかったが、０．４ｍｍ以下にすると、目立ってしまうのである。なお、この現像濃度ムラは、現像スリーブ４２に駆動を伝達する各種ギヤの歯の触れ合いによって生ずるものである。
【００３１】
ギヤの歯が触れ合う際の衝撃に起因する現像濃度ムラについては、感光体２が１ｍｍ表面移動する間におけるギヤの回転軌道上における移動歯数をできるだけ多くすることで、抑えることができる。移動歯数が多くなるほど、１歯あたりの触れ合い時の衝撃を小さくするからである。そこで、本発明者らは、ギヤの移動歯数をどの程度まで多くすればよいのかを確かめる実験を行った。
具体的には、まず、モジュールが０．８又は０．６である複数のギヤを用意した。そして、各ギヤについて、感光体２が１ｍｍ移動する間におけるギヤの歯の移動数である画像周波数を０〜３歯／ｍｍの範囲内で変化させながら、それぞれの画像周波数にてバンディングチャートと呼ばれる帯状画像を出力した。次に、これらのバンディングチャートをスキャナーで読み取って画像データに変換した後、各画像データにおける明度振幅を画像解析ソフト（株式会社ソリューションシステムズ製のＬａｂｖｉｅｗ）で解析して、明度振幅と画像周波数との関係をグラフ化した。モジュールが０．８であるギヤを用いた場合における明度振幅と画像周波数との関係を図７に示す。また、モジュールが０．６であるギヤを用いた場合における明度振幅と画像周波数との関係を図８に示す。なお、明度振幅とは、濃度ムラの度合を示す指標であり、その値が小さくなるほど濃度ムラが少なくなる。図７では、明度振幅を濃度ムラの許容範囲である０．０８以下に留めるのは、画像周波数を約０．７０歯／ｍｍ以上に設定したときであることがわかる。測定誤差等を考慮すると、モジュール０．８のギヤにて濃度ムラを確実に許容範囲内に収めるためには、画像周波数を０．７２歯／ｍｍ以上に設定する必要があると考えられる。一方、図８では、明度振幅を濃度ムラの許容範囲である０．０８以下に留めるのは、画像周波数を０．２０歯／ｍｍ以上に設定したときであることがわかる。よって、画像周波数を０．２０以上に設定すれば、モジュール０．６のギヤにて濃度ムラを許容範囲内に収めることができる。
【００３２】
次に、複数のバンディングチャートがプリントされたプリントアウト紙のそれぞれを、濃度ムラ段階見本と肉眼にて比較し、それぞれの濃度ムラが濃度ムラ段階見本のどの値に対応するかを特定した。この特定については、１〜２人の画像評価者によって行った。比較の結果、プリントアウト紙のバンディングチャートの濃度ムラが、濃度ムラ段階見本のムラ許容限界値と同等の度合になるのは、明度振幅が０．０８のときであることがわかった。よって、明度振幅を０．０８以下に抑えれば、現像濃度ムラを許容範囲内に収めることができる。参考までに、濃度ムラの比較結果を次の表１に示す。
【表１】
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【００３３】
画像形成装置においては、モジュール０．６、０．８の何れのギヤを用いても現像濃度ムラを許容範囲に抑えるべく、感光体２が１ｍｍ表面移動する間における第１ギヤ５２やローラギヤ５１の回転軌道上の移動歯数を０．７２歯以上に設定している。
なお、画像周波数は、「画像周波数歯／ｍｍ＝１／画像ピッチ＝（線速比×歯数）／２πｒ」という関係式によって求めることができる（但し、πは円周率、ｒは現像スリーブ４２半径）。また、画像ピッチは、「画像ピッチｍｍ＝２πｒ／（線速比×歯数）」という関係式によって求めることができる。
【００３４】
ギヤのモジュールを小さくすればするほど、画像周波数を小さくすることができるが、モジュールを小さくし過ぎると、ギヤ歯元及び歯面の耐久性を下げて、ギヤの寿命を縮めてしまう。但し、ギヤの寿命は、モジュールの大きさの他、ギヤの材質にも影響されるため、モジュールの下限については、その材質に応じて設定する。また、画像周波数を増やす方法として、線速比を大きくする、もしくはギヤ歯数を増やすことが考えられる。線速比を大きくするには、プロセス線速を遅くするか、もしくは現像線速を早くするかだが、近年の画像形成速度の増加を考えると、現像線速を早くするのが適当である。例えば、線速比３のように速くすると、トナー飛散やユニット内の内圧の増加、現像剤寿命の観点から望ましくはない。画像形成装置では、ギヤのモジュールを０.６や０．８にすることで、ギヤ歯数を増やしている。ギヤ歯数を増やすことで、噛み合い率も増加し、ギヤ同士の受け渡しも滑らかに行うことができる。また、歯数が増えることでギヤの耐久性も向上する。
そこで、画像形成装置においては、現像装置４０の各ギヤの画像周波数を０．７２歯以上に設定している。よって、各ギヤの歯の触れ合いに起因する現像スリーブ４２の回転速度変動を抑えて、現像濃度ムラを視認できなくなる程度に留めることができる。なお、第１ギヤ５２、ローラギヤ５１の線速やピッチは同じであるので、これらギヤの画像周波数は同じになる。
【００３５】
また、本発明の画像形成装置は、現像スリーブ４２への電圧印加方式として、直流電圧印加方式を用いるとよい。ＤＣ電圧用の電源は、ＡＣ電圧用電源を用いない分、低コスト化につながる。また、ＡＣ電圧による重畳方式より現像能力が低下する分は、他の現像条件によってこの低下分を補償し、かつ、地かぶりが無いことで高品位の画像を得ることができる。
現像バイアスとして、直流電圧印加方式を採用し、かつ、以下に説明する現像条件が好ましい。とくに、感光体２の線速Ｖｐと現像スリーブ４２の線速Ｖｓとの線速比Ｖｓ／Ｖｐは、１．７〜２．０が好ましい。現像スリーブ４２の線速Ｖｓを早くすることにより、感光体２上の静電潜像に対して現像スリーブ４２上の穂が接触する頻度が高くなる。接触頻度が高くなるほど一般的に現像能力は向上させることができる。したがって、ＤＣ電圧印加方式では、線速比Ｖｓ／Ｖｐが１．７未満では、現像能力が低く、トナー付着量を高くすることができず、低い画像濃度の画像しか得られない。また、フルカラー画像においては、中間色の再現性が低下することから画像品位が低下する。一方、線速比Ｖｓ／Ｖｐが２．０を越えると、掻き取り力が強くなり、ベタ画像及びハーフトーン画像では筋上の掻き取り跡が表れたり、後端部の白抜けが表れたりして画像品位が低下する。また、縦の細線と横の細線の再現幅が異なって、縦の線は太く横の線は細くなり、画像の再現性が低下する。
また、感光体２と現像スリーブ４２との間の現像間隔Ｇｐについては、０．１〜０．４５ｍｍの範囲にする。好ましくは、０．２５〜０．４０ｍｍの範囲にする。現像間隔が狭いほど現像能力が向上するが、ある距離を境に現像能力はほぼ飽和する傾向にあることが分かった。さらに、これよりも現像間隔Ｇｐを広くする場合に比べ、現像トナー像の粒状度を大きく改善して、高画質な画像を得ることができる。但し、現像間隔Ｇｐをこのように狭小化させた場合、２つの係合部の軸心ズレを解消しても、現像スリーブ４２の微妙な回転速度変動に起因する現像濃度ムラが目立ってしまうことがある。現像間隔を０．４５ｍｍよりも大きく設定していた従前においては、かかる現像濃度ムラはそれほど目立たなかったが、０．４５ｍｍ以下にすると、目立ってしまうのである。さらに、白抜け等の異常画像が形成されず、細線再現性、フルカラーの中間色再現性等の優れた高品位の画像を得るには０．４０ｍｍ以下が好ましい。
なお、この現像濃度ムラは、現像スリーブ４２に駆動を伝達する各種ギヤの歯の触れ合いによって生ずるものである。しかしながら、本発明の画像形成装置では、各ギヤの歯の触れ合いを良くしたことで、現像間隔Ｇｐを小さくしても、振動が少なくなり、現像の濃度ムラが少なくなった。ただし、現像間隔Ｇｐが０．１ｍｍ未満では、感光体２にトナーの固着が生ずる恐れがある。また、現像剤担持体、感光体２の表面が必ずしも滑らかではないために、所定の現像能力を維持することが困難である。さらに、製造上の安定性、実用上の機械・装置の作り込みの精度を顧慮して安定した画像形成装置を得るには０．２５ｍｍ以上が好ましい。
【００３６】
図９は、現像装置の内部構成を示す構成図である。現像装置４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋは、トナー色が異なる以外は同一構成になっているので、ひとつの現像装置４０について、内部構造から詳細に構成を説明する。主磁極による磁界の半値幅中心と現像剤担持体の回転中心とを結ぶ線Ｌ１とが、像担持体の回転中心と現像剤担持体の回転中心とを結ぶ線Ｌ２とに対して形成する角度Ｒが、２°〜８．５°の範囲にする。図９に示すように、現像装置４０は、現像スリーブ４２を備える。現像スリーブ４２は、回動する直径１８ｍｍのアルミニウム製の現像スリーブ４２内に、固定配置されたマグネットローラ４２ｂを内包する。現像スリーブ４２の表面は、現像剤の搬送能力を高めるために、溝を設けたり、サンドブラスと処理等によって粗くしたりしている。
