(57)【要約】【課題】  現像剤中の低帯電トナーや逆極トナーの発生が抑制される画像形成装置を提供する。【解決手段】  像保持体と並んだ、表面電位が像保持体の表面電位とは独立な独立部材；像保持体および独立部材の双方に隣り合った、現像剤を像保持体に面した現像領域および独立部材に面した対向領域へと搬送する現像ロールと、現像ロールに隣り合い、現像剤を第１方向に搬送する第１収容部と、第１収容部に隣接し、両端に、第１収容部との間で現像剤が移動する、現像剤を第１方向とは逆の第２方向に搬送する第２収容部と、第２収容部にトナーを供給するトナー供給部と、トナー供給部が第２収容部へトナーを供給する供給位置の変更を指示されて、供給位置を第２方向に沿う方向に変更する供給位置変更機構とを有する現像装置；および第２収容部へのトナーの供給量に応じた位置への供給位置の変更を供給位置変更機構に指示する変更指示部；を備えた。【選択図】        図２
2011008024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に像が形成されて該像を保持する像保持体；
前記像保持体の表面に静電的な潜像を形成する潜像形成部；
トナーを内部に収容したトナー収容部；
前記潜像形成部によって潜像が形成される面の広がる方向に前記像保持体と並んだ、該表面の電位が該像保持体の表面電位とは独立な独立部材；
前記像保持体表面に形成された潜像に帯電トナーを付着させてトナー像を形成する、該帯電トナーを含んだ現像剤を内部に収容したものであって、
前記像保持体および前記独立部材の双方に隣り合った、該像保持体および該独立部材とは電位差を有する、表面に前記現像剤を保持して回転することで該現像剤を、該像保持体に面した現像領域および該独立部材に面した対向領域へと搬送する現像ロールと、該現像ロールに隣り合い該現像ロールの回転軸に沿って延びた、内部に前記現像剤を収容して該現像剤を該現像ロールに供給する、収容した現像剤を攪拌しつつ該回転軸に沿って、前記独立部材から遠い方から該独立部材に近づく方へと向かう第１方向に搬送する第１収容部と、該第１収容部に隣接し該第１収容部に並んで延びた、両端に、該第１収容部との間で現像剤が移動する移動口が設けられた、内部に前記現像剤を収容しトナーが供給されて該現像剤と該トナーを攪拌して混合しつつ前記第１方向とは逆の第２方向に搬送する第２収容部と、前記トナー収容部から該第２収容部に該トナーを供給するトナー供給部と、該トナー供給部が該第２収容部へトナーを供給する供給位置の変更を指示されて、該供給位置を該第２方向に沿う方向に変更する供給位置変更機構とを有する現像装置；および
前記第２収容部への前記トナーの供給量に応じた位置への前記供給位置の変更を前記供給位置変更機構に指示する変更指示部；
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記独立部材に電位を付与することで、該独立部材と前記現像ロールとの間に、該現像ロールと前記像担持体との間の電位差よりも大きい電位差と、該現像ロールと該像担持体との間の電界の向きと同じ向きの電界とを生じさせる第１電位付与部を備えたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記独立部材に電位を付与することで、該独立部材と前記現像ロールとの間に、該現像ロールと前記像担持体との間の電界の向きとは逆向きの電界を生じさせる第２電位付与部を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記独立部材に第１の電位を付与することで、該独立部材と前記現像ロールとの間に、該現像ロールと前記像担持体との間の電位差よりも大きい電位差と、該現像ロールと該像担持体との間の電界の向きと同じ向きの電界とを生じさせる第１電位付与部と、該独立部材に第２の電位を付与することで、該独立部材と該現像ロールとの間に、該現像ロールと該像担持体との間の電界の向きとは逆向きの電界を生じさせる第２電位付与部とを兼ねた、前記第１の電位と前記第２の電位との切換が自在な電位付与部を備えたことを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記独立部材が、ロール状の外形を有し、回転しながら周面に、前記対向領域に搬送されてきた現像剤から前記帯電トナーを吸着するものであることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記変更指示部は、前記潜像形成部によって形成される潜像の像密度に応じて、該像密度が高いほど前記第２方向における上流側への前記供給位置の変更を指示するものであることを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記変更指示部は、前記トナー供給部から前記第２収容部への前記トナーの供給の頻度に応じて、該頻度が高いほど前記第２方向における上流側への前記供給位置の変更を前記供給位置変更機構に指示するものであることを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記変更指示部は、予め決められた時間当たりの、前記トナー供給部が前記トナーを供給する供給時間に応じて、該供給時間が長いほど前記第２方向における上流側への前記供給位置の変更を前記供給位置変更機構に指示するものであることを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記トナー供給部が、前記第２収容部中の、前記第２方向に沿った複数の箇所それぞれに達する複数の供給路を有し、該複数の供給路それぞれで該複数の箇所それぞれに該トナーを供給するものであり、
前記供給位置変更機構が、前記複数の供給路それぞれを開閉する複数の開閉器を有し、指示に応じた開閉器を開閉するものであり、
前記変更指示部が、前記供給位置の変更の指示として、前記供給位置変更機構に、前記複数の開閉器のうち、前記第２収容部への前記トナーの供給量に応じた開閉器を指示するものであることを特徴とする請求項１から８のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記トナー供給部が、前記第２収容部中の、前記第２方向に沿った複数の箇所それぞれに達する複数の供給路と、該複数の供給路それぞれの内部に設けられて前記トナーを該供給路に沿って該複数の箇所それぞれに搬送する複数の搬送機構とを有するものであり、
前記供給位置変更機構が、前記複数の搬送機構のうち指示に応じた搬送機構を駆動するものであり、
前記変更指示部が、前記供給位置の変更の指示として、前記供給位置変更機構に、該複数の搬送機構のうち、前記第２収容部への前記トナーの供給量に応じた搬送機構を指示するものであることを特徴とする請求項１から８のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置に組み込まれる現像装置には、収容槽内を現像ロールに隣接した第１収容室と、この第１収容室に隣接した第２収容室とに仕切って、これら第１収容室および第２収容室の相互間で現像剤を撹拌しながら移動させるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２０４１０５号公報  （第５図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、現像剤中の低帯電トナーや逆極トナーの発生が抑制される画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る画像形成装置は、
表面に像が形成されてこの像を保持する像保持体；
上記像保持体の表面に静電的な潜像を形成する潜像形成部；
トナーを内部に収容したトナー収容部；
上記潜像形成部によって潜像が形成される面の広がる方向に上記像保持体と並んだ、この表面の電位がこの像保持体の表面電位とは独立な独立部材；
上記像保持体表面に形成された潜像に帯電トナーを付着させてトナー像を形成する、この帯電トナーを含んだ現像剤を内部に収容したものであって、
上記像保持体および上記独立部材の双方に隣り合った、この像保持体およびこの独立部材とは電位差を有する、表面に上記現像剤を保持して回転することでこの現像剤を、この像保持体に面した現像領域およびこの独立部材に面した対向領域へと搬送する現像ロールと、この現像ロールに隣り合いこの現像ロールの回転軸に沿って延びた、内部に上記現像剤を収容してこの現像剤をこの現像ロールに供給する、収容した現像剤を攪拌しつつこの回転軸に沿って、上記独立部材から遠い方からこの独立部材に近づく方へと向かう第１方向に搬送する第１収容部と、この第１収容部に隣接しこの第１収容部に並んで延びた、両端に、この第１収容部との間で現像剤が移動する移動口が設けられた、内部に上記現像剤を収容しトナーが供給されてこの現像剤とこのトナーを攪拌して混合しつつ上記第１方向とは逆の第２方向に搬送する第２収容部と、上記トナー収容部からこの第２収容部にこのトナーを供給するトナー供給部と、このトナー供給部がこの第２収容部へトナーを供給する供給位置の変更を指示されて、この供給位置をこの第２方向に沿う方向に変更する供給位置変更機構とを有する現像装置；および
上記第２収容部への上記トナーの供給量に応じた位置への上記供給位置の変更を上記供給位置変更機構に指示する変更指示部；
を備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係る画像形成装置は、
上記独立部材に電位を付与することで、この独立部材と上記現像ロールとの間に、この現像ロールと上記像担持体との間の電位差よりも大きい電位差と、この現像ロールとこの像担持体との間の電界の向きと同じ向きの電界とを生じさせる第１電位付与部を備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項３に係る画像形成装置は、
上記独立部材に電位を付与することで、この独立部材と上記現像ロールとの間に、この現像ロールと上記像担持体との間の電界の向きとは逆向きの電界を生じさせる第２電位付与部を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項４に係る画像形成装置は、
上記独立部材に第１の電位を付与することで、この独立部材と上記現像ロールとの間に、この現像ロールと上記像担持体との間の電位差よりも大きい電位差と、この現像ロールとこの像担持体との間の電界の向きと同じ向きの電界とを生じさせる第１電位付与部と、この独立部材に第２の電位を付与することで、この独立部材とこの現像ロールとの間に、この現像ロールとこの像担持体との間の電界の向きとは逆向きの電界を生じさせる第２電位付与部とを兼ねた、上記第１の電位と上記第２の電位との切換が自在な電位付与部を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項５に係る画像形成装置は、
上記独立部材が、ロール状の外形を有し、回転しながら周面に、上記対向領域に搬送されてきた現像剤から上記帯電トナーを吸着するものであることを特徴とする。
【００１０】
請求項６に係る画像形成装置は、
上記変更指示部は、上記潜像形成部によって形成される潜像の像密度に応じて、この像密度が高いほど上記第２方向における上流側への上記供給位置の変更を指示するものであることを特徴とする。
【００１１】
請求項７に係る画像形成装置は、
上記変更指示部は、上記トナー供給部から上記第２収容部への上記トナーの供給の頻度に応じて、この頻度が高いほど上記第２方向における上流側への上記供給位置の変更を上記供給位置変更機構に指示するものであることを特徴とする。
