(57)【要約】【課題】クリーニング性の良好な不定形トナーを用いた時に生じる、色むら、かぶりの低減、潜像に忠実な現像及びフルカラー画像形成に好適で、様々な画像に対して均一に現像できる現像装置ユニットの提供。【解決手段】トナー担持体と、トナー規制部材と、トナー容器とを有する現像装置ユニットにおいて、円形度が０．９４〜０．９７であるトナーを用い、該トナー担持体は、弾性ローラであって、該弾性ローラは、２００Ｖ印加時の１ｃｍの単位長さあたりの抵抗値をＲ（２００Ｖ）、且つ５０Ｖ印加時の１ｃｍの単位長さあたりの抵抗値をＲ（５０Ｖ）とした時に、１２．５≧Ｒ（５０Ｖ）／Ｒ（２００Ｖ）≧１．２５であって、５０Ｖ印加時の１ｃｍの単位長さあたりの抵抗値Ｒ（５０Ｖ）（単位Ω）が、１０３≦Ｒ（５０Ｖ）≦５×１０６である現像装置ユニット。【選択図】  図２
2004258342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー担持体と、該トナー担持体上にトナー薄層を形成するためのトナー規制部材と、トナーを収容するトナー容器とを有する現像装置ユニットにおいて、該トナーとして、円形度が０．９４〜０．９７であるトナーを用い、該トナー担持体は導電性基体上に弾性層を有する弾性ローラであって、該弾性ローラは、２００Ｖ印加時の１ｃｍの単位長さあたりの抵抗値をＲ（２００Ｖ）、且つ５０Ｖ印加時の１ｃｍの単位長さあたりの抵抗値をＲ（５０Ｖ）としたときに、
１２．５≧Ｒ（５０Ｖ）／Ｒ（２００Ｖ）≧１．２５
であって、
５０Ｖ印加時の１ｃｍの単位長さあたりの抵抗値Ｒ（５０Ｖ）（単位Ω）が、
１０３≦Ｒ（５０Ｖ）≦５×１０６
であることを特徴とする現像装置ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真技術を用いて画像を形成するプリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に用いられる現像装置ユニット及びプロセスカートリッジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真技術を用いた画像形成装置は、外周面に感光層を有する感光体と、この感光体の外周面を一様に帯電させる帯電手段と、この帯電手段により帯電された外周面を選択的に露光して静電潜像を形成する露光手段と、この露光手段により形成された静電潜像を静電潜像現像剤であるトナーを付与して可視像（トナー像）とする現像手段と、この現像手段により現像されたトナー像を用紙等の転写媒体に転写させる転写手段とを有している。
【０００３】
これら、帯電手段、現像手段或いは転写手段において、導電性を有する弾性ローラを使用する技術が検討されている。例えば、特許文献１においては、電気抵抗値の電圧依存性が小さい半導電性部材の開示があり電子写真プロセスに適用する旨の開示がある。特許文献２においては、電子写真に用いられる導電性ローラであって、５００Ｖ印加時の抵抗と２，０００Ｖ印加時の抵抗値比率の環境依存度を規定するものである。
【０００４】
しかしながら、帯電手段として用いられる場合において印加される電圧は１，０００〜２，０００Ｖ程度、転写手段として用いられる場合は１，０００〜３，０００Ｖ程度の印加電圧であるのに対して、現像手段として用いる場合においては数百Ｖ程度である。その機能的な特徴としては、前記帯電及び転写手段に用いられる場合は被帯電体に対し電荷を付与するという機能が求められるのに対し、現像手段として用いる場合は、トナーを像担持体に移転させるという機能を有することで異なる特性が要求される。従来技術にあるような半導電性ローラにおいてはそのまま現像用途に適用しても不充分な点が多く、現像に係る特有な解決すべき課題がある。
【０００５】
他方、画像形成装置においてフルカラー画像が出力される場合において、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーが重ね合わされて画像が形成されるわけであるが、現像システムにおいて様々な画像に対して所望の現像量で現像され色むら等を生じにくく、カブリを少なくするような現像方法が望まれている。更に、潜像に対して忠実に現像することが望まれている。
【０００６】
本発明は、以上の状況を鑑みなされたものであり、現像部材について詳細に検討を重ねた結果、色むらが生じにくく、カブリを少なくすると共に潜像を忠実に再現するのに好適な構成を見出すと共に特定の特性を有するトナーとの組み合わせにおいて、特別顕著な効果と予期せぬ効果を見出すことにより本発明に至ったものである。