また、図１０は、マグネットローラの磁束密度分布の波形図である。なお、図１０の磁極配置は、構成例であり、現像の主磁極以外の磁極の個数や配置はこれに限定されない。図１０に示すように、マグネットローラ４２ｂは、感光体２との対向領域である現像領域の箇所から現像スリーブ４２の回転方向に磁極Ｓ１、Ｎ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｎ２を備えている。これらのうち、現像スリーブ４２と感光体２のそれぞれの中心を結ぶ線Ｌ２より回転方向上流側の位置にその磁極の半値幅Ｌ３の中心線Ｌ１があるように配設された現像の主磁極Ｓ１は、５つの磁極の中で最も強い磁力を発揮する。そして、現像スリーブ４２上の二成分現像剤を現像領域で穂立ちさせて磁気ブラシを形成する役割を担っている。かかる現像の主磁極Ｓ１の磁力によって現像スリーブ４２上に形成された磁気ブラシは、その先端を感光体２に摺擦させながら、現像領域を通過する。
【００３７】
このような構成の現像装置４０における現像剤の動きについて説明する。現像容器内の２成分現像剤は、第１搬送スクリュー４３及び第２搬送スクリュー４４によって循環搬送されながら、トナーとキャリアが攪拌により摩擦帯電する。そして、第１現像剤搬送スクリュー１７は現像剤の一部を現像スリーブ４２に供給し、現像スリーブ４２はその現像剤を磁極Ｎ２により磁気的に担持して搬送する。現像スリーブ４２上の現像剤は、現像剤規制部材４５によりその層厚（担持量）が規制され、感光体２に対して接触する状態に形成される。磁極Ｎ２は、現像剤の汲み上げ作用と層厚規制作用を兼用する極である。この磁極Ｎ２で現像スリーブ４２表面に引き寄せされながら層厚が規制される二成分現像剤中では、トナーの摩擦帯電が促進される。そして、現像スリーブ４２には、図示しない電源によって現像バイアスが印加されている。現像領域に搬送された現像剤は、現像の主磁極Ｓ１の磁力によって現像スリーブ４２上に穂立ちされ、その先端を感光体２に摺擦させた状態で、感光体２上の静電潜像にトナーを供給し、現像領域を通過する。現像スリーブ４２の回転に伴って前記現像領域を通過した後の現像剤は、立てていた穂を磁力の低下に伴って寝かしながら、前記磁極Ｎ１の磁力によって現像スリーブ４２上に拘束されて移動する。そして、磁極Ｓ３と磁極Ｎ２との間の法線方向磁界が規制されている領域において、現像スリーブ４２表面から離脱して現像容器内に戻される。現像容器内に戻された現像剤は、再び第１搬送スクリュー４３により搬送され、仕切り壁を介して再び第２搬送スクリュー４４によって搬送される。現像容器内の現像剤のトナー濃度がＴセンサ４６によって所定濃度以下になったことが検知されると、トナーがトナー補給口から供給されて第２搬送スクリュー４４による攪拌で現像剤と混合される。所定濃度に調整された現像剤は、再び現像スリーブ４２に担持され、現像剤規制部材４５を通過して薄層化され、以上のサイクルを繰り返す。
【００３８】
また、図１１は、本発明の画像形成装置の他の構成を示す概略図である。図１２は、本発明の画像形成装置の他の構成で、拡大した画像形成部の構成を示す概略図である。図１３は、発明の画像形成装置の他の構成で、拡大した画像形成部と感光体との関係を示す概略図である。図１１に示すように、像形成手段としての各構成部材を収納する位置固定された装置本体と、転写紙Ｐを収納する引き出し可能な給紙カセット２０とを備えている。装置本体の中央部には、各色のトナー像を形成するための画像形成部１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋを備えている。また、図１２に示すように、画像形成部１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、図中矢印Ａ方向に回転するドラム状の感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋを備えている。感光体２は、その周囲に、感光体２を帯電する帯電装置、感光体２に形成された潜像を現像する現像装置４０Ｙ、４０Ｃ、４０Ｍ、４０Ｋ、感光体２上の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置を備える。各画像形成部１の下方には、感光体２にレーザ光Ｌを照射可能な露光手段としての光学ユニットを備えている。各画像形成部１の上方には、各画像形成部１により形成されたトナー画像が転写される転写ベルト１２ｂを備えた中間転写ユニットを備えている。また、転写ベルト１２ｂに転写されたトナー画像を転写紙Ｐに定着する定着ユニット２１を備えている。中間転写ユニットの転写ベルト１２ｂは、所定タイミングで、感光体２に形成されたトナー像を転写ベルト１２ｂに転写する一次転写ローラ１７Ｙ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｋを備えている。中間転写ユニットは、転写ベルト１２ｂ上に転写されたトナー像を転写紙Ｐに転写する二次転写ローラ１８、転写紙Ｐ上に転写されなかった転写ベルト１２ｂ上の転写残トナーをクリーニングするベルトクリーニング装置を備えている。
次に、上記構成の画像形成装置において、カラー画像を得る行程について説明する。まず、画像形成部１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋにおいて、感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋが帯電装置によって一様に帯電される。その後、光学ユニットにより、画像情報に基づきレーザ光Ｌが走査露光されて感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋ表面に潜像が形成される。感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋ上の潜像は、現像装置１２の現像スリーブ４２Ｙ、４２Ｃ、４２Ｍ、４２Ｋ上に担持された各色のトナーによって現像されてトナー像として可視像化される。感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋ上のトナー像は、各一次転写ローラ１７Ｙ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｋの作用によって反時計回りに回転駆動される転写ベルト１２ｂ上に順次重ねて転写される。このときの各色の作像動作は、そのトナー像が転写ベルト１２ｂ上の同じ位置に重ねて転写されるように、転写ベルト１２ｂの移動方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。一次転写終了後の感光体２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋは、クリーニング装置によってその表面がクリーニングされ、次の画像形成に備えられる。トナーボトルに充填されているトナーは、必要性に応じて図示しない搬送経路によって現像装置４０Ｙ、４０Ｃ、４０Ｍ、４０Ｋに所定量補給される。
一方、上記給紙カセット２内の転写紙Ｐは、給紙カセット２０の近傍に配設された給紙ローラによって、搬送され、レジストローラ対１９によって所定のタイミングで２次転写部に搬送される。そして、二次転写部において、転写ベルト１２ｂ上に形成されたトナー画像が転写紙Ｐに転写される。トナー画像が転写された転写紙Ｐは、定着装置２１を通過することで画像定着が行われ、排出ローラによって排出される。感光体２と同様に、転写ベルト１２ｂ上に残った転写残のトナーは、転写ベルト１２ｂに接触するベルトクリーニング装置によってクリーニングされる。
【００３９】
本発明の画像形成装置では、転写体である転写ベルト１２が感光体２及び現像スリーブ４２の上方に配置されても良い。そのため、現像スリーブ４２上の現像剤が現像剤規制部材４５や現像領域を通過する際に、現像スリーブ４２から離脱した現像剤が落下しても、転写ベルト１２に付着することがない。また、図１１に示すように、前記現像の主磁極Ｓ１は、現像の主磁極Ｓ１による磁界の半値幅中心線Ｌ１が感光体２の中心と現像スリーブ４２の中心とを結ぶ線分Ｌ２より下方に配置される。現像の主磁極Ｓ１により保持される現像剤は、半値幅中心線Ｌ１上において最密に保持される。そのため、現像剤が最密に保持される位置での感光体２と現像スリーブ４２との間隔が、感光体２と現像スリーブ４２との間が最狭となる現像間隔に比べ広くなる。よって、現像の主磁極Ｓ１による磁界の半値幅中心線Ｌ１上において、感光体２と現像剤の穂との衝突が緩和され、磁界からの拘束からはずれて飛散する現像剤も少なくなる。たとえ拘束からはずれて現像スリーブ４２から離脱しても、上方にいくに従って感光体２と現像スリーブ４２との間隔が狭くなるため、上方への現像剤の移動が阻止されて飛散しにくくなる。また、感光体２と現像スリーブ４２との間が最狭となる現像領域では、感光体２に接触する現像剤の穂立ちの角度が寝るように磁力が作用するために、感光体２と現像剤の穂との衝突が緩和され、飛散する現像剤が少なくなる。また、前記現像領域では、感光体２に接触する現像剤の穂立ちの角度が寝るため、現像剤の穂のトナー掻き取り能力も低減され、白抜け画像の発生が低減される。さらに、前記現像領域では、感光体２に接触する現像剤の穂立ちの角度が寝て、感光体２に接触する現像剤の穂立ちの単位時間当たりの接触面積が増加する。そのため、エッジ効果によって現像ポテンシャルが低下した領域にも現像が良好に行える。