【００１２】
請求項８に係る画像形成装置は、
上記変更指示部は、予め決められた時間当たりの、上記トナー供給部が上記トナーを供給する供給時間に応じて、この供給時間が長いほど上記第２方向における上流側への上記供給位置の変更を上記供給位置変更機構に指示するものであることを特徴とする。
【００１３】
請求項９に係る画像形成装置は、
上記トナー供給部が、上記第２収容部中の、上記第２方向に沿った複数の箇所それぞれに達する複数の供給路を有し、この複数の供給路それぞれでこの複数の箇所それぞれにこのトナーを供給するものであり、
上記供給位置変更機構が、上記複数の供給路それぞれを開閉する複数の開閉器を有し、指示に応じた開閉器を開閉するものであり、
上記変更指示部が、上記供給位置の変更の指示として、上記供給位置変更機構に、上記複数の開閉器のうち、上記第２収容部への上記トナーの供給量に応じた開閉器を指示するものであることを特徴とする。
【００１４】
請求項１０に係る画像形成装置は、
上記トナー供給部が、上記第２収容部中の、上記第２方向に沿った複数の箇所それぞれに達する複数の供給路と、この複数の供給路それぞれの内部に設けられて上記トナーをこの供給路に沿ってこの複数の箇所それぞれに搬送する複数の搬送機構とを有するものであり、
上記供給位置変更機構が、上記複数の搬送機構のうち指示に応じた搬送機構を駆動するものであり、
上記変更指示部が、上記供給位置の変更の指示として、上記供給位置変更機構に、この複数の搬送機構のうち、上記第２収容部への上記トナーの供給量に応じた搬送機構を指示するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る画像形成装置によれば、現像剤中の低帯電トナーや逆極トナーの発生を抑制できる。
【００１６】
請求項２に係る画像形成装置によれば、現像剤中の低帯電トナーや逆極トナーの発生原因である過帯電トナーを減らすことができる。
【００１７】
請求項３に係る画像形成装置によれば、現像剤中に発生した逆極トナーを減らすことができる。
【００１８】
請求項４に係る画像形成装置によれば、現像剤中の過帯電トナーと逆極トナーとを選択的に減らすことができる。
【００１９】
請求項５に係る画像形成装置によれば、本構成を有しない場合と比べて、独立部材による劣化トナーの吸着を安定的に行うことができる。
【００２０】
請求項６、請求項７、および請求項８に係る画像形成装置によれば、現像剤中の低帯電トナーや逆極トナーの発生をより確実に抑制できる。
【００２１】
請求項９、１０に係る画像形成装置によれば、変更指示部による新たなトナーの供給位置の変更を簡易な構成で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】プリンタの概略構成図である。
【図２】図１に示す現像器のレーザー露光器側からの透視図である。
【図３】図２に示す現像器の断面図である。
【図４】トナー供給装置の詳細を示す図である。
【図５】吸着ロールへの電圧印加の様子を示す図である。
【図６】第２実施形態のプリンタに備えられているトナー供給装置の詳細を示す図である。
【図７】第２実施形態のプリンタの現像器の上方からの透視図である。
【図８】第３施形態のプリンタに備えられているトナー供給装置の詳細を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２４】
図１は、プリンタの概略構成図である。
【００２５】
図１に示すプリンタ１は、感光体１０と、この感光体１０の表面に電荷を付与する帯電器１１と、外部から送信されてきた画像データに基づいたレーザー光を生成するレーザー露光器１２と、トナーを含む現像剤を収容する現像器１３と、記録用紙を収容する用紙カセット１６と、用紙カセット１６から記録用紙を引き出して搬送する用紙搬送装置１７と、トナー像を、矢印Ｂ方向に搬送されてきた記録用紙上に転写する転写ロール１４と、記録用紙上のトナー像を加熱および加圧することでその記録用紙上にトナー像を定着させる定着器１５と、これら各部の動作を制御する中央制御部１００と、感光体ロール１０の表面をクリーニングするクリーニング装置５０とを有している。現像器１３は、感光体１０に対向して回転しながら、現像剤を感光体１０との間の領域に搬送する現像ロール１３３を有している。感光体ロール１０の、トナー像の転写を終えた部分に付着した付着物は、矢印Ａの向きの回転おける転写ロール１４よりも下流側で帯電器１１よりも上流側、かつ感光体１０の回転中心に沿った全幅にわたって先端が接触したクリーニングブレード５１の掻き取りにより除去される。除去された付着物は付着物収容箱５２に収容される。尚、現像器１３に収容されている現像剤には、トナーの他に、このトナーとの摩擦によりトナーを摩擦帯電させる電荷付与粒子であり磁性粒子でもある磁性キャリアと、トナーの帯電性を制御する帯電制御剤等の外添剤が含まれている。
【００２６】
このプリンタ１は、本発明の画像形成装置の第１実施形態である。また、感光体１０が、本発明にいう像保持体の一例であり、帯電器１１とレーザー露光器１２との組合せが、本発明にいう潜像形成部の一例である。
【００２７】
ここで、このプリンタ１における画像形成の動作の流れを簡単に説明する。
【００２８】
図１に示すプリンタ１では、矢印Ａ方向に回転する感光体１０の表面に、帯電器１１により電荷が付与され、電荷が付与された感光体１０の表面に、外部から送信されてきた画像データに基づいたレーザー光がレーザー露光器１２により照射されることで感光体１０の表面には静電的な潜像が形成される。メカニズムについては後述するが、現像器１３に収容されている現像剤は現像ロール１３３の表面に供給され、現像ロール１３３と感光体１０との間の領域に運ばれ、運ばれた現像剤中のトナーが潜像上に付着することにより、感光体１０の表面の静電的な潜像は現像される。この現像により得られたトナー像が、矢印Ｂ方向に搬送されてきた記録用紙上に転写ロール１４により転写され、トナー像を加熱および加圧する定着器１５により記録用紙上のトナー像が溶融されて記録用紙上に定着される。尚、このプリンタ１は、モノクロ画像専用機であるが、本発明は、カラー画像機に適用されてもよい。
【００２９】
本実施形態のプリンタ１では、定着器１５での発熱を抑えるため、低温での定着が可能な低温定着トナーが採用されている。この低温定着トナーの詳細については後述する。また、本実施形態のプリンタ１には、現像器１３に新たなトナーを供給するトナー供給装置２が備えられているが、これについての詳細は後述する。
【００３０】
図２は、図１に示す現像器のレーザー露光器側からの透視図である。
【００３１】
図２には、現像ロール１３３と、現像剤を収容する現像剤収容槽１３２と、現像剤収容槽１３２の内部で現像剤を撹拌搬送する撹拌搬送部材１３１とを備えた現像器１３が示されている。
【００３２】
現像剤収容槽１３２は、内部が、現像ロール１３３に並行して延びた壁１３２１によって、現像ロール１３３と隣り合った第１収容室１３２ａとこの第１収容室１３２ａと隣り合った第２収容室１３２ｂとに分けられている。
【００３３】
これら第１収容室１３２ａおよび第２収容室１３２ｂそれぞれには、撹拌搬送部材１３１が１つずつ配備されており、これら撹拌搬送部材１３１は、具体的には、螺旋状のフィンが棒の周囲に備えられた構造を有している。第１収容室１３２ａおよび第２収容室１３２ｂそれぞれに配備された撹拌搬送部材１３１が互いに逆向きに回転することで、現像剤収容槽１３２に収容されている現像剤は撹拌されながら壁１３２１の周囲を反時計回りに循環する。現像剤収容槽１３２の内部では、撹拌搬送部材１３１によってトナーと磁性キャリアとが撹拌されることでトナーがマイナス帯電し、磁性キャリアはプラス帯電する。このため、マイナス帯電したトナーは磁性キャリアに静電的に付着する。これにより、現像剤収容槽１３２の内部では、トナーと磁性キャリアが渾然一体となっている。
【００３４】
また、図２には、感光体１０と同軸に設けられた吸着ロール４０と、現像ロール１３３と同軸に設けられた搬送ロール１３４とが配備されている様子が示されている。
【００３５】
搬送ロール１３４は、現像ロール１３３とは外観上別体となっている。但し、ここに示す例では、搬送ロール１３４は、現像ロール１３３と同径、同材料、および同構造のものであり、搬送ロール１３４に付与される電位も現像ロール１３３と同じである。
【００３６】
吸着ロール４０は、感光体１０と同径であるものの、材料は感光体１０とは異なるアルミの円筒状の部材であり、印加される電圧も感光体１０とは異なっている。
【００３７】
このプリンタ１では、現像ロール１３３と、この現像ロール１３３と対向する感光体１０との間で画像形成が行われるものの、吸着ロール４０と、この吸着ロール４０と対向する搬送ロール１３４との間では、画像形成ではなく、搬送ロール１３４が表面に保持する現像剤中の劣化トナーの吸着ロール４０による吸着が行われる。尚、吸着ロール４０に対しては露光は行われず、また、用紙も搬送されてこない。これら現像ロール１３３および搬送ロール１３４が本発明にいう現像ロールの一例であり、この吸着ロール４０が本発明にいう独立部材の一例である。以下、劣化トナーの吸着メカニズムについて説明する。
【００３８】
図３は、図２に示す現像器の断面図である。
【００３９】
図３のパート（ａ）には、図２に示す現像器等のＡ−Ａ断面を矢印方向に見た状態が示されており、図３のパート（ｂ）には、図２に示す現像器等のＢ−Ｂ断面を矢印方向に見た状態が示されている。
【００４０】
図３のパート（ａ）に示される現像ロール１３３は、矢印Ｃ方向に回転する円筒部材１３３１と、この円筒部材１３３１の内部に、この円筒部材１３３１とは独立に固定された永久磁石ロール１３３２とを有している。この永久磁石ロール１３３２は、円筒部材１３３１の周回方向に複数の磁極が配列されたもので、現像剤の吸着および解放を規定する磁力分布を有している。
【００４１】
円筒部材１３３１の周面は、一部が現像剤収容槽内に存在し、他の一部は現像剤収容槽外に存在している。したがって、円筒部材１３３１が回転すると、円筒部材１３３１の周面は現像剤収容槽内を通過する。そして、円筒部材１３３１の内部に備えられた永久磁石ロール１３３２の磁力分布により、現像剤収容槽内を通過中の周面に現像剤が供給される。円筒部材１３３１は、この供給された現像剤を、感光体１０との間に形成された現像領域１３０１ａへ搬送する。
【００４２】
図３のパート（ａ）に示される感光体１０は、帯電器１１により表面全体が−７２０Ｖに一旦帯電され、その後、レーザー露光器１２による露光によって、静電的な潜像が形成された部分の電位は、露光の強度に応じて約−２００Ｖから−４００Ｖまでの値となる。一方、現像器１３の現像ロール１３３は電位が−６００Ｖとなるように電圧が印加される。現像ロール１３３に保持された磁性キャリアに電気的に付着したトナーは、感光体１０と現像ロール１３３との間に形成された現像領域１３０１ａに搬送される。この搬送されたトナーは、現像剤収容槽１３２内でマイナス極性に帯電されていることから、感光体１０の静電的な潜像部分から現像ロール１３３へ向かう向きの電界（電位差は２００Ｖ〜４００Ｖ）により、磁性キャリアとの間の静電引力に打ち勝って静電的な潜像側に付着し、感光体１０にはトナー像が形成される。このとき磁性キャリアは、現像ロール１３３の円筒部材１３３１の表面に磁力により吸着された状態で現像ロール１３３上に残り、現像剤収容槽１３２へと回収される。この第１領域１３０１ａが、本発明にいう現像領域の一例に相当する。
【００４３】
ここで、プリンタ１では、画像密度の低い画像形成が長く続き、新たなトナーの供給があまり行われない状況においては、既存のトナーと磁性キャリアとの度重なる攪拌により、トナー表面の外添剤がトナー表面に対して埋没あるいは離脱する傾向があるため、現像器内部のトナーの帯電性能の劣化が早まる。このような劣化を放置すると、本来であれば狭いトナーの帯電量分布が広くなってしまう。特に、上述した低温定着トナーの場合にはその劣化が顕著である。このような帯電量分布が生じた後に例えば高画像密度の画像形成が行われると、大量のトナーを必要とするために新たなトナーが大量に現像剤収容槽１３２の第２収容室１３２ｂに供給される。この場合、現像剤収容槽１３２に収容されている劣化したトナーのうちの過帯電側のトナーが有する電荷は、新たに供給されてきたトナーに急速に奪い取られ、現像剤収容槽１３２には、新たに供給されてきたトナーに電荷を奪われた上に、劣化のために磁性キャリアとの摩擦によっても帯電量の上昇が鈍い低帯電トナーと、電荷を奪われたことで逆極化した逆極トナーと、帯電が充分な新たなトナーとが混在した状態が生じる。この混在した現像剤が現像ロール１３３上に保持されて現像に用いられると、帯電量が不足しているために磁性キャリアとの静電的な結びつきが弱い低帯電トナーは、磁性キャリアから離れても潜像に付着せずクラウドが発生し、また、逆極性に転じた逆極トナーは、感光体１０の表面に形成された潜像以外の部分である背景領域に付着してカブリが発生する。
【００４４】
そこで、本実施形態のプリンタ１では、これら問題の発生を抑える対策の１つとして、現像剤収容槽１３２への新たなトナーの供給量に応じて、現像剤収容槽１３２におけるトナーと磁性キャリアとの摩擦機会を調節することでトナーの帯電性能の劣化を抑制している。具体的には、以下に説明するように、現像剤収容槽１３２の第２収容室１３２ｂへの新たなトナーの供給位置がトナー供給装置２により可変となっている。
【００４５】
まず、トナー供給位置の構造について説明する。尚、図３のパート（ｂ）の説明は後に譲る。
【００４６】
図４は、トナー供給装置の詳細を示す図である。
【００４７】
図４に示されるトナー供給装置２は、トナーが収容されているトナーカートリッジ２１、トナーカートリッジ２１が着脱される垂直主供給管２２、端部が垂直主供給管２２に繋がった、現像剤収容槽１３２の壁１３２１に沿って延びた水平主供給管２３、水平主供給管２３の各箇所から第２収容室１３２ｂの各所にそれぞれ延びた、図４における左側から順に第１副供給管２４と第２副供給管２５と第３副供給管２６と第４副供給管２７、および、このトナー供給装置２の全体を制御する制御部２０を有している。
【００４８】
垂直主供給管２２には、トナーカートリッジ２１に収容されているトナーを、水平主供給管２３に送る、螺旋状のフィンが棒の周囲に備えられた構造を有する第１主搬送部材２２１が内蔵されていると共に、この第１主搬送部材２２１を回転させる第１主モータ２２２が取り付けられている。また、第１主モータ２２２の回転軸にはウオームギア２２２１が取り付けられており、第１主搬送部材２２１の棒端に備えられたギア２２１１と噛み合っている。また、第１主モータ２２２は、制御部２０によって駆動が制御されている。このため、第１主モータ２２２が制御部２０からの回転指示によって回転すると、第１主搬送部材２２１も回転し、トナーカートリッジ２１に収容されているトナーは水平主供給管２３に供給される。
【００４９】
水平主供給管２３にも、螺旋状のフィンが棒の周囲に備えられた構造の第２主搬送部材２３１が内蔵されていると共に、この第２主搬送部材２３１を回転させる第２主モータ２３２が取り付けられている。また、第２主モータ２３２の回転軸と第２主搬送部材２３１の棒端は連結されている。このため、第１主モータ２２２と同様に制御部２０によって駆動が制御されている第２主モータ２３２が制御部２０からの回転指示によって回転すると、第２主搬送部材２３１も回転し、トナーカートリッジ２１から垂直主供給管２２を通じて供給されたトナーは水平主供給管２３の内部を搬送される。
【００５０】
第１副供給管２４、第２副供給管２５、第３副供給管２６、および第４副供給管２７は、図４に示されるように水平主供給管２３の４箇所から第２収容室１３２ｂにおける現像剤の搬送方向における上流側から下流側にかけての４箇所にそれぞれ延びている。以下では、これら第１副供給管２４、第２副供給管２５、第３副供給管２６、および第４副供給管２７が配置された範囲を供給可能範囲Ｒと称す。供給可能範囲Ｒのうち、第１副供給管２４が配置された位置は、第２収容室１３２ｂ内の現像剤の搬送方向における最上流の位置Ｐ１であり、第４副供給管２７が配置された位置は最下流の位置Ｐ２である。
【００５１】
これら第１副供給管２４、第２副供給管２５、第３副供給管２６、および第４副供給管２７それぞれには、内部に、弁体２４１１を有する第１電磁弁２４１、弁体２５１１を有する第２電磁弁２５１、弁体２６１１を有する第３電磁弁２６１、および、弁体２７１１を有する第４電磁弁２７１がそれぞれ備えられている。これら電磁弁２４１、２５１、２６１、２７１は、トナー供給装置２の制御部２０によって動作が制御されており、制御部２０から送信される指示に従って弁体２４１１、２５１１、２６１１、２７１１を駆動させて第１副供給管２４、第２副供給管２５、第３副供給管２６、および第４副供給管２７それぞれを開放状態又は閉鎖状態にする。尚、図４には、第２副供給管２５の第２電磁弁２５１の弁体２５１１が第２副供給管２５の内部から退避することで第２副供給管２５が開放状態にされ、他の電磁弁２４１、２６１、２７１の弁体２４１１、２６１１、２７１１が各副供給管の内部に進出することで第１副供給管２４、第３副供給管２６、および第４副供給管２７が閉鎖状態にされている様子が示されている。尚、トナーカートリッジ２１、垂直主供給管２２、水平主供給管２３、および副供給管２４〜２７が本発明にいうトナー供給部の一例に相当し、副供給管２４〜２７が本発明にいう供給路の一例に相当する。また、制御部２０が、本発明にいう変更指示部の一例に相当する。また、電磁弁２４１，２５１，２６１，２７１のそれぞれが本発明にいう開閉器の一例に相当し、電磁弁２４１，２５１，２６１，２７１の組合せが、本発明にいう供給位置変更機構の一例に相当する。また、現像器１３とトナー供給装置２とを併せたもののうちトナーカートリッジ２１および制御部２０を除いた部分が、本発明の現像装置の第１実施形態である。
【００５２】
このプリンタ１では、現像剤収容槽内でのトナー濃度を一定に保つように中央制御部１００によって現像剤収容槽１３２の第２収容室１３２ｂへの新たなトナーの供給が制御されており、図１に示される中央制御部１００からトナー供給装置２の制御部２０に対して、トナー供給開始指示とトナー供給停止指示との２種類の指示信号が送信される。
【００５３】
制御部２０では、中央制御部１００からトナー供給開始指示を受けると、第１主モータ２２２および第２主モータ２３２を回転させて第１主搬送部材２２１および第２主搬送部材２３１を駆動させ、中央制御部１００からトナー供給停止指示を受けると、第１主モータ２２２および第２主モータ２３２を停止させて第１主搬送部材２２１および第２主搬送部材２３１を停止させる。中央制御部１００は、トナー供給開始指示を出してから一定時間後に必ずトナー供給停止指示を出す。つまり、１回の供給時間および供給量は常に一定である。また、中央制御部１００は、プリンタ１において高密度な画像形成が連続する場合には低密度な画像形成が連続する場合と比べて、直前のトナー供給停止指示から次のトナー供給開始指示までの時間間隔を狭めてトナーの供給頻度を高める。
【００５４】
制御部２０では、中央制御部１００からの先のトナー供給停止指示から、その後のトナー供給開始指示までの時間間隔を逐次計測しており、計測された時間間隔は、直近の計測分から遡った５回分が不図示のメモリに保持される。
【００５５】
また、制御部２０では、中央制御部１００からのトナー供給開始指示を受ける毎に、メモリに保持している５回分の時間間隔の平均値を算出する。さらに、制御部２０では、３つの境界値で区切られた４つの数値範囲（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）のうちのいずれの範囲にその平均値が属するかを判定する。
【００５６】
５つの時間間隔の平均値が、これら４つの数値範囲Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのうちの最も数値が小さい方の数値範囲Ａに属すると判定された場合には、トナーの供給頻度が高く、密度の高い画像形成が行われていることになる。従って、トナーの消費量が多いので、現像剤収容槽１３２に供給された新たなトナーは、現像剤収容槽１３２内での撹拌と搬送をあまり経ずに画像形成に用いられると考えられる。したがって、この様な場合には、磁性キャリアとの摩擦機会が多すぎてトナーが劣化する心配は無い。このため、新たなトナーは、現像剤収容槽１３２の第２収容室１３２ｂを搬送される現像剤の搬送方向における供給可能範囲Ｒのうちの最上流位置Ｐ１に供給される。この様な供給は、制御部２０が、第１副供給管２４のみを開放状態にし、その他の副供給管を閉鎖状態にすることで実現され、この様に最上流位置Ｐ１にトナーが供給されることで、摩擦機会が少なすぎることによる帯電量不足が回避される。
【００５７】
一方、５つの時間間隔の平均値が、上記の４つの数値範囲のうちの最も数値が大きい方の数値範囲Ｄに属すると判定された場合には、トナーの供給頻度が低く、密度の低い画像形成が行われていることになる。従って、トナーの消費量が少ないので、現像剤収容槽１３２に新たなトナーが供給されてから画像形成に用いられるまでに時間を要すると考えられる。したがって、この様な場合には、磁性キャリアとの摩擦機会が多すぎることによるトナーの劣化を回避するため、新たなトナーは、現像剤収容槽１３２の第２収容室１３２ｂを搬送される現像剤の搬送方向における供給可能範囲Ｒの最下流位置Ｐ２に供給される。この様な供給は、制御部２０が第４副供給管２７のみを開放状態にし、その他の副供給管を閉鎖状態にすることで実現され、この様に最下流位置Ｐ２にトナーが供給されても供給から使用までに時間を要するので摩擦機会が少なすぎることによる帯電量不足は回避される。
【００５８】
また、５つの時間間隔の平均値が、上記の４つの数値範囲のうちの数値範囲Ｂに属すると判定された場合には、制御部２０は第２副供給管２５のみを開放し、５つの時間間隔の平均値が、上記の４つの数値範囲のうちの数値範囲Ｃに属すると判定された場合には、制御部２０は第３副供給管２６のみを開放する。この様な副供給管の開放態様によりトナーの供給頻度に応じた供給位置への供給が実現する。
【００５９】
中央制御部１００からのトナー供給停止指示からその後のトナー供給開始指示までの時間間隔の、直近から遡った５回分の時間間隔の平均値が大きい、すなわち低密度の画像形成が行われている場合には、トナーの消費量が少なく画像形成に用いられるまでには時間の猶予があるために充分な帯電量を得ることができる反面、長期間の磁性キャリアとの摩擦によりトナーの帯電性能が劣化するおそれがあるので、このプリンタ１では、直近から遡った５回分の時間間隔の平均値が大きい場合には、現像剤収容槽１３２の第２収容室１３２ｂにおける現像剤の搬送方向における供給可能範囲Ｒの下流側に新たなトナーを供給することで、上流側に供給した場合に比べて磁性キャリアとの摩擦機会がその距離分だけ抑制され、これにより、トナーの劣化が抑制される。
【００６０】