そして、前記現像の主磁極Ｓ１は、現像の主磁極Ｓ１による磁界の半値幅Ｌ３の中心線Ｌ１が、感光体２の回転中心と現像スリーブ４２の回転中心とを結ぶ線分Ｌ２となす角度（以下、現像の主磁極角度という）Ｒが２°〜８．５°となるように配置されている。この現像の主磁極角度Ｒが２°よりも小さいと、上述した上方への現像剤飛散抑制効果が小さい。そのために、飛散したキャリアが感光体２に付着し、感光体２に付着したキャリアが転写ニップに運ばれることで、感光体２を傷つけたり、キャリア付着による白抜け画像が発生したりしてしまう。また、この現像の主磁極角度Ｒが２°よりも小さいと、現像剤の穂のトナー掻き取り力が大きく、白抜け画像が発生してしまう。一方、この現像の主磁極角度Ｒが９°を超えると、現像能力の低下により、画像濃度ムラが発生してしまう。以上の理由により、現像の主磁極角度Ｒは、２〜８．５°が好ましく、６°近傍がより好ましい。
【００４０】
また、本発明の画像形成装置は、用いる現像剤は二成分現像剤である。二成分現像剤に混合する磁性キャリアとしては、次のようなものを用いる。この場合、現像剤中のキャリアとトナーの含有比は、キャリア１００重量部に対してトナー１〜１０重量部が好ましい。磁性キャリアとしては、体積平均粒径が３０〜８０μｍであって、電気抵抗が６〜１０Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）の範囲にある。
また、磁性キャリアとしては、体積平均粒径が３０〜８０μｍの粒径のものを用いることが望ましい。体積平均粒径を８０μｍ以下にすることで、作像時の現像剤穂立ち（キャリアチェーン）の太さを均一に細くして、より緻密なトナーの受け渡しをすることができる。また、現像スリーブ４２上の単位面積当たりにおける現像剤穂立ちの密度も多くなるので、感光体２上の潜像に隙間無くトナーを受け渡すことが可能になる。これにより、よりドット再現性に優れた画像を形成することができる。なお、重量平均粒径が８０μｍを越えると、同じキャリア量で比較した場合に、磁性キャリアの総表面積が小さくなって、トナーの保有量が少なくなる。そして、これによるトナー濃度の低下を防止すべく、現像スリーブ４２の回転速度を早くしてしまうと、トナー飛散による画像汚れが生じ易くなってしまう。一方、体積平均粒径を３０μｍ未満では、現像スリーブ４２内に固設されたマグネットローラによる磁力保持力が小さくなってキャリア飛散が生じ易くなる。そこで、画像形成装置では、後述する指定法により、体積平均粒径３０〜８０μｍの磁性キャリアを用いるべき旨をユーザーに指定している。
また、この磁性キャリアの電気抵抗は、６〜１０Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）の範囲にする。電気抵抗によって現像領域におけるキャリア自身にかかる電界に影響する。電気抵抗が６Ｌｏｇ未満では、現像領域における電界を大きくすることができず現像能力が低い、１０Ｌｏｇを越えると、現像領域における電界を大きくして現像能力を大きくするが、地かぶり、白抜けが表れ、さらに、キャリア付着が多くなる。したがって、現像能力、地かぶり、白抜けに対しては、６〜１０Ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）の範囲にする。
具体的には、Ｃｕ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｚｎフェライト、Ｆｅ２Ｏ３ヘマタイト、Ｆｅ３Ｏ４マグネタイト等の粒子表面に樹脂被覆する。または、これらを樹脂中に分散させた樹脂分散キャリアなどが使用できる。フェライト系は比重はほほ５前後であり、Ｆｅ分を多くしてＯ酸素を少なくすることで比重を大きくすることができる。ただし、比重が５．５を越えて金属系の磁性体になると搬送、混合時にトナーへのストレスが大きくなり、スペントによってキャリアの帯電性が低下する。また、比重が２．６未満では、トナーとの混合性が低下して、逆帯電トナー等が増加する。
キャリアの被覆材料としては、アミノ系樹脂、例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。またポリビニル及びポリビニリデン系樹脂、例えばアクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂及びスチレンアクリル共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂及びポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ弗化ビニル樹脂、ポリ弗化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、弗化ビニリデンと弗化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンと弗化ビニリデンと非弗化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、及びシリコーン樹脂等が使用できる。また必要に応じて、導電粉等を被覆樹脂中に含有させてもよい。導電粉としては、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等が使用できる。これらの導電粉は、平均粒子径１μｍ以下のものが好ましい。平均粒子径が１μｍよりも大きくなると、電気抵抗の制御が困難になる。
【００４１】
特に、芯材となる粒子表面に熱可塑性樹脂とメラニン樹脂と電荷調整剤とを含有する表面層を被覆することが好ましい。これは、アクリル等の熱可塑性樹脂と、メラミン樹脂とを架橋させた樹脂成分に、帯電調整剤を含有させた表面層である。従来の磁性キャリアは硬いコート膜を徐々に削りながら長寿命を得るように構成されていたのに対し、この磁性キャリアはコート膜が弾力性を有することで衝撃を吸収して膜削れを抑制する。よって、従来のキャリアに比べ、より長寿命化を図ることができる。これにより、長期間に渡り、トナー汲上量の安定化、すなわち品質の安定化を期待することができる。そこで、本画像形成装置においては、後述する指定法により、かかる磁性キャリアを用いるべき旨をユーザーに指定している。
【００４２】
図１２は、磁性キャリアを示す拡大模式図である。同図において、磁性キャリア５００の芯材としては、磁性材料であるフェライト５０１が用いられている。このフェライト５０１の表面は、アクリル等の熱可塑性樹脂とメラミン樹脂とを架橋させた樹脂成分に、帯電調整剤を含有させた表面層５０２で被覆されている。かかる表面層５０２は、弾力性と強い接着力とを兼ね備えている。表面層５０２には、その膜厚よりも大きい径の粒子、例えばアルミナ粒子５０３が分散せしめられている。従来の磁性キャリアは硬い表面層を徐々に削りながら長寿命を得るという思想の基で構成されていたのに対し、図示の磁性キャリア５００は表面層５０２が弾力性を発揮することで衝撃を吸収する。これにより、感光体２の膜削れを抑えることができる。また、表面層５０２にその膜厚よりも大きい径のアルミナ粒子５０３が分散されていることで、キャリア同士における表面掻き取り効果を高めて磁性キャリアへのトナーの固着を抑えることができる。このように、表面層５０２膜削れと表面へのトナー固着とを抑えることで、より長寿命化を図ることができる。
【００４３】
なお、体積平均粒径については、次のようにして測定することができる。即ち、コールターカウンター法による測定装置、例えば、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）によって測定することができる。具体的には、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。電解水溶液としては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）を用いることができる。得られた溶液に更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。そして、その溶液を超音波分散器で約１〜３分間分散処理し、上述した測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、粒子（トナーや磁性キャリア）の体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、体積平均粒径Ｄｍ、個数平均粒径Ｄｎを求めることができる。なお、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チャンネルを使用する。なお、Ｄｍ、Ｄｎはともに１万個あたりの平均である。
【００４４】
次に本発明の画像形成装置に使用されるトナーについて説明する。
６００Ｄｐｉ以上の微少ドットを再現するために、トナーの体積平均粒径は３〜８μｍが好ましい。体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）は１．００〜１．４０の範囲にあることが好ましい。（Ｄｖ／Ｄｎ）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。