一方、直近から遡った５回分の時間間隔の平均値が小さい、すなわち高密度の画像形成が行われている場合にはトナーの消費量は多く、画像形成に用いられるまでには時間がかからないために磁性キャリアとの摩擦によるトナーの帯電性能の劣化は少ない反面、画像形成に用いられるまでには時間の猶予がないために、新たなトナーが現像剤収容槽１３２の第２収容室１３２ｂにおける供給可能範囲Ｒの下流側に供給されると、磁性キャリアとの摩擦機会が足りずに画像形成に用いられるまでに充分な帯電量を確保できないおそれが出てくる。そこで、本実施形態のプリンタ１では、直近から遡った５回分の時間間隔の平均値が小さい場合には、第２収容室１３２ｂでの現像剤の搬送方向における供給可能範囲Ｒの上流側に新たなトナーを供給し、下流側に供給した場合に比べて磁性キャリアとの摩擦機会をその距離分だけ確保することで帯電量が確保される。つまり、このプリンタ１では、トナーに必要な帯電量を確保しながら、トナーと磁性キャリアとの徒な摩擦によるトナーの劣化を防止して帯電量分布の拡大を防止する。これにより、画質に悪影響を及ぼすことなく低帯電トナーや逆極トナーの発生原因となる過帯電トナーの発生が抑制される。
【００６１】
次に、劣化トナーである低帯電トナーや逆極トナーにより引き起こされるクラウドやカブリの発生を抑えるもう１つの対策として、本実施形態のプリンタ１では、これら低帯電トナーや逆極トナーが生じる原因となる劣化トナーを現像剤から除去している。
【００６２】
具体的には、本実施形態のプリンタ１では、搬送ロール１３４と対向する独立部材４０で過帯電トナーを以下に説明するようにして吸着しクリーニング装置５０で回収することにより、現像剤収容槽１３２から過帯電トナーを除去している。
【００６３】
これは、低密度な画像形成が連続し磁性キャリアとの摩擦によりトナーが劣化してくると劣化前は狭い範囲に収まっているトナーの帯電量分布が次第に広い範囲に拡がり、この様な状況で未帯電の新たなトナーが供給されると、広範囲に拡がった帯電量分布のうちの過帯電側のトナーの電荷が新たなトナーに急速に奪われて、低帯電トナーや逆極トナーが発生するからである。このプリンタ１では、現像剤収容槽１３２の内部を撹拌搬送される現像剤の流れにおける、新たなトナーが供給される供給可能範囲Ｒのうちの最上流の位置Ｐ１の手前で、劣化トナーのうち過帯電側のトナーの除去が行える。これにより、新たなトナーへの急激な電荷の移動が妨げられ、これら低帯電トナーや逆極トナーが発生が抑えられる。また、このプリンタ１では、現像剤収容槽１３２の内部を撹拌搬送される現像剤の流れにおける、新たなトナーが供給される供給可能範囲Ｒのうちの最上流の位置Ｐ１の手前で、劣化トナーのうち既に発生してしまっている逆極トナーの除去も行える。ここで、図３のパート（ｂ）に戻って説明を続ける。
【００６４】
図３のパート（ｂ）には、現像剤収容槽１３２と、搬送ロール１３４とが示されており、この搬送ロール１３４は、現像ロール１３３と同じく、回転する円筒部材１３３１と、内部の永久磁石ロール１３３２とを備えている。搬送ロール１３４の、回転する円筒部材１３３１は、内部の永久磁石ロール１３３２の磁力分布により、現像剤収容槽内を通過中に現像剤が供給され、この供給された現像剤を、吸着ロール４０との間に形成された第２領域１３０２ａへ搬送する。この第２領域１３０２ａが、本発明にいう対向領域の一例に相当する。
【００６５】
図５は、吸着ロールへの電圧印加の様子を示す図である。
【００６６】
図５には、吸着ロール４０に−１００Ｖの電位を付与するための電圧を印加する第１電源３１、吸着ロール４０に−８００Ｖの電位を付与するための電圧を印加する第２電源３２、および、第１電源３１と第２電源３２のいずれか一方と吸着ロール４０を切替自在に接続するスイッチ３０が示されている。
【００６７】
ここで、図５に示されるように、吸着ロール４０に第１電源３１が接続され、吸着ロール４０に−１００Ｖの電位が付与されている場合、感光体１０の静電的な潜像（−２００Ｖ〜−４００Ｖ）と現像ロール１３３（−６００Ｖ）との間の電界（電位差は２００Ｖ〜４００Ｖ）よりも、これら吸着ロール（−１００Ｖ）と搬送ロール１３４（−６００Ｖ）との間の電界（電位差は５００Ｖ）の方が強く、搬送ロール１３４の表面に保持された現像剤中の過帯電トナーは、磁性キャリアとの間の静電引力に打ち勝って吸着ロール４０に飛翔し、転写器１４が無いために転写は行われないままクリーニング装置５０のクリーニング部材５１によって感光体１０から除去されて残留物収容箱５２に収容される。
【００６８】
一方、吸着ロール４０に第２電源３２が接続され、吸着ロール４０に−８００Ｖの電位が付与されている場合、感光体１０の静電的な潜像（−２００Ｖ〜−４００Ｖ）と現像ロール１３３（−６００Ｖ）との間の電界（電位差は２００Ｖ〜４００Ｖ）と比べ、これら吸着ロール（−８００Ｖ）と搬送ロール１３４（−６００Ｖ）との間の電界は逆向きとなり、搬送ロール１３４の表面に保持された現像剤中の逆極トナーは、吸着ロール４０に飛翔し、転写器１４が無いために転写は行われないままクリーニング装置５０のクリーニング部材５１によって吸着ロール４０から除去されて残留物収容箱５２に収容される。
【００６９】
この様に、このプリンタ１では、吸着ロール４０に付与する電位を切り替えることで、現像剤から劣化トナーである過帯電トナーおよび逆極トナーが除去される。
【００７０】
本実施形態のプリンタ１では、吸着ロール４０に付与する電位を切り替えることで、現像剤収容槽１３２の第２収容室１３２ｂにおける最上流の位置Ｐ１の手前で劣化トナーである過帯電トナーおよび逆極トナーが現像剤から除去される。この様に、劣化トナーのうちの過帯電トナーが除去されることで、低帯電トナーや逆極トナーの発生が抑制される。また、この過帯電トナーの除去が、現像剤収容槽１３２の第１収容室１３２ａにおける現像剤の搬送方向の最下流という、新たなトナーが供給される位置の直前で行われているので、低帯電トナーや逆極トナーの発生が効果的に抑制される。また、発生してしまった逆極トナーも除去される。
【００７１】
以上説明したように、このプリンタ１では、新たなトナーの供給位置の制御と劣化トナーの除去との相乗効果によって、低帯電トナーや逆極トナーの発生が抑制されている。また、本実施形態のように劣化し易い低温定着トナーが採用された場合であっても、低帯電トナーや逆極トナーの発生は十分に抑制される。第１電源３１が本発明にいう第１電位付与部の一例に相当し、第２電源３２が本発明にいう第２電位付与部の一例に相当する。また、スイッチ３０が、本発明にいう電位付与部の一例に相当する。
【００７２】
次に、本発明の画像形成装置の第２実施形態について説明する。
【００７３】
第１実施形態のプリンタ１と第２実施形態のプリンタとの間の相違点は、第１実施形態のプリンタ１では、現像ロール１３３と搬送ロール１３４が構造的にも電気的にも同じではあるものの別体で設けられているのに対し、第２実施形態のプリンタでは一体とされている点と、トナー供給装置の構造とにある。以下、この相違点について説明する。
【００７４】
図６は、第２実施形態のプリンタに備えられているトナー供給装置の詳細を示す図である。
【００７５】
図６には、第１実施形態のプリンタ１に備えられているトナー供給装置２に対応する、第２実施形態のプリンタに備えられているトナー供給装置３の詳細が示されている。尚、図６に示される部材で、図４に示される部材と同じ種類の部材には、図４に付されている符号と同じ符号が付されている。
【００７６】
図６に示されるトナー供給装置３には、内部に第１主搬送部材２２１が備えられた垂直主供給管２２および内部に第２主搬送部材が備えられた水平主供給管２３と、水平主供給管２３の各所から第２収容室１３２ｂの４箇所にそれぞれ延びる第１副供給管２４、第２副供給管２５、第３副供給管２６、および第４副供給管２７と、図１に示される中央制御部１００から、トナー供給指示の他、図１に示される帯電器１１における放電開始と放電停止のタイミング情報を受信する制御部３０とが備えられている。
【００７７】
第１副供給管２４には、トナーカートリッジ２１に収容されているトナーを第２収容室１３２ｂに供給するための、螺旋状のフィンが棒の周囲に備えられた構造の第１副搬送部材３４１が内蔵されていると共に、この第１副搬送部材３４１を回転させる第１副モータ３４２が取り付けられている。また、第１副モータ３４２の回転軸にはウオームギア３４２１が取り付けられており、第１副搬送部材３４１の棒端に備えられたギア３４１１と噛み合っている。また、第１副モータ３４２は、制御部３０によって駆動が制御されている。このため、第１副モータ３４２が制御部３０からの回転指示によって回転すると、第１副搬送部材３４１も回転し、トナーカートリッジ２１に収容されているトナーは第１副供給管２４経由で第２収容室１３２ｂに供給される。
【００７８】
第２副供給管２５、第３副供給管２６、および第４副供給管２７それぞれにも、内部に、第２副搬送部材３５１、第３副搬送部材３６１、および第４副搬送部材３７１がそれぞれ内蔵され、これら第２副供給管２５、第３副供給管２６、および第４副供給管２７それぞれには、第２副モータ３５２、第３副モータ３６２、および第４副モータ３７２が取り付けられている。また、第２副搬送部材３５１、第３副搬送部材３６１、および第４副搬送部材３７１それぞれの棒端３５１１、３６１１、３７１１と、第２副モータ３５２、第３副モータ３６２、および第４副モータ３７２の回転軸にそれぞれ取り付けられているウオームギア３５２１、３６２１、３７２１とがそれぞれ噛み合っている。また、第２副モータ３５２、第３副モータ３６２、および第４副モータ３７２も制御部３０によって駆動が制御されている。このため、これら第２副モータ３５２、第３副モータ３６２、および第４副モータ３７２が制御部３０からの回転指示によって回転すると、第２副搬送部材３５１、第３副搬送部材３６１、および第４副搬送部材３７１もそれぞれ回転し、トナーカートリッジ２１に収容されているトナーは、第２副供給管２５、第３副供給管２６、および第４副供給管２７経由で第２収容室１３２ｂに供給される。ここで、副搬送部材３４１，３５１，３６１，３４１が、本発明にいう搬送機構の一例に相当する。
【００７９】
ここで、第２実施形態のプリンタでは、第１実施形態のプリンタ１とは異なり、中央制御部１００からトナー供給装置３の制御部３０に送信されるトナー供給開始指示からトナー供給停止指示までの時間間隔は一定ではなく、この時間間隔は、形成画像の画像密度に応じて変化する。
【００８０】
制御部３０では、中央制御部１００からのトナー供給開始指示からトナー供給停止指示までの時間間隔と、図１に示される帯電器１１における放電開始から放電停止までの時間間隔とをそれぞれ計測し、それぞれ直近から遡って５回分を不図示のメモリにそれぞれ記録する。
【００８１】
この制御部３０では、中央制御部１００からのトナー供給開始指示を受信する毎に、トナー供給開始指示からトナー供給停止指示までの時間間隔の５回分、および、放電開始から放電停止までの時間間隔の５回分とをメモリから読み出すと共にそれぞれを合計する。次に、この制御部３０では、トナー供給開始指示からトナー供給停止指示までの時間間隔の５回分の合計を放電開始から放電停止までの時間間隔の５回分の合計で除することにより、画像形成時における単位時間当たりのトナー供給時間を算出する。この様に、制御部３０において、放電開始から放電停止までの時間間隔の計測を行っているのは、この時間間隔が、画像が形成されている実際の時間を表していると考えられるからである。算出された、単位時間当たりのトナー供給時間は、形成される画像の画像密度が上昇するほどトナーが必要となるために長くなり、形成される画像の画像密度が低下するほどトナーがそれほど必要とされないために短くなる。
【００８２】
さらに、この制御部３０では、３つの境界値で区切られた４つの数値範囲（Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ）のうちのいずれの範囲に単位時間当たりの供給時間が属するかを判定する。
【００８３】
単位時間当たりのトナー供給時間が、これら４つの数値範囲のうちの最も数値が大きい方の数値範囲Ｅに属すると判定された場合には、単位時間当たりのトナーの供給時間が長く、密度の高い画像形成が行われていることになる。従って、トナーの消費量が多いため、現像剤収容槽１３２に供給された新たなトナーは、現像剤収容槽１３２内での撹拌と搬送をあまり経ずに画像形成に用いられると考えられる。したがって、この様な場合には、磁性キャリアとの摩擦機会が多すぎてトナーが劣化する心配は無い。このため、新たなトナーは、現像剤収容槽１３２の第２収容室１３２ｂを搬送される現像剤の搬送方向における最上流位置に供給される。この様な供給は、制御部３０が、中央制御部１００からのトナー供給開始指示を受けた後、第１主モータ２２２および第２主モータ２３２を回転させて第１主搬送部材２２１および第２主搬送部材２３１を駆動させると共に、第１副供給管２４の第１副搬送部材３４１を駆動する第１副モータ３４２を回転させることで実現される。この様に最上流位置にトナーが供給されることで、摩擦機会が少なすぎることによる帯電量不足が回避されている。
【００８４】
一方、単位時間当たりのトナー供給時間が、上記の４つの数値範囲のうちの最も数値が小さい方の数値範囲Ｈに属すると判定された場合には、単位時間当たりのトナーの供給時間が短く、密度の低い画像形成が行われていることになる。従って、トナーの消費量が少ないので、現像剤収容槽１３２に新たなトナーが供給されてから画像形成に用いられるまでに時間を要すると考えられる。したがって、この様な場合には、磁性キャリアとの摩擦機会が多すぎることによるトナーの劣化を回避するため、新たなトナーは、現像剤収容槽１３２の第２収容室１３２ｂを搬送される現像剤の搬送方向における最下流位置に供給される。この様な供給は、制御部３０が、第１主モータ２２２および第２主モータ２３２を回転させると共に、第４副供給管２７の第４副搬送部材３７１を駆動する第４副モータ３７２を回転させることで実現される。この様に最下流位置にトナーが供給されても供給から使用までに時間を要するので摩擦機会が少なすぎることによる帯電量不足は回避されている。
【００８５】
また、単位時間当たりのトナー供給時間が、上記の４つの数値範囲のうちの数値範囲Ｆに属すると判定された場合には、制御部３０は、第１主モータ２２２および第２主モータ２３２と、第２副供給管２５の第２副搬送部材３５１を駆動する第２副モータ３５２とを回転させ、また、単位時間当たりのトナー供給時間が、上記の４つの数値範囲のうちの数値範囲Ｇに属すると判定された場合には、第１主モータ２２２および第２主モータ２３２と、第３副供給管２６の第３副搬送部材３６１を駆動する第３副モータ３６２とを回転させる。この様なモータの駆動制御により、時間当たりのトナーの供給時間に応じた供給位置への供給が実現する。
【００８６】
以上に説明したように、第２実施形態のプリンタでは、単位時間当たりのトナー供給時間が短いほど、すなわち画像密度が低いほど、磁性キャリアとの過度の摩擦を回避するために、第２収容室１３２ｂでの現像剤の搬送方向における下流側にトナーが供給される。一方、単位時間当たりのトナー供給時間が長いほど、すなわち画像密度が高いほど、磁性キャリアとの摩擦機会の不足を解消するために、第２収容室１３２ｂでの現像剤の搬送方向における上流側にトナーが供給される。
【００８７】
図７は、第２実施形態のプリンタの現像器の上方からの透視図である。
【００８８】
図７には、第１実施形態のプリンタ１についての図２に対応する内容が示されている。
【００８９】
第２実施形態のプリンタでも、第１実施形態のプリンタにおける電源構成と同じ電源構成により吸着ロール４０に付与する電位を切り替えることで、現像剤から過帯電トナーと逆極トナーとの２種類の劣化トナーが除去される。したがって、このプリンタでも、新たなトナーの供給位置の制御と劣化トナーの除去との相乗効果によって、低帯電トナーや逆極トナーの発生が抑制されている。
【００９０】
最後に、本発明の画像形成装置の第３実施形態について説明する。
【００９１】
第３実施形態のプリンタと第１実施形態のプリンタ１との相違点は、トナー供給装置の構造にあり、以下、この相違点について説明する。
【００９２】
図８は、第３施形態のプリンタに備えられているトナー供給装置の詳細を示す図である。
【００９３】
図８には、第１実施形態のプリンタ１に備えられているトナー供給装置２に対応する、第３施形態のプリンタに備えられているトナー供給装置４の詳細が示されている。尚、図８に示される部材で、図４に示される部材と同じ種類の部材には、図４に付されている符号と同じ符号が付されている。
【００９４】
図８に示されるトナー供給装置４には、トナーカートリッジ２１が着脱される主供給管４２と、この主供給管４２から、第２収容室１３２ｂの各所にそれぞれ延びる第１副供給管４３、第２副供給管４４、第３副供給管４５、および第４副供給管４６と、図１に示される中央制御部１００から、トナー供給指示の他、露光器１２によって感光体１０の表面に形成される潜像の像密度情報を受信する制御部４０とが備えられている。
【００９５】
第１副供給管４３、第２副供給管４４、第３副供給管４５、および第４副供給管４６には、それぞれの内部に、螺旋状のフィンが棒の周囲に備えられた構造の第１副搬送部材４３１、第２副搬送部材４４１、第３副搬送部材４５１、および第４副搬送部材４６１が内蔵されている。また、これら第１副供給管４３、第２副供給管４４、第３副供給管４５、および第４副供給管４６には、それぞれ第１副モータ４３２、第２副モータ４４２、第３副モータ４５２、および第４副モータ４６２が取り付けられている。第１副搬送部材４３１の棒端４３１１と第１副モータ４３２の回転軸に取り付けられているウオームギア４３２１が噛み合っている他、第２副搬送部材４４１、第３副搬送部材４５１、および第４副搬送部材４６１それぞれの棒端と、第２副モータ４４２、第３副モータ４５２、および第４副モータ４６２の回転軸がそれぞれ連結されている。ここで、副搬送部材４３１，４４１，４５１，４６１が、本発明にいう搬送機構の一例に相当する。
【００９６】
トナー供給装置４の制御部４０では、中央制御部１００から受信した、直近から遡った５画像分の像密度を不図示のメモリに記録する。また、この制御部４０では、中央制御部１００からのトナー供給開始指示を受けると、これら５画像分の像密度の平均値を算出し、その平均像密度が、３つの境界値で区切られた４つの数値範囲（Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ）のうちのいずれの範囲に属するかを判定する。
【００９７】
平均像密度が、これら４つの数値範囲のうちの最も数値の大きい方の数値範囲Ｉに属すると判定された場合には、密度の高い画像形成が行われていることになる。従って、トナーの消費量が多いので、現像剤収容槽１３２に供給された新たなトナーは、現像剤収容槽１３２内での撹拌と搬送をあまり経ずに画像形成に用いられると考えられる。したがって、この様な場合には、磁性キャリアとの摩擦機会が多すぎてトナーが劣化する心配は無い。このため、新たなトナーは、現像剤収容槽１３２の第２収容室１３２ｂを搬送される現像剤の搬送方向における最上流位置に供給される。この様な供給は、制御部４０が、中央制御部１００からのトナー供給開始指示を受けた後、第１副供給管４３の第１副搬送部材４３１を駆動するために第１副モータ４３２を回転させることで実現される。この様に最上流位置にトナーが供給されることで、摩擦機会が少なすぎることによる帯電量不足が回避されている。
【００９８】
一方、平均像密度が、上記の４つの数値範囲のうちの最も数値が小さい方の数値範囲Ｌに属すると判定された場合には、密度の低い画像形成が行われることになる。従って、トナーの消費量が少ないので、現像剤収容槽１３２に新たなトナーが供給されてから画像形成に用いられるまでに時間を要すると考えられる。したがって、この様な場合には、磁性キャリアとの摩擦機会が多すぎることによるトナーの劣化を回避するため、新たなトナーは、現像剤収容槽１３２の第２収容室１３２ｂを搬送される現像剤の搬送方向における最下流位置に供給される。この様な供給は、制御部４０が、第４副供給管４６の第４副搬送部材４６１を駆動させるために第４副モータ４６２を回転させることで実現される。この様に最下流位置にトナーが供給されても供給から使用までに時間を要するので摩擦機会が少なすぎることによる帯電量不足の心配は減少する。
【００９９】
また、平均像密度が、上記の４つの数値範囲のうちの数値範囲Ｊに属すると判定された場合には、制御部４０は第２副供給管４４の第２副搬送部材４４１を駆動する第２副モータ４４２を回転させ、平均像密度が、上記の４つの数値範囲のうちの数値範囲Ｋに属すると判定された場合には、制御部４０は第３副供給管４５の第３副搬送部材４５１を駆動する第３副モータ４５２を回転させる。この様なモータの制御によりトナーの供給頻度に応じた供給位置への供給が実現する。
【０１００】
第３実施形態のプリンタでは、直近から遡った５画像分の像密度の平均が低いほど、すなわち画像密度が低いほど、磁性キャリアとの過度の摩擦を回避するために、第２収容室１３２ｂでの現像剤の搬送方向における下流側にトナーが供給される。一方、直近から遡った５画像分の像密度の平均が高いほど、すなわち画像密度が高いほど、磁性キャリアとの摩擦機会を確保するために、第２収容室１３２ｂでの現像剤の搬送方向における上流側にトナーが供給される。以上説明したように、このプリンタでも、新たなトナーの供給位置の制御と過帯電トナーの除去との相乗効果によって、低帯電トナーや逆極トナーの発生が抑制されている。
【０１０１】
尚、以上では、画像形成装置の実施形態としてプリンタの例を示したが、本発明にいう画像形成装置はプリンタに限られず、例えば、複写機やファクシミリであってもよい。
【０１０２】
また、以上の実施形態では、本発明にいう像保持体としてロール状の感光体の例を示したが、本発明にいう像保持体はこれに限られず、例えばベルト状の部材であってもよい。
【０１０３】
また、以上の実施形態では、本発明にいう潜像形成部が非接触タイプの帯電器とレーザー露光器とで構成された例を示したが、本発明にいう潜像形成部はこれに限られず、例えば、帯電ロールの様な接触タイプのものであってもよく、レーザー露光器に替えて複数の発光ダイオードからなるアレイを有するものであってもよい。
【０１０４】
また、以上の実施形態では、現像剤から過帯電トナーおよび逆極トナーを除去する例を挙げて説明したが、本発明は、現像ロールと像保持体との間の電界の向きと同じ向きの電界を生じさせる電位差であってこれら現像ロールと像保持体との間の電位差よりも小さい電位差を現像ロールと独立部材との間に生じさせることで劣化トナーである低帯電トナーを現像剤から除去するものであってもよい。
【０１０５】
また、以上の実施形態では、本発明にいう供給位置変更機構の一例として、トナー供給部から第２収容部の供給可能範囲Ｒ内に延びた複数の供給管を有する例を挙げて説明したが、本発明にいう供給位置変更機構は、１本の供給管が第２収容部の各箇所に移動するものであってもよい。
【０１０６】