トナーの形状係数ＳＦ−１は１００〜１８０、形状係数ＳＦ−２は１００〜１８０の範囲にあることが好ましい。図１３は、形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式（１）で表される。（（ａ））トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）  ・・・式（１）
ＳＦ−１の値が１００の場合トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。
また、形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式（２）で表される。（（ｂ））トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００／４πを乗じた値である。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）  ・・・式（２）
ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析して計算した。
トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体２との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体２との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、転写率が低下するため好ましくない。
【００４５】
本発明の画像形成装置に好適に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。
【００４６】
（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）；前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；前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）；前記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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
ポリエステルには、前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、前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（Ｒ，Ｒ，Ｒ’，Ｒ’−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。
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
（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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
（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。
【００５７】
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。
【００５８】
（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、現像スリーブ４２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。
【００５９】
（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。
（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、５ｎｍ〜２μｍであることが好ましく、特に５ｎｍ〜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５０ｎｍ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４０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。
【００６０】
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。
【００６１】
２）トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。
水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール（メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど）、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類（メチルセルソルブなど）、低級ケトン類（アセトン、メチルエチルケトンなど）などの有機溶媒を含むものであってもよい。
トナー材料液１００重量部に対する水系媒体の使用量は、通常５０〜２０００重量部、好ましくは１００〜１０００重量部である。５０重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。２００００重量部を超えると経済的でない。
また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、Ｒ−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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
前記の樹脂微粒子、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、Ｒ−シアノアクリル酸、Ｒ−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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
５）前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。
【００６９】
本発明に係るトナーの形状は略球形状であり、以下の形状規定によって表すことができる。
図１４は、本発明のトナーの形状を模式的に示す図である。図１４において、略球形状のトナーを長軸ｒ１、短軸ｒ２、厚さｒ３（但し、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３とする。）で規定するとき、本発明のトナーは、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）（（ｂ）参照）が０．５〜１．０で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）（（ｃ）参照）が０．７〜１．０の範囲にあることが好ましい。長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５未満では、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７未満では、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が１．０では、長軸を回転軸とする回転体となり、トナーの流動性を向上させることができる。
なお、ｒ１、ｒ２、ｒ３は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で、視野の角度を変えて写真を撮り、観察しながら測定した。
【００７０】
次に、実施形態に係る画像形成装置の各変形例について説明する。
（第１変形例）
第１変形例は、以下に特筆しない限り、その構成は実施形態に係る画像形成装置と同様である。図１５、図１６は、第１変形例における従動側回転部材と原動側回転部材とを示す拡大構成図である。現像装置４０のケーシング２４１の側面には、従動側回転部材をその軸線方向と直交する面方向に移動可能に保持するための保持部２４１ａが形成されている。この保持部２４１は、円筒状の形状になっており、その開口側の端部は、円状の開口に向けて突出している。この円筒状の保持部２４１の中に、従動側回転部材が収容されている。保持部２４１の円筒空間の直径が、従動側回転部材の直径よりも大きくなっていることで、保持部２４１内で従動側回転部材がその回転軸線方向と直交する面方向に遊動するようになっている。