また、上述した実施形態では、本発明にいう像保持体の表面の潜像に付着させるトナーの例として低温定着トナーを示したが、本発明にいうトナーは低温定着トナーに限られず、従来公知のトナーであってもよい。
【０１０７】
ここで、上述した低温定着トナーの製造方法について説明する。
【０１０８】
以下では、図１のプリンタ１で採用されているトナーの製造方法、およびそのトナーを有する二成分現像剤の製造方法について説明する。ここでは、一例として４０℃における損失弾性率が約４×１０８［Ｐａ］、トナー中の結晶性ポリエステル樹脂の比率が５％、トナーの形状係数が約１１５のトナーの製造方法について説明する。
−結晶性ポリエステル樹脂−
ここで、「結晶性ポリエステル樹脂」とは、示差走査結量測定（ＤＳＣ）において、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有するものを指す。なお、ここで、静電荷現像用トナーに用いられる『結晶性』とは、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）において、ＤＳＣ曲線が明確な吸熱ピークを有することを指し、具体的には、昇温速度１０℃／ｍｉｎで測定した際の吸熱ピークが発生し、その後前記ＤＳＣ曲線のベースラインに戻ることを意味する。
【０１０９】
結晶性ポリエステル樹脂としては、具体的には、適度な融解温度を有し炭素数６以上のアルキル基を有する脂肪族系の結晶性ポリエステル樹脂がより好ましい。炭素数６以上のアルキル基を有する結晶性ポリエステル樹脂は、多価カルボン酸または多価アルコールに炭素数６以上のアルキル基を有する重合性単量体を用いることで得ることができ、例えば、ドデセニルコハク酸などを用いることができるが、これに限るものではない。
樹脂の製造に用いる多価カルボン酸類としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、１，５−ナフタルレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、ジフェン酸等の芳香族ジカルボン酸、ｐ−オキシ安息香酸、ｐ−（ヒドロキシエトキシ）安息香酸等の芳香族オキシカルボン酸、コハク酸、アルキルコハク酸、アルケニルコハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、メサコン酸、シトラコン酸、ヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ダイマー酸、トリマー酸、水添ダイマー酸、シクロヘキサンジカルボン酸、シクロヘキセンジカルボン酸等の不飽和脂肪族及び脂環族ジカルボン酸等を、また多価カルボン酸としては他にトリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸等の三価以上の多価カルボン酸等を用いることができる。
【０１１０】
樹脂の製造に用いる多価アルコール類としては脂肪族多価アルコール類、脂環族多価アルコール類、芳香族多価アルコール類等を例示できる。脂肪族多価アルコール類としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ジメチロールヘプタン、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、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グリコール、ε−カプロラクトン等のラクトン類を開環重合して得られるラクトン系ポリエステルポリオール等の脂肪族ジオール類、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエルスリトール等のトリオール及びテトラオール類等を例示できる。
【０１１１】
脂環族多価アルコール類としては１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、スピログリコール、水素化ビスフェノールＡ、水素化ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物及びプロピレンオキサイド付加物、トリシクロデカンジオール、トリシクロデカンジメタノール、ダイマージオール、水添ダイマージオール等を例示できる。
【０１１２】
芳香族多価アルコール類としてはパラキシレングリコール、メタキシレングリコール、オルトキシレングリコール、１，４−フェニレングリコール、１，４−フェニレングリコールのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物及びプロピレンオキサイド付加物等が挙げられる。
【０１１３】
樹脂末端の極性基を封鎖し、トナー帯電特性の環境安定性を改善する目的において単官能単量体がポリエステル樹脂に導入される場合がある。単官能単量体としては、安息香酸、クロロ安息香酸、ブロモ安息香酸、パラヒドロキシ安息香酸、スルホ安息香酸モノアンモニウム塩、スルホ安息香酸モノナトリウム塩、シクロヘキシルアミノカルボニル安息香酸、ｎ−ドデシルアミノカルボニル安息香酸、ターシャルブチル安息香酸、ナフタレンカルボン酸、４−メチル安息香酸、３−メチル安息香酸、サリチル酸、チオサリチル酸、フェニル酢酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、オクタンカルボン酸、ラウリル酸、ステアリル酸、及びこれらの低級アルキルエステル、等のモノカルボン酸類、あるいは脂肪族アルコール、芳香族アルコール、脂環族アルコール等のモノアルコールを用いることができる。
【０１１４】
結晶性ポリエステル樹脂の製造方法としては、特に制限はなく、酸成分とアルコール成分とを反応させる一般的なポリエステル重合法で製造することができ、例えば、直接重縮合、エステル交換法等が挙げられ、モノマーの種類によって使い分けて製造する。
【０１１５】
結晶性ポリエステル樹脂の製造は、重合温度１８０〜２３０℃の間で行うことができ、必要に応じて反応系内を減圧にし、縮合時に発生する水やアルコールを除去しながら反応させる。モノマーが反応温度下で溶解又は相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させても良い。重縮合反応においては、溶解補助溶剤を留去しながら行う。共重合反応において相溶性の悪いモノマーが存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪いモノマーと、そのモノマーと重縮合予定の酸又はアルコールとを縮合させておいてから主成分と共に重縮合させると良い。
【０１１６】
結晶性ポリエステル樹脂の製造時に使用可能な触媒としては、ナトリウム、リチウム等のアルカリ金属化合物；マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属化合物；亜鉛、マンガン、アンチモン、チタン、スズ、ジルコニウム、ゲルマニウム等の金属化合物；亜リン酸化合物、リン酸化合物、及びアミン化合物等が挙げられる。
【０１１７】
結晶性ポリエステル樹脂の融解温度としては、好ましくは５０〜１００℃であり、より好ましくは６０〜１００℃である。前記融解温度が５０℃より低いとトナーの保存性や、定着後のトナー画像の保存性が問題となる場合がある一方、１００℃より高いと従来のトナーに比べて十分な低温定着が得られない場合がある。
【０１１８】
また、結晶性ポリエステル樹脂には、複数の融解ピークを示す場合があるが、ここでは、最大のピークをもって融解温度とする。
【０１１９】
更に、樹脂融解温度の測定には、例えばパーキンエルマー社製のＤＳＣ−７を用いることができる。この装置の検出部の温度補正はインジウムと亜鉛との融解温度を用い樹脂のガラス転移温度の測定も同様に測定することができる。
【０１２０】
このトナーに使用される結晶性ポリエステル樹脂は、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法による分子量測定で、重量平均分子量（Ｍｗ）が８，０００〜３５，０００であり、好ましくが１０，０００〜２５，０００である。重量平均分子量が８，０００未満では、非晶性樹脂や離型剤との相溶が進行し、可塑を発生させる場合がある。また、３５，０００を超えるとトナー溶融時の粘度が上昇し、定着性や画像光沢性を損なうことがある。ここで、樹脂の分子量は、ＴＨＦ可溶物を、東ソー製ＧＰＣ・ＨＬＣ−９１２０、東ソー製カラム「ＴＳＫｇｅｌ  ＳｕｐｅｒＨＭ−Ｍ」（１５ｃｍ）を使用し、ＴＨＦ溶媒で測定し、単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して分子量を算出したものである。後述する非晶性ポリエステル樹脂の測定でも同様に測定した。
【０１２１】
このトナーは、結晶性ポリエステル樹脂のＡＳＴＭ  Ｄ３４１８−８に準拠して測定される融解温度（ｍｐ）が５０〜１００℃が好ましく用いられる。融解温度が５０℃未満では、トナーの熱保安性が低下し、１００℃を超えるとトナー定着時の画像光沢度が低下する。
【０１２２】
結晶性ポリエステル樹脂の酸価（樹脂１ｇを中和するに必要なＫＯＨのｍｇ数）を５〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇに制御する。該酸価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満では、結晶性ポリエステル樹脂粒子同士が凝集体を形成し、離型剤との構造体の形成が困難となるばかりでなく、結晶性ポリエステル樹脂粒子がトナー中に独立に存在、或いは大きく成長しトナー表面に露出することがあり、トナーの流動性、帯電性の観点から好ましくない。また、該酸価が５０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えるとトナー中への内包が困難となる場合がある。
−非晶性ポリエステル樹脂−
非晶性ポリエステル樹脂としては、上記触媒を用い主として上述した多価カルボン酸類と多価アルコール類との縮重合により得られるものである。
【０１２３】
非晶性ポリエステル樹脂は、上記多価アルコールと多価カルボン酸を常法に従って縮合反応させることによって製造することができる。例えば、上記多価アルコールと多価カルボン酸、必要に応じて触媒を入れ、温度計、撹拌器、流下式コンデンサを備えた反応容器に配合し、不活性ガス（窒素ガス等）の存在下、１５０〜２５０℃で加熱し、副生する低分子化合物を連続的に反応系外に除去し、所定の酸価に達した時点で反応を停止させ、冷却し、目的とする反応物を取得することによって製造することができる。
【０１２４】
このトナーに用いられる非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度は、ＡＳＴＭ  
Ｄ３４１８−８に準拠して求めた場合に５０℃以上であることが好ましく、さらには５５℃以上、またさらには６０℃以上、６５℃未満であることが好ましい。ガラス転移温度が５０℃未満の場合には、取扱い中あるいは保存中に凝集する傾向がみられ、保存安定性に問題を生ずる場合がある。また、６５℃以上の場合は、定着性を低下させる場合があり、好ましくない。
【０１２５】
また、このトナーに用いられる非晶性ポリエステル樹脂の軟化点は、６０〜９０℃の範囲であることが好ましい。樹脂の軟化温度を６０℃未満に抑えたトナーにおいては、取扱い中あるいは保存中に凝集する傾向がみられ、特に長時間の保存において、流動性が大きく悪化する場合がある。軟化点が９０℃を超える場合には定着性に支障をきたす場合がある。また定着ロールを高温に加熱する必要が生じるために、定着ロールの材質、ならびに複写される基材の材質が制限される。
【０１２６】
このトナーに使用される非晶性ポリエステル樹脂は、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）
可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法による分子量測定で、重量平均分子量（Ｍｗ）が２０，０００〜５０，０００であり、好ましくは２５，０００〜５０，０００である。重量平均分子量が２５，０００未満では、トナーの熱保管性が低下するばかりでなく、定着された画像の強度が低下する。また、５０，０００を超えると定着性が悪化し、画像光沢も低下する。
【０１２７】
非晶性ポリエステル樹脂の酸価を１０〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましい。該酸価が１０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満では、トナー製造時の凝集体の粒度成長が早くなるため、出来上がるトナーの粒度分布が拡大するという不具合が生じる場合がある。また、該酸価が５０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、結晶性ポリエステル樹脂、離型剤との酸価の差が大きくなるため、結晶性ポリエステル樹脂、離型剤との凝集だけが進む場合があり、定着性がトナー粒子間で変化してしまうという不具合がある。非晶性ポリエステル樹脂の酸価は、原料の多価カルボン酸と多価アルコールの配合比と反応率により、ポリエステルの末端のカルボキシル基を制御することによって調整することができる。あるいは多価カルボン酸成分として無水トリメリット酸を使用することによってポリエステルの主鎖中にカルボキシル基を有するものが得られる。
【０１２８】
このトナーは、結晶性ポリエステル樹脂と非晶性ポリエステル樹脂の重量比率が５／９５〜４０／６０であり、非晶性ポリエステル樹脂の割合が６０％未満では、良好な定着特性は得られるものの、定着像中の相分離構造が不均一となり、定着画像の強度、特に引っかき強度が低下し、傷がつきやすくなるといった問題を呈することがある。一方、９５％を超える場合では、結晶性ポリエステル樹脂由来のシャープメルト性が得られず、可塑が発生することがあり、良好な低温定着性を確保しつつ、耐トナーブロッキング性、画像保存性を保つことができなくなる場合がある。
【０１２９】
結晶性ポリエステル樹脂及び非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液の作成については、樹脂の酸価の調整やイオン性界面活性剤などを用いて乳化分散することにより、調製することが可能である。
【０１３０】
また、その他の方法で作製した樹脂の場合は油性で水への溶解度の比較的低い溶剤に溶解するものであれば樹脂をそれらの溶剤に解かして水中にイオン性の界面活性剤や高分子電解質と共にホモジナイザーなどの分散機により水中に粒子分散し、その後加熱又は減圧して溶剤を蒸散することにより、樹脂粒子分散液を作製することができる。また、樹脂に界面活性剤を加え、ホモジナイザーなどの分散機により水中にて乳化分散する方法や転相乳化法などにより、樹脂粒子分散液を調製してもよい。
【０１３１】
このようにして得られた樹脂粒子分散液の粒子径は、例えばレーザー回析式粒度分布測定装置（ＬＡ−７００堀場製作所製）で測定することができる。
−離型剤−
このトナーに用いられる離型剤の具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類、加熱により軟化点を示すシリコーン類；オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド類；カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス；ミツロウ等の動物系ワックス；モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の鉱物・石油ワックス、ステアリン酸ステアリル、ベヘン酸ベヘニル等の高脂肪酸と高級アルコールとのエステルワックス類；ステアリン酸ブチル、オレイン酸プロピル、モノステアリン酸グリセリド、ジステアリン酸グリセリド、ペンタエリスリトールテトラベヘネート等の高級脂肪酸と単価又は多価低級アルコールとのエステルワックス類；ジエチレングリコールモノステアレート、ジプロピレングリコールジステアレート、ジステアリン酸ジグリセリド、テトラステアリン酸トリグリセリド等の高級脂肪酸と多価アルコール多量体とからなるエステルワックス類；ソルビタンモノステアレート等のソルビタン高級脂肪酸エステルワックス類；コレステリルステアレート等のコレステロール高級脂肪酸エステルワックス類などを挙げることができる。本実施の形態において、これらの離型剤は１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、本実施の形態においては、これらの中で融解温度が４０℃〜１２０℃の物が用いられるが、最近の省エネルギー対応としての低温定着性の要求に対応する為には、特に５０℃〜１００℃の物が好ましく、より好ましくは５０〜８０℃の物が用いられる。
【０１３２】
これらの離型剤の添加量としては、トナー全量に対して、０．５〜３０重量％の範囲であることが好ましく、より好ましくは１〜２０重量％の範囲、さらに好ましくは５〜１５重量％の範囲である。添加量が０．５重量％未満であると離型剤添加の効果がなく、３０重量％を超えると、帯電性に影響が現れやすくなったり、現像器内部においてトナーが破壊されやすくなり、離型剤のキャリアへのスペント化が生じ、帯電が低下しやすくなる等の影響が現れる場合がある。
【０１３３】
離型剤分散液中のワックス粒子の体積平均粒径は、０．１〜０．５μｍの範囲が好ましいが、特に０．１〜０．３μｍが好ましい。体積平均粒径が０．５μｍを超えると、トナー表面へ露出しやすくなりトナーの粉体流動性を悪化させたり像保持体や現像部材へのフィルミングがしやすくなったりする。また凝集工程で内包されない、合一工程で離型剤粒子が脱落してしまう問題が生じる。特にカラートナーを得る場合においては、離型剤粒子が大きいと乱反射によりＯＨＰ透過性が下がり、色再現性も低下する。なお、前記体積平均粒径は、例えば、上述したレーザー回折式粒度分布測定機などを用いて測定することができる。体積平均粒径が０．１μｍ以下では、トナーに充分な離型性を付与することが出来なくなり好ましくない。
【０１３４】
離型剤分散に於ける分散媒体は、水系が好ましく、水、純水、イオン交換水が用いられる。分散剤としては界面活性剤が用いられる。このトナーに用いられるワックス分散液の作製は、例えばボールミル、サンドミル、アトライター等のメディア式分散機、ナノマイザー、マイクロフルイダイザー、アルティマイザー、ゴーリン等の高圧型分散機、などの公知の分散方法を用いて、記述したような粒径、含有量を満たすことができるのであれば、いかなる方法・条件により作製されるものであってもよい。
−着色剤−
着色剤は、通常トナー中に効果的な量、例えばトナーの約１〜約１５重量％、望ましくは約３〜約１０重量％存在する。このトナーの製法で使用する、着色剤としては特に限定されず、公知の着色剤を使用することができ、目的に応じて適宜選択することができる。顔料を１種単独で用いてもよいし、同系統の顔料を２種以上混合して用いてもよい。また異系統の顔料を２種以上混合して用いてもよい。前記着色剤としては、具体的には、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック；ベンガラ、アニリンブラック、紺青、酸化チタン、磁性粉等の無機顔料；ファストイエロー、モノアゾイエロー、ジスアゾイエロー、ピラゾロンレッド、キレートレッド、ブリリアントカーミン（３Ｂ、６Ｂ等）、パラブラウン等のアゾ顔料；銅フタロシアニン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン顔料；フラバントロンイエロー、ジブロモアントロンオレンジ、ペリレンレッド、キナクリドンレッド、ジオキサジンバイオレット等の縮合多環系顔料；等が挙げられる。
【０１３５】
また、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、デュポンオイルレッド、リソールレッド、ローダミンＢレーキ、レーキレッドＣ、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレート、パラブラウンなどの種々の顔料；アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジゴ系、チオインジゴ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアゾール系、キサンテン系などの各種染料；などが挙げられる。これらの着色剤に透明度を低下させない程度にカーボンブラック等の黒色顔料、染料を混合してもよい。また、分散染料、油溶性染料等も挙げられる。
【０１３６】
着色剤分散に於ける分散媒体は、水系が好ましく、水、純水、イオン交換水が用いられる。分散剤としては界面活性剤が用いられる。このトナーに用いられる着色剤分散液の作製は、例えばボールミル、サンドミル、アトライター等のメディア式分散機、ナノマイザー、マイクロフルイダイザー、アルティマイザー、ゴーリン等の高圧型分散機、などの公知の分散方法を用いて、記述したような粒径、含有量を満たすことができるのであれば、いかなる方法・条件により作製されるものであってもよい。
＜その他の成分＞
このトナーに用いられ得るその他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択でき、例えば、無機粒子、有機粒子、帯電制御剤、離型剤等の公知の各種添加剤等が挙げられる。
【０１３７】
上記無機粒子は、一般にトナーの流動性を向上させる目的で使用される。該無機粒子としては、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、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、塩化セリウム、ベンガラ、酸化クロム、酸化セリウム、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素等の粒子が挙げられる。これらの中でも、シリカ粒子が好ましく、疎水化処理されたシリカ粒子が特に好ましい。
【０１３８】
無機粒子の平均１次粒子径（数平均粒子径）としては、１〜１０００ｎｍの範囲が好ましく、その添加量（外添）としては、トナー１００重量部に対して、０．０１〜２０重量部の範囲が好ましい。
【０１３９】
有機粒子は、一般にクリーニング性や転写性、時には帯電性を向上させる目的で使用される。前記有機粒子としては、例えば、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリスチレン−アクリル共重合体等の粒子が挙げられる。
【０１４０】
帯電制御剤は、一般に帯電性を向上させる目的で使用される。帯電制御剤としては、例えば、サリチル酸金属塩、含金属アゾ化合物、ニグロシンや４級アンモニウム塩等が挙げられる。
＜トナーの特性＞