この画像形成装置では、従動側回転部材の中央部に設けられた貫通穴に、これよりも小径の保持軸を挿入して、従動側回転部材をその回転軸線方向と直交する方向に遊動させる仕組みになっていた。これに対し、第１変形例では、かかる保持軸を設けていない。その代わりに、従動側回転部材の中央部に、原動側回転部材６０の駆動出力シャフト部２６１に挿入して係合せしめるための貫通穴２５６が設けられている。この駆動出力シャフト２６１は、従動側回転部材の貫通穴２５６にスムーズに係合せしめるために、係合する側の先端部に図１５に示すようなテーパ−を設け、根元側から先端側に向けて先細にしている。また、第１変形例では、実施形態に係る画像形成装置の原動側回転部材６０における爪の代わりに、駆動出力シャフト２６１に貫通して固定されたピン２６３を設けている。
現像装置４０が画像形成装置に装着されると、図１５に示すように従動側回転部材の貫通穴２５６と、原動側回転部材６０の駆動出力シャフト部２６１の先端部とが係合する。そして、併せて、従動側回転部材の２つの爪２５３と、駆動出力シャフト２６１に貫通して固定されているピン２６３とが引っかかることにより、両係合部が連結する。従動側回転部材の第１ギヤ２５２の端部構造と、原動側回転部材６０の駆動出力シャフト２６１とにより、軸継手が構成されているのである。この軸継手によって、駆動出力シャフト２６１の回転駆動力が第１ギヤ２５２に繋がれるのである。そして、第１ギヤ２５２に噛合っている不図示のローラギヤに回転駆動力が伝達されて、現像スリーブ４２が回転するのである。
【００７１】
図１７は、第１変形例における係合前の駆動出力シャフト及び従動側回転部材を現像装置４０の側板とともに示す拡大構成図である。また、図１８は、係合後の駆動出力シャフト及び従動側回転部材を現像装置４０の側板とともに示す拡大構成図である。また、図１９は、側板の保持部と従動側回転部材とを示す横断面図である。従動側回転部材は、駆動出力シャフト２６１に係合することによって固定されて、微妙な位置補正がされる。
第１変形例では、現像装置４０の側板２４１に、その側面から突出する上述の保持部２４１ａが形成されている。この保持部２４１ａは、円筒状の構造になっており、その内部に円筒空間を有している。この円筒空間の直径は、従動側回転部材の回転外周の直径よりも大きくなっている。従動側回転部材は、保持部２４１ａの円筒空間内に保持され、且つその回転方向に貫かれた貫通穴２５６に挿入される原動側回転部材６０の駆動出力シャフト２６１と係合する。なお、保持部２４１ａの円筒軸線方向の端部には、円筒内部に向けてリング状に突出する突出部Ａを設けている。この突出部Ａは、その内径が従動側回転部材の外周の直径よりも小さくなっており、円筒空間内の従動側回転部材を円筒空間内から脱落させない役割を担っている。従動側回転部材が保持部２４１ａの円筒空間内で円筒軸線方向に遊動したとしても、保持部２４１ａの突出部Ａに突き当たることで、円筒空間内からの脱落が阻止される仕組みである。
【００７２】
かかる従動側回転部材は、係合ギヤ２５２は、図１９に示すように、その回転外周面と、円筒空間との隙間により、少なくとも回転軸線方向と直交する平面内で移動可能に保持されている。そして、駆動出力シャフト２６１との係合に伴って駆動出力シャフト２６１の回転軸線に向かって移動して、位置補正が行われる。このように構成することにより、部品や設計の精度上の問題等から従動側回転部材と原動側回転部材６０との間で発生する微妙な軸心ズレを、従動側回転部材の移動で吸収することができる。そして、常に駆動出力シャフト２６１の回転中心により現像装置４０側の第１ギヤ２５２を回転させることができる。
保持部２４１ａの円筒空間の直径については、従動側回転部材の回転外周の直径よりも０．５〜１．０ｍｍ大きくしている。これにより、保持部２４１ａの円筒空間の内壁と、この中に保持される従動側回転部材との間に隙間を形成して、駆動出力シャフト２６１との係合に伴う従動側回転部材の回転軸線方向と直交する方向への遊動を可能にしている。
図１７、１８、１９に示した従動側回転部材は、その貫通穴２５６開口部として、シャフト入口側から出口側にかけて直径を変化させない円筒状のものを有している。かかる開口部に代えて、出口側に向けて小径になるテーパーを入口側に設けたものを採用してもよい。このような開口部では、係合前における従動側回転部材の貫通穴２５６の中心と、駆動出シャフト２６１の中心とが大きくずれていても、貫通穴２５６の幅広の入口に駆動出力シャフト２６１の先端を当て、駆動出力シャフト２６１を貫通穴２５６内にスムーズに進入させることができる。
【００７３】
（第２変形例）
第２変形例の構成は、以下に特筆しない限り、実施形態に係る画像形成装置と同様である。第２変形例では、画像形成部１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが、それぞれ、画像形成装置本体に対して一体的に着脱可能なプロセスユニット３０１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋになっている。各プロセスユニット３０１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、寿命到達時に交換される。
図２０は、第２変形例のプロセスユニットを示す拡大構成図である。同図に示すように、プロセスユニット３０１は、ドラム状の感光体３０２の回りに、現像装置３４０、帯電装置３３０、ドラムクリーニング装置３４８等を有している。これらは、共通の支持体たるケーシングに支持されて、画像形成装置本体に対して、１つのユニットとして一体的に着脱される。
図２１は、プロセスユニットと、画像形成装置本体側板とを示す平断面図である。プロセスユニット３０１の感光体３０２のドラム中心には、画像形成装置本体側板３７０に回転自在に支持されるドラム駆動シャフト３７１を挿入するためのシャフト穴が設けられている。このドラム駆動シャフト３７１は、感光体３０２のシャフト穴に挿入されない根元側の箇所の回転周面から突出するピン３７１ａを有しており、これを感光体３０２の突起３０２ａに引っ掛けながら回転することで、感光体３０２回転駆動力を伝達する。
ドラム駆動シャフト３７１の後端部には、ドラム駆動ギヤ３７２が固定されており、これには、中継ギヤ３７３や第２駆動出力ギヤ３７４が噛み合っている。中継ギヤ３７３には、ドラム駆動ギヤ３７２の他に、駆動ギヤ３６９が噛み合っており、この駆動ギヤ３６９は更に第１駆動出力ギヤ３６６と噛み合っている。
駆動ギヤ３６９は、図示しないモータによって回転駆動せしめられる最上流側のギヤであり、これが各種のギヤに回転駆動力を伝達する。この駆動ギヤ３６９の図中右側方には、原動側回転部材６０が回転可能に配設されており、その第１駆動出力ギヤ３６６を駆動ギヤ３６９に噛み合わせている。駆動出力ギヤ３６６は、第１駆動出力軸の後端部に固定されており、第１駆動出力軸３６０の先端には原動側係合部３６２が固定されている。
【００７４】
原動側係合部３６２は、現像装置３４０の２つのスクリュー３４３，３４４や現像スリーブ３４２に回転駆動力を送るためのものである。現像装置３４０は、原動側回転部材の原動側係合部３６２と係合する従動側回転部材を有している。原動側回転部材、従動側回転部材は、それぞれ、実施形態に係る画像形成装置のものと同様の構成になっている。従動側回転部材が原動側経典部材との係合に伴って位置補正されることで、両者の軸心ズレが解消される仕組みである。
従動側回転部材の第１ギヤ３５２には、第１スクリューギヤ３７５や第２スクリューギヤ３７６が噛み合っている。第１スクリューギヤ３７５、第２スクリューギヤ３７６は、第１搬送スクリュー３４３、第２搬送スクリュー３４４の端部に固定されている。原動側回転部材からの回転駆動力が、第１ギヤ３５２を介して、第１スクリューギヤ３７５、第２スクリューギヤ３７６に伝達されることで、第１搬送スクリュー３４３、第２搬送スクリュー３４４が回転する。第１スクリューギヤ３７５には、更に、ローラギヤ３５１が噛み合っており、これに回転駆動力が伝達されることで、現像スリーブ３４２が回転する。
最上流側の駆動ギヤ３９６の回転駆動力は、中継ギヤ３７３、ドラム駆動ギヤ３７２、第２原動側回転部材の第２駆動出力ギヤ３７４に順次伝達されていく。第２駆動出力ギヤ３７４は、第２駆動出力軸３７７の後端部に固定されており、第２駆動出力軸３７７の先端には原動側回転係合部３７８が固定されている。
第２原動側回転部材の第２係合部３７８は、ドラムクリーニング装置３４８の回収スクリュー３７８に回転駆動力を送るためのものである。現像装置３４０は、第２係合部３７８と係合する第２従動側回転部材も有しており、これには第３ギヤ３８０が形成されている。第２原動側回転部材、第２従動側回転部材は、それぞれ、実施形態に係る画像形成装置の原動側回転部材、従動側回転部材と同様の構成になっている。第２従動側回転部材が、第２原動側回転部材との係合に伴って位置補正されることで、両者の軸心ズレが解消される仕組みである。
【００７５】
以上の構成の本画像形成装置においては、第１の原動側回転部材と第１の従動側回転部材との軸心ズレに起因する現像スリーブ３４２の回転速度変動の他に、次の速度変動も解消することができる。即ち、この軸心ズレに起因する第１搬送スクリュー３４３や第２搬送スクリュー３４４の回転速度変動である。更には、第２原動側回転部材と第２従動側回転部材との軸心ズレに起因する回収スクリュー３７９の回転速度変動を解消することもできる。
【００７６】