このトナーの体積平均粒子径は、１〜１２μｍが好ましく、３〜９μｍがより好ましく、３〜８μｍがより好ましい。また、本実施の形態のトナーの数平均粒子径は、１〜１０μｍが好ましく、２〜８μｍがより好ましい。粒子径が小さすぎると製造性が不安定になり、帯電性が不十分になり、現像性が低下することがあり、大きすぎると画像の解像性が低下する。
［現像剤］
次に、静電潜像現像用現像剤（以下「現像剤」ともいう）について説明する。
【０１４１】
現像剤は、上記のトナーを含有する以外は特に制限はなく、目的に応じて適宜の成分組成をとることができる。この現像剤は、前記トナーを、単独で用いると一成分系の現像剤となり、また、トナーとキャリアとを組み合わせて用いると二成分系の現像剤となる。
【０１４２】
キャリアとしては、特に制限はなく、それ自体公知のキャリアが挙げられ、例えば、特開昭６２−３９８７９号公報、特開昭５６−１１４６１号公報等に記載された樹脂被覆キャリア等の公知のキャリアが挙げられる。
【０１４３】
キャリアの具体例としては、樹脂被覆キャリアが挙げられる。該キャリアの核体粒子としては、通常の鉄粉、フェライト、マグネタイト造型物などが挙げられ、その体積平均粒径は、３０〜２００μｍ程度の範囲である。
【０１４４】
キャリアの製造には、加熱型ニーダー、加熱型ヘンシェルミキサー、ＵＭミキサーなどを使用することができ、前記被覆樹脂の量によっては、加熱型流動転動床、加熱型キルンなどを使用することができる。
【０１４５】
また、この現像剤においては、トナーとキャリアとの混合比としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
実施例
以下、実施例によりこのトナーをさらに具体的に説明する。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」はすべて「質量部」を意味する。
（損失弾性率の測定方法）
損失弾性率の測定方法は角周波数が６．２８ｒａｄ／ｓｅｃ、歪量０．１％、４０℃で測定したものである。
損失弾性率は、正弦波振動法により測定した動的粘弾性から求めており、動的粘弾性の測定にはレオメトリックサイエンティフィック社製ＡＲＥＳ測定装置を用いた。動的粘弾性の測定は、錠剤に成形したトナーを、８ｍｍ径のパラレルプレートにセットし、ノーマルフォースを０とした後に６．２８ｒａｄ／ｓｅｃの振動周波数で正弦波振動を与えて実施した。測定は３０℃から開始し、５０℃まで継続した。測定時間インターバルは３０秒
、昇温は１℃／ｍｉｎとし、歪量を０．１％にし、複素弾性率及び正接損失を求めた。
（トナーの形状係数）
形状係数は以下の式により求めた。
形状係数＝（（最大径／２）２×π）×１００／投影面積
ここに、最大径とは、トナー粒子の平面上への投影像を２本の平行線ではさんだとき、その平行線の間隔が最大となる粒子の幅をいう。
また、投影面積とは、トナー粒子の平面上への投影像の面積をいう。
この形状係数は、走査型電子顕微鏡により２０００倍にトナー粒子を拡大した写真を撮影し、ついでこの写真に基づいて「ＳＣＡＮＮＩＮＧ  ＩＭＡＧＥ  ＡＮＡＬＹＺＥＲ」（日本電子社製）を使用して写真画像の解析を行うことにより測定した。
この際、１００個のトナー粒子を使用してこのトナーの形状係数を上記算出式にて測定したものである。
（粒度および粒度分布測定方法）
このトナーの粒度および粒度分布測定について述べる。測定する粒子が２μｍ以上の場合、測定装置としてはコールターマルチサイザーＩＩ型（ベックマンーコールター社製）を用い、電解液はＩＳＯＴＯＮ―ＩＩ（ベックマンーコールター社製）を使用した。
【０１４６】
測定法としては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ホン酸ナトリウムの５％水溶液２ｍｌ中に測定試料を０．５〜５０ｍｇ加える。これを前記電解液１００〜１５０ｍｌ中に添加した。
【０１４７】
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約１分間分散処理を行い、前記マルチサイザーＩＩ型により、アパーチャー径として１００μｍアパーチャーを用いて２〜６０μｍの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布、個数平均分布を求めた。測定する粒子数は５００００であった。
【０１４８】
またこのトナーの粒度は以下の方法により求めた。測定された粒度分布を分割された粒度範囲（チャンネル）に対し、粒度の小さいほうから体積累積分布を描き、累積５０％となる体積平均粒径をＤ５０と定義する。用いたトナーの体積平均粒径は該Ｄ５０である。
【０１４９】
なおキャリアの平均粒径は電子顕微鏡（ＦＥ―ＳＥＭ）による写真を撮影し、１００個の粒子について個々の最大径、最少径を測定し、その和を２で割ったものを個々の粒子の粒径とした。キャリアの平均粒径は個々の個々の粒子の粒径の平均である。なお樹脂被覆を行う前のコアについての平均粒径も同様の方法で測定した。
−結晶性ポリエステル樹脂の調整−
三口フラスコにデカン酸ジメチル１００質量部、１，９−ノナンジオール７５．０質量部、ジブチルすずオキサイド０．０８質量部を窒素雰囲気下で、１８０℃、８時間反応させる。反応中、生成された水は系外へ除去した。その後、徐々に減圧しながら、２３０℃まで温度をあげて、７時間反応させた後、冷却し、結晶性ポリエステル樹脂を得た。この結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量は、１７０００であった。
−非晶性ポリエステル樹脂の作製−
三口フラスコにテレフタル酸ジメチル８２質量部、イソフタル酸ジメチル８２質量部、ビスフェノールＡエチレンオキサイド付加物７９質量部、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド付加物２５７質量部、ジブチルすずオキサイド０．２３質量部を窒素雰囲気下で、１８０℃、３時間反応させる。反応中、生成された水は系外へ除去した。その後、徐々に減圧しながら、２４０℃まで温度をあげて、２時間反応させた後、冷却し、非晶性ポリエステル樹脂を得た。この非晶性ポリエステル樹脂の重量分子量は、１６５００であった。
−結晶性ポリエステル／非晶性ポリエステル混合樹脂分散液の作製−
三口フラスコに、上記の結晶性樹脂を５質量部、上記の非晶性樹脂を９５質量部、メチルエチルケトン５０質量部、イソプロピルアルコール１５質量部を加えて攪拌させながら、６０℃に加熱して、樹脂を溶解させた後、１０％アンモニア水溶液２５質量部を加える。さらにイオン交換水４００質量部を徐々に加えて、転相乳化を行った後、脱溶媒した後、固形分濃度を２５％に調整し、結晶性ポリエステル／非晶性ポリエステル混合樹脂分散液を得た。
−離型剤分散液の調製−
・パラフィンワックス（日本精蝋（株）性：ＨＮＰ９，融解温度７７℃）：６０質量部
・アニオン性界面活性剤（第一工業製薬（株）：ネオゲンＲＫ）：４質量部
・イオン交換水：２００質量部
以上の成分を混合した溶液を１２０℃に加熱して、ホモジナイザー（ＩＫＡ社製：ウルトラタラックスＴ５０）を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザー（ゴーリン社）で分散処理し、体積平均粒径が２５０ｎｍである離型剤を分散させてなる離型剤分散液を調製した。なお、この分散液の離型剤濃度が２０質量％となるように水分量を調整した。
−着色剤分散液の調製−
・シアン顔料（銅フタロシアニンＢ１５：３、大日精化社製）：５０質量部
・非イオン性界面活性剤ノニポール４００（花王社製）：５質量部
・イオン交換水：２００質量部
以上の成分を混合溶解し、高圧衝撃式分散機アルティマイザー（（株）スギノマシン製、ＨＪＰ３０００６）を用いて約１時間分散し、水分量を調整して、着色剤粒子分散液（１）を得た。
−トナー母粒子の製造−
・上記の結晶性ポリエステル／非晶性ポリエステル混合樹脂分散液：７２０質量部
・上記の着色剤分散液：５０質量部
・上記の離型剤分散液：７０質量部
・カチオン界面活性剤・（花王（株）製：サニゾールＢ５０）：１．５質量部
以上の成分を丸型ステンレス製フラスコ中に収容し、０．１規定の硫酸を添加してｐＨを３．８に調整した後、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの濃度が１０重量％の硝酸水溶液３０質量部を添加した。
【０１５０】
その後にホモジナイザー（ＩＫＡ社製、ウルトラタラックスＴ５０）を用いて３０℃において分散した後、加熱用オイルバス中で４０℃まで加熱した。得られたコア凝集粒子の体積平均粒径を測定すると、５．２μｍであった。
【０１５１】
この凝集粒子分散液を４０℃で３０分間保持した後、このコア凝集粒子が形成された分散液中に、非晶性ポリエステル樹脂分散液を緩やかに１６０質量部追加し１時間保持した。得られた付着樹脂凝集粒子の体積平均粒径は６．２μｍであった。０．１規定の硝酸を添加してｐＨを７．０に調整した後、攪拌を継続しながら９５℃まで加熱し、５時間保持した。
【０１５２】
その後、２０℃／ｍｉｎの速度で２０℃まで冷却し、これをろ過し、イオン交換水で洗浄した後、真空乾燥機を用いて乾燥させることによりトナー母粒子を得た。得られたトナー母粒子の体積平均粒径は６．１μｍであった。
−キャリヤの製造−
・フェライト粒子（体積平均粒径：５０μｍ）：１００質量部
・トルエン：１４質量部
・スチレン−メチルメタクリレート共重合体（成分比：スチレン／メチルメタクリレート＝９０／１０、重量平均分子量Ｍｗ＝８００００）：２質量部
・カーボンブラック（Ｒ３３０：キャボット社製）：０．２質量部
まず、フェライト粒子を除く上記成分を１０分間スターラーで撹拌させて、分散した被覆液を調製し、次に、この被覆液とフェライト粒子とを真空脱気型ニーダーに入れて、６０℃において３０分撹拌した後、さらに加温しながら減圧して脱気し、乾燥させることによりキャリヤを得た。
−現像剤の作製−
上記のトナー母粒子について、外添剤として市販のヒュームドシリカＲＸ５０（日本アエロジル製）をトナー母粒子１００質量部に対して１．２質量部添加し、ヘンシェルミキサーで混合して静電荷像現像用トナーを得た。ついで、このトナー８質量部と上記キャリア１００質量部とを混合して二成分現像剤を調整した。
【符号の説明】
【０１５３】
１  プリンタ
２、３、４  トナー供給装置
１０  感光体
１１  帯電器
１２  レーザー露光器
１３  現像器
１００  中央制御部
１３１  撹拌搬送部材
１３２  現像剤収容槽
１３３  現像ロール
１３４  搬送ロール
１４  転写ロール
１５  定着器
１６  用紙カセット
１７  用紙搬送装置
２０、３０、４０  制御部
２１  トナーカートリッジ
２２  垂直主供給管
２２１  第１主搬送部材
２２２  第１主モータ
２３  水平主供給管
２３１  第２主搬送部材
２３２  第２主モータ
２４、４３  第１副供給管
２４１  第１開閉弁
２５、４４  第２副供給管
２５１  第２開閉弁
２６、４５  第３副供給管
２６１  第３開閉弁
２７、４６  第４副供給管
２７１  第４開閉弁
３４１、４３１  第１副搬送部材
３４２、４３２  第１副モータ
３５１、４４１  第２副搬送部材
３５２、４４２  第２副モータ
３６１、４５１  第３副搬送部材
３６２、４５２  第３副モータ
３７１、４６１  第４副搬送部材
３７２、４６２  第４副モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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