（第３変形例）
図２２は、第３変形例における感光体とリボルバ現像ユニットとを示す概略構成図である。感光体６０２の図中左側方に配設されたリボルバ現像ユニット６００は、回転軸を中心にして図中時計回りに回転する支持体に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の４つの現像装置６００，Ｍ，Ｃ，Ｋを支持している。支持体が回転軸を中心にして図中時計回りに回転することで、これら現像装置６００Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが回転軸を中心にして公転する。そして、９０°、１８０°、２７０°、３６０°回転する毎に、現像装置６００Ｍ、Ｃ、Ｋ、Ｙが感光体６０２に対向する現像位置にセットされる。感光体６０２には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像が順次形成され、これらが現像装置６００Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによって順次Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像に現像される。現像されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像は、図示しない中間転写ベルト上に順次重ね合わせて転写される。この重ね合わせの転写によって中間転写ベルト上に形成された４色トナー像は、図示しない領域で転写紙Ｐに一括転写される。
４つの現像装置６００Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ現像位置に移動すると、図示しない駆動受入ギヤを、画像形成装置本体側に回転自在に固定された駆動出力ギヤに噛み合わせる。これにより、現像スリーブや攪拌部材に対する駆動伝達が行われるようになる。現像装置６００Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの駆動受入ギヤは、これが固定されている軸を現像スリーブと供給する仕組みになっている。第３変形例においては、駆動受入ギヤの画像周波数を０．７２歯以上に設定している。よって、駆動出力ギヤと駆動受入ギヤとの歯の触れ合いに起因する現像スリーブの回転速度変動を抑えて、現像濃度ムラを視認できなくなる程度に留めることができる。
【００７７】
（第４変形例）
図２３は、第４変形例における転写装置と画像形成装置本体側板とを示す平断面図である。この転写装置４１１は、各種ローラを支持体４１８によって回転自在に支持しており、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されている。支持体４１８に回転自在に支持されながら、図示しない２つの張架ローラとともに紙搬送ベルト４１２を張架している駆動ローラ４１３は、後述する駆動伝達系によって回転駆動されることで、表面移動体たる紙搬送ベルト４１２を無端移動せしめる。
駆動ローラ４１３の軸部材４１３ａの一端側は支持体４１８から大きく突出しており、その突出している箇所に駆動ローラギヤ４８１が固定されている。また、その突出している箇所の先端は、画像形成装置本体側板４７０に設けられた位置決め用軸受けに挿入される。これにより、転写装置４１１は、駆動ローラ４１３を基準にして、画像形成装置本体ひいては各感光体に対する位置決めがなされる。
駆動ローラギヤ４８１は、支持体４１８に保持される従動側の回転係合部たる転写係合ギヤ４８２に噛み合っている。そして、この転写係合ギヤ４８２は、画像形成装置本体側板４７０から突出している原動側の転写回転係合部４８３と嵌合する。これら転写回転係合部４８３、転写係合ギヤ４８２は、それぞれ、実施形態に係る画像形成装置の原動側回転部材６２、従動側回転部材５２、５３及び５５と同様の構成になっている。転写係合ギヤ４８２が、転写回転係合部４８３との嵌合に伴って位置補正されることで、両者の軸芯ズレが解消される仕組みである。
転写係合ギヤ４８２は、駆動出力軸４８５の一端部に固定されており、駆動出力軸４８５のもう一端部には駆動出力ギヤ４８４が固定されている。この駆動出力ギヤ４８４が最上流側の駆動ギヤ４８６と噛み合うことで、駆動ギヤ４８６の回転駆動力が、駆動出力ギヤ４８４、転写回転係合部４８３、転写係合ギヤ４８２、駆動ローラギヤ４８１、駆動ローラ４１３に順次伝達される。
【００７８】
かかる構成の第４変形例では、転写回転係合部４８３との嵌合に伴って転写係合ギヤ４８４が回転軸方向と直交する方向に移動して位置補正されることで、両者の軸芯ズレに起因する駆動ローラ４１３の回転速度変動を解消する。そして、これにより、駆動ローラ４１３の回転速度変動による紙搬送ベルト４１２の無端移動速度変動に起因するトナー像の転写位置ズレを抑えることができる。
第４変形例では、次のようにして現像濃度ムラを引き起こすおそれがある。即ち、まず、転写手段たる転写装置４１１において、駆動ローラギヤ４８１と転写係合ギヤ４８１との噛み合いによる振動が発生する。この振動が、軸部材４１３ａ、画像形成装置本体側板４７０、図示しない現像スリーブ軸を介して順次現像スリーブに伝わったり、駆動ローラ４１３から紙搬送ベルト４１２を介して感光体２に伝わったりして、現像濃度ムラが引き起こされるのである。
そこで、感光体２が１ｍｍ表面移動する間における転写装置４１１の駆動伝達ギヤ列内の駆動ローラギヤ４８１及び転写係合ギヤ４８１の回転軌道上の移動歯数を、それぞれ０．７２歯以上に設定している。かかる設定により、両ギヤの噛み合いによって発生する振動が感光体に伝播することに起因する現像濃度ムラを有効に抑えることができる。
【００７９】
（第５変形例）
図２４は、第５変形例の現像装置における駆動伝達ギヤ列を示す模式図である。この駆動伝達ギヤ列は、図示しない保持軸によって回転軸線方向と直交する平面内に移動可能に保持される従動側回転部材の第１ギヤ５５２と、図示しない現像スリーブ軸に固定されたローラギヤ５５１との間に、中継ギヤユニット５５６が介在している。この中継ギヤユニット５５６は、ローラギヤ５５１に噛み合う小径ギヤ５５７と、これよりも径の大きな大径ギヤ５５８とが、互いに同じ回転軸線上で回転するように一体形成された２段ギヤとなっている。第１ギヤ５５２によって受け入れられた回転駆動力は、大径ギヤ５５８、小径ギヤ５５７、ローラギヤ５５１に順次伝わって、図示しない現像スリーブを回転させる。大径ギヤ５５８、小径ギヤ５５７、ローラギヤ５５１は、それぞれ、第１ギヤ５５２よりも駆動伝達方向の下流側で駆動を伝達する下流ギヤとして機能する。
かかる構成の第５変形例においては、第１ギヤ５５２、大径ギヤ５５８、小径ギヤ５５７、ローラギヤ５５１のそれぞれについて、感光体２が１ｍｍ表面移動する間におけるギヤ回転軌道上の移動歯数を０．７２歯以上に設定している。
【００８０】
なお、実施形態や各変形例で説明した画像形成装置は、本発明が適用可能な装置の一例であり、本発明に係る画像形成装置はこれらに限定されるものではない。また、実施形態や各変形例では、それぞれギヤとしてモジュールが０．８又は０．６であるものを使用している。
【００８１】
以上、実施形態に係る画像形成装置においては、現像装置がプロセスユニットとして画像形成装置本体に着脱可能に支持されているので、現像装置を容易に交換することができる。また、原動側回転部材の回転軸線方向の一端部に形成された原動側係合部６２に対してその回転軸線方向に突き合わされて係合することで回転する従動側係合部を有している。かかる構成では、原動側回転部材と従動側回転部材とをほぼ同一軸線上に並べて両者間で駆動を伝達することができる。更には、駆動伝達ギヤ列内の各ギヤのうち、駆動源たる駆動モータからの回転駆動力が最初に伝達される第１ギヤ５２が、従動側係合部たる凸部５５に一体的に形成されてそれと同じ回転軸線で回転するようになっている。かかる構成では、第１ギヤ５２からこれよりも下流側にある下流ギヤであるローラギヤ５１へと駆動を伝達することで、第１ギヤ５２の回転軸とは異なる軸線上で現像スリーブを回転させることができる。
また、実施形態に係る画像形成装置においては、現像装置が従動側係合部５３、５５及び第１ギヤ５２を少なくともその回転軸線方向と直交する平面内で移動可能に保持する保持体たる保持軸５４を有し、従動側係合部及び第１ギヤ５２が、それぞれ従動側係合部と原動側係合部との係合に伴って自らの回転軸線を原動側回転部材の回転軸線に近づけるように移動する。これにより、原動側回転部材と従動側回転部材との軸心ズレによる現像スリーブの回転速度変動を解消することができる。
また、実施形態に係る画像形成装置においては、第１ギヤ５２とこれに噛み合う下流ギヤであるローラギヤ５１とが、負転位をされているものである。かかる構成では、上述した理由により、現像装置の装着によって第１ギヤ５２が原動側の軸心に近づく移動をした結果、第１ギヤ５２とローラギヤ５１との軸間距離が設定値よりも狭くなったとしても、両ギヤ間での歯底当たりによる現像スリーブの大きな速度変動を解消することができる。
また、実施形態に係る画像形成装置においては、像担持体たる感光体と、現像スリーブとが互いに０．１〜０．４ｍｍの現像間隔を介して対向するように配設される。かかる構成では、上述した理由により、ざらつき感がなく、ドット再現性に優れた画像を形成することができる。
【実施例】
【００８２】
感光体を有し、固定マグネットローラを内包する現像スリーブにより二成分の現像剤を搬送および現像する画像形成装置を用いて実験を行った。
実験条件は、以下の表２に示すとおりである。
【表２】
2006343358.tif 000004
【００８３】
本発明の画像形成装置が備える現像条件、二成分現像剤を前記条件から、画像の地かぶりについて評価した。感光体電位に対する現像バイアスを印加したときの、地肌部となる背景部の汚れとなるトナーの個数を観察した。
図２５は、現像バイアスとトナー付着個数の関係を示すグラフである。
実施例１ないし４、比較例１及び２から、ＡＣ重畳印加方式のほうが、ＤＣ電圧印加方式よりもトナー濃度を薄くして地汚れトナーの総量を少なくしているにもかかわらず、地汚れ量は格段に多い。これはＤＣ電圧印加方式が、現像スリーブから像担持体へ１方向で移動して付着するのに対して、ＡＣ重畳印加方式は、ＡＣ周波数に応じて、現像スリーブと感光体２との間の移動を繰り返すうちに非画像部に飛散して地汚れ量を増加させている。実施例１は特に地汚れが良いが、これはキャリア粒径が他の実施例に比べて小さくトナーへの摩擦帯電能力が粒径の大きいキャリアより高いためと推定される。キャリア粒径が小さいほど、同一の重量におけるキャリアの表面積が増加し、結果トナーのキャリアへの接触確率が高まることから、トナーの帯電が安定化し、地汚れトナーの総量が少なくなるからと予測される。
【００８４】
次に、トナー濃度を７％に統一した場合の現像能力である。現像剤の現像特性の評価では、トナー濃度は非常に重要な因子であるので、トナー濃度をあわせる。ここでは、実験時のトナー濃度はあらかじめ実験用画像形成装置での強制補給モードで現像剤をそのトナー濃度にあわせたあと、そのトナー濃度での現像能力評価を行っている。
図２６は、現像能力評価結果である現像バイアスに対するトナー付着量の関係を示すグラフである。縦軸の付着量は、吸引治具で単位面積あたりの現像トナーを感光体上から採取してその重さを電子天秤で測定しても良いし、実験用が像形成装置に備わる光学式濃度センサによって感光体上の付着トナーの濃度測定値である出力電圧を相応のトナー量相関データで変換して表しても良い。
図２６から明らかなように、実施例１〜４はＤＣのみの比較例に比して同一の現像ポテンシャル（＝潜像露光部電位−ＤＣバイアス電位）に対して単位面積あたりのトナー付着量が増加しており、現像能力が、ＡＣ＋ＤＣ現像に近づいている。
【００８５】
更に前記実験結果をトナー濃度がより低い５％を基準に検証を行ってみた。但し、キャリア粒径でトナーに対する摩擦帯電性能が異なることから帯電量をキャリア粒径に関わらず同程度とすべく、３５μｍキャリアのみトナー濃度を７％とした。
図２７は、現像能力評価結果である現像バイアスに対するトナー付着量の関係を示すグラフである。
現像能力が限界に近い状態である付着量が０．４５ｍｇ／ｃｍ２に至る現像ポテンシャルはトナー濃度が７％の時に比べて若干高出力である必要があるが、この条件においては実施例１、４の条件はほぼＡＣ＋ＤＣ現像と同等の現像能力を発揮できる。
また、図２７から明らかなように、現像能力の指標である単位面積あたりのトナー付着量は、ある現像ポテンシャル以上は限界に近い状態になるために付着しなくなる。トナー濃度５％の条件では、線速比１．９と２．０の条件でほぼ同等であり、記載はしていないが２．１の条件でも向上することは無かった。一方、線速比を高くするほど、磁気ブラシの感光体への摺擦回数は増えることになり、スキャベンジ作用による白抜けを誘発することになる。よって線速比は２．０以下としている。
【００８６】
図２８は、現像能力評価結果である現像の主磁極の角度Ｒと白抜け量の関係を示すグラフである。図２８の結果からわかるように、現像の主磁極の角度Ｒを０°、２°、６°と傾けることで、一般的に現像能力は低下する方向であるものの、白抜け量に関しては良い結果となった。現像の主磁極の角度Ｒを２°以上にすることにより、トナー濃度５〜７．５ｗｔ％では白抜け量が目標値である５以下を満たしており、白抜けの改善効果が得られた。特に、現像の主磁極の角度６°近辺では、トナー濃度５〜９ｗｔ％の範囲で白抜け量の改善効果が顕著に見られた。
通常現像能力を最大限に確保するために現像の主磁極角度Ｒは０°にすることが多い。そのため現像の主磁極角度を感光体に対して傾けることはあまりやらない。しかしながら本実験結果によると、現像の主磁極の角度Ｒを６°傾けることによる現像能力の低下はそれほどではなく、画像に影響を与えるほどではなかった。逆に白抜けの改善効果が顕著に見られた。現像ギャップにおいて、感光体に接触する現像剤の穂立ちの角度が寝るために、穂立ちが感光体上のすでに現像されたトナーを物理的に掻き取るスキャベンジ力が低下するためと考えられる。また、感光体に接触する現像剤の穂立ちの角度が寝て、感光体に接触する穂立ちの単位時間当たりの面積が増加するために、エッジ効果によって現像ポテンシャルが低下した領域にも良好な現像を行えるようになったためと考えられる。一方、現像の主磁極角度Ｒを９°にして同様に実験したところ、現像ギャップにおいて穂立ちの角度が寝すぎたために感光体に対して十分に接触しなくなり、その結果現像不良となった。
工場での大量生産時の歩留まりを考慮すると現像の主磁極の角度Ｒの角度公差は±２°程度を許容する必要がある。この観点で再度の検証実験を行った。磁気ブラシの摺擦力が高く、白抜けし易いと考えられる感光体と現像スリーブの線速比２．０の条件において０°、３．５°、６°、８．５°、９°の５水準で実験した。図２９に検証結果を示す。これよりＲが３．５°、６°、８．５°の範囲でエッジ効果による白抜け量はトナー濃度が高くなっても７のやや悪い程度で収まっている。したがって量産品のばらつきである６°±２．５°の範囲における画像形成ならば白抜けは許容できるものと判断する。尚、９°では現像不良が発生したためプロットはせず、また、Ｒが０°のときはトナー濃度によってはエッジ効果による白抜けが許容できないレベルとなり、また感光体上へのキャリア飛散による転写時の白抜けも発生していた。
なお、白抜け量の測定は以下の方法で行う。使用測定器はＨＥＩＤＥＲＢＥＲＧ社製ＮＥＸＳＣＡＮ  Ｆ５１００を用いる。取り込み条件は解像度１２００ｄｐｉで行う。サンプルは１枚中で画像濃度を振っている白抜け量測定チャートを用いる。ベタ部ＩＤは１．５程度、ハーフトーン部ＩＤは０．５程度であることが測定条件である。所望の画像濃度を得るために現像ポテンシャルを変化させる場合もある。転写紙は特に規定しない。得られる白抜け量は白抜けが発生している面積の積分値である。本発明で課題となっている白抜けは画像先端部で顕著であるため、画像先端部の白抜け量を比較する。白抜け量の目標値は自他社機の実力を踏まえて５以下とする。白抜け量が５以下であれば白抜けは目視で確認できるものの、それほど問題とならないレベルである。白抜け量と目視評価との関係は、以下の通りである。白抜け量１以下：白抜け確認できず。白抜け量１以上５以下：白抜けがあることが分かる程度で、問題とならないレベル。白抜け量５以上８以下：白抜け０．５ｍｍ程度あり、やや悪いレベル。白抜け量８以上：白抜け０．５ｍｍ以上あり、非常に悪いレベル。
【００８７】
また、図３２は、現像間隔や感光体と現像ローラとの線速比に対する現像能力の測定を行った結果を示すグラフである。現像能力の測定方法は、以下の通りである。一般的に現像能力は感光体上の現像付着量を現像バイアスに対する傾き、いわゆる現像γで表すことが多い。５ｃｍ２程度のベタパッチが画像中に点在しているチャートを用い、トナーが感光体上に現像されたタイミングで感光体を強制停止させ、感光体上に残ったベタ部をサックイン法により吸引し、重量を測定する。横軸に現像バイアスを、縦軸に単位面積あたりの感光体付着量をとり（単位はｍｇ／ｃｍ２）、その傾きが現像γと呼ばれる。現像γが大きいほうが現像能力が高いことを示している。現像γは、いくつ以上あればいいという閾値は特に設けていないが、１．５を下回ると、トナー濃度を高くしたり、線速比を大きくしたりといった現像条件変更でも現像能力を補えないほど現像能力が低くなる。よって、現像γは、１．５以上を推奨する。
図３２の結果から、現像間隔Ｇｐが狭いほど現像γが高くなっていることがわかる。現像ギャップ０．５０ｍｍでは線速比を２．０まで上げても現像γ１．５を達成できない。よって、現像γ１．５以上を得るためには、現像間隔Ｇｐは０．４５ｍｍ以下であること好ましい。しかし、現像間隔Ｇｐが狭くなると、現像の穂立ちの感光体へのあたりが強くなり、感光体フィルミングの悪化につながる。また組み付け時の公差振れ幅を小さくする必要が出てくるが、現像間隔Ｇｐの組み付け公差を狭めるには製造コストがそれにつれて増大するために、実質０．２０ｍｍ程度が下限であると認識されている。また、図８の結果から、線速比が上がるほど現像γが高くなっていることがわかる。よって、現像間隔Ｇｐ０．４５ｍｍ以下で現像γ１．５以上を達成するためには、線速比は１．７以上、大量生産に対するばらつき余裕度を考慮すれば１．８以上がより好ましい。しかし、線速比が上がるほど副作用で後端かすれやタテヨコライン比の悪化が発生するため、現実問題として線速比２．０が上限である。逆に、現像間隔Ｇｐが狭ければ線速比に対して現像γが大きくなり、線速比を上げなくとも現像γ１．５を得ることが可能となる。
【００８８】
なお、感光体の線速を１５０ｍｍ／ｓｅｃ及び２０５ｍｍ／ｓｅｃにし、感光体と現像ローラとの線速比を１．５、１．８、２．０と振った結果からも、線速比１．７以上が好ましいことが確認された。また、交流バイアス現像方式による現像方式により同じ現像条件で線速比振り実験を行ったところ、現像能力が高いため線速比１．５〜２．０で高い現像能力が得られることが確認された。以上、本発明の画像形成装置では、現像磁極Ｓ１による磁界の半値幅中心線Ｌ１が、感光体の回転中心と現像スリーブの回転中心とを結ぶ線分Ｌ２よりも下方にある。よって、現像剤の飛散、及び白抜け等の異常画像の発生を低減させることができる。また直流バイアス現像方式を採用した場合においても、現像能力向上のための現像条件において副作用的に発生する、現像剤の飛散及びエッジ効果による白抜けを低減させることができる。
本発明の画像形成装置では、現像磁極Ｓ１による磁界の半値幅中心線Ｌ１と、感光体１０の回転中心と現像スリーブの回転中心とを結ぶ線分ｌ２とがなす現像磁極角度Ｒが２°〜８．５°である。この現像磁極角度Ｒが２°より小さいと、現像剤飛散抑制効果が小さく、また現像ギャップでの現像剤の穂のトナー掻き取り能力が強く、白抜け画像を発生させてしまう。現像磁極角度Ｒが８．５°を超えると、現像不良となり画像濃度ムラが発生してしまう。
本発明の画像形成装置では、現像剤受け止め部材として入り口シール３０を備えているので、例え現像スリーブから離脱した現像剤が下方に落下しても、装置本体１内が汚染されない。本発明の画像形成装置では、粒径が均一な重合トナーを用いているため、高画質化を図ることが可能である。本実施形態に係るプリンタは、以下に挙げる現像条件の組み合わせより、低コストな直流バイアス印加方式を搭載しても、高画質な画像を得ることが可能となる。現像ギャップは０．２５〜０．４５ｍｍが好ましい。感光体１０の線速Ｖｐと現像スリーブの線速Ｖｓとの比（Ｖｓ／Ｖｐ）が１．７〜２．０であることが好ましい。また、本発明の画像形成装置では、以下に挙げる条件で示されるトナーを用いることにより、小粒径で、粒径分布がシャープで、かつ略球形状のトナーを得ることができ、画質の向上や異常画像の発生の余裕度向上を図ることができる。体積平均粒径は３μｍ以上８μｍ以内で、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）は１．００〜１．４０であることが好ましい。形状係数ＳＦ−１は１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２は１００〜１８０であることが好ましい。また、トナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーであることが好ましい。トナーの形状は長軸ｒ１、短軸ｒ２、厚さｒ３で規定され、長軸ｒ１と短軸ｒ２との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０であり、厚さｒ３と短軸ｒ２との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０であることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図２】画像形成部の概略構成を示す拡大図である。
【図３】本発明の画像形成装置における現像装置、本体の側板とともに示す拡大構成図である。
【図４】本発明の画像形成装置に装着される最中の現像装置と、画像形成装置本体の側板とを示す拡大構成図である。
【図５】（ａ）は、従動側回転部材を示す拡大斜視図であり、（ｂ）は、原動側回転部材の原動側係合部を示す拡大斜視図である。
【図６】従動側回転部材と原動側回転部材の側面図、これの噛み合わせた状態の断面図である。
【図７】明度振幅と画像周波数との関係を示すグラフである。
【図８】明度振幅と画像周波数との関係を示すグラフである。
【図９】現像装置の内部構成を示す構成図である。
【図１０】マグネットローラの磁束密度分布の波形図である。
【図１１】本発明の画像形成装置の他の構成を示す概略図である。
【図１２】本発明の画像形成装置の他の構成で、拡大した画像形成部の構成を示す概略図である。
【図１３】発明の画像形成装置の他の構成で、拡大した画像形成部と感光体との関係を示す概略図である。
【図１４】磁性キャリアを示す拡大模式図である
【図１５】形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。
【図１６】本発明のトナーの形状を模式的に示す図である。
【図１７】第１変形例における従動側回転部材と原動側回転部材とを示す拡大構成図である。
【図１８】第１変形例における係合前の駆動出力シャフト及び従動側回転部材を現像装置の側板とともに示す拡大構成図である。
【図１９】第１変形例における係合前の駆動出力シャフト及び従動側回転部材を現像装置の側板とともに示す拡大構成図である。
【図２０】係合後の駆動出力シャフト及び従動側回転部材を現像装置の側板とともに示す拡大構成図である。
【図２１】側板の保持部と従動側回転部材とを示す横断面図である。
【図２２】第２変形例のプロセスユニットを示す拡大構成図である。
【図２３】プロセスユニットと、画像形成装置本体側板とを示す平断面図である。
【図２４】第３変形例における感光体とリボルバ現像ユニットとを示す概略構成図である。
【図２５】第４変形例における転写装置と画像形成装置本体側板とを示す平断面図である。
【図２６】第５変形例の現像装置における駆動伝達ギヤ列を示す模式図である。
【図２７】現像バイアスとトナー付着個数の関係を示すグラフである。
【図２８】現像能力評価結果である現像バイアスに対するトナー付着量の関係を示すグラフである。
【図２９】現像能力評価結果である現像バイアスに対するトナー付着量の関係を示すグラフである。
【図３０】現像能力評価結果である現像の主磁極の角度Ｒと白抜け量の関係を示すグラフである。
【図３１】現像能力評価結果である現像の主磁極の角度Ｒと白抜け量の関係を示すグラフである。
【図３２】現像間隔や感光体と現像ローラとの線速比に対する現像能力の測定を行った結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９０】
１      画像形成部
２      感光体（像担持体）
４０    現像装置
４１    ケーシング（筺体）
４２    現像スリーブ（現像剤担持体）
５１    ローラギヤ（第２ギヤ）
５２    第１ギヤ（従動側回転部材の一部）
５３    凹部（従動側回転部材や従動側係合部の一部）
５５    爪（従動側回転部材や従動側係合部の一部）
６０、１６０    原動側回転部材
６２    原動側係合部
３０１    プロセスユニット
【図１】
2006343358.tif 000005
【図２】
2006343358.tif 000006
【図３】
2006343358.tif 000007
【図４】
2006343358.tif 000008
【図５】
2006343358.tif 000009
【図６】
2006343358.tif 000010
【図７】
2006343358.tif 000011
【図８】
2006343358.tif 000012
【図９】
2006343358.tif 000013
【図１０】
2006343358.tif 000014
【図１１】
2006343358.tif 000015
【図１２】
2006343358.tif 000016
【図１３】
2006343358.tif 000017
【図１４】
2006343358.tif 000018
【図１５】
2006343358.tif 000019
【図１６】
2006343358.tif 000020
【図１７】
2006343358.tif 000021
【図１８】
2006343358.tif 000022
【図１９】
2006343358.tif 000023
【図２０】
2006343358.tif 000024
【図２１】
2006343358.tif 000025
【図２２】
2006343358.tif 000026
【図２３】
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【図２４】
2006343358.tif 000028
【図２５】
2006343358.tif 000029
【図２６】
2006343358.tif 000030
【図２７】
2006343358.tif 000031
【図２８】
2006343358.tif 000032
【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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