【０００７】
他方、トナーにおいては、従来はトナー用原材料を溶融混練、粉砕分級しトナー粒子を得る所謂粉砕法トナー、近年は水系溶媒中において直接トナー粒子を形成する懸濁重合法を用いた重合トナー等が用いられているが、例えば、懸濁重合法を用いて得られる、円形度が０．９７を越えるようなほぼ球形のトナーにおいては、現像性も良好であるがクリーニング工程においてクリーニングする技術レベルが高いという側面を有する。円形度が０．９７に満たないような形状を有するトナーを用いた場合においては、現像特性において不十分な点が多いがクリーニング性については良好であるため、この観点から、現像についての課題を解決することは、画像形成技術の豊富化という観点から重要なものであると認識される。
【０００８】
【特許文献１】
特開平７−１１３０５０号公報
【特許文献２】
特開２００１−１７３６４０公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、クリーニング性の良好な不定形トナーを用いた時に生じる、色むら、かぶりを低減することのできる現像装置ユニット及びプロセスカートリッジを提供することである。更には、潜像を忠実に現像する現像装置ユニット及びプロセスカートリッジを提供することである。フルカラー画像形成に好適で、様々な画像に対して均一に現像することのできる、現像剤担持体（「トナー担持体」ともいう）とトナーの好適な組み合わせを有する現像装置ユニット及びプロセスカートリッジを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的は以下の本発明によって達成される。即ち、本発明は、トナー担持体と、該トナー担持体上にトナー薄層を形成するためのトナー規制部材と、トナーを収容するトナー容器とを有する現像装置ユニットにおいて、該トナーとして、円形度が０．９４〜０．９７であるトナーを用い、該トナー担持体は導電性基体上に弾性層を有する弾性ローラであって、該弾性ローラは、２００Ｖ印加時の１ｃｍの単位長さあたりの抵抗値をＲ（２００Ｖ）、且つ５０Ｖ印加時の１ｃｍの単位長さあたりの抵抗値をＲ（５０Ｖ）としたときに、
１２．５≧Ｒ（５０Ｖ）／Ｒ（２００Ｖ）≧１．２５
であって、
５０Ｖ印加時の１ｃｍの単位長さあたりの抵抗値Ｒ（５０Ｖ）（単位Ω）が、
１０３≦Ｒ（５０Ｖ）≦５×１０６
であることを特徴とする現像装置ユニット（１）を提供する。
【００１１】
上記現像装置ユニットにおいては、前記トナーは、重量平均粒子径が３〜１２μｍであって、個数分布における歪度が０．１０を越えて０．７０以下である前記（１）の現像装置ユニット（２）、前記トナーの表面には、数平均粒子径５ｎｍ以上３０ｎｍ未満の微粒子が外添されている前記（１）又は（２）の現像装置ユニット（３）、前記数平均粒子径５ｎｍ以上３０ｎｍ未満の微粒子がシラン化合物とシリコーンオイルにより表面処理されている前記（３）の現像装置ユニット（４）、前記トナーの表面には、更に数平均粒子径４０ｎｍ以上の微粒子が外添されている前記（３）又は（４）の現像装置ユニット（５）であることが好ましい。
【００１２】
又、本発明は、感光体、クリーニング手段、帯電手段、転写手段から選ばれる少なくとも一つと、現像手段を一体に保持し、画像形成装置に着脱自在としたプロセスカートリッジにおいて、該現像手段は、トナー担持体と、該トナー担持体上にトナー薄層を形成するためのトナー規制部材と、トナーを収容するトナー容器とを有し、該トナー担持体は導電性基体上に弾性層を有する弾性ローラであって、該弾性ローラは、２００Ｖ印加時の１ｃｍの単位長さあたりの抵抗値をＲ（２００Ｖ）、且つ５０Ｖ印加時の１ｃｍの単位長さあたりの抵抗値をＲ（５０Ｖ）としたときに、
１２．５≧Ｒ（５０Ｖ）／Ｒ（２００Ｖ）≧１．２５
であって、
５０Ｖ印加時の１ｃｍの単位長さあたりの抵抗値Ｒ（５０Ｖ）（単位Ω）が、
１０３≦Ｒ（５０Ｖ）≦５×１０６
であり、該トナーの円形度が０．９４〜０．９７であることを特徴とするプロセスカートリッジ（１）を提供する。
【００１３】
上記プロセスカートリッジにおいては、少なくとも感光体と現像手段が一体に保持され、感光体とトナー担持体がトナー層を介して接触している上記（１）のプロセスカートリッジ（２）、前記トナーは、重量平均粒子径が３〜１２μｍであって、個数分布における歪度が０．１０を越えて０．７０以下である前記（１）又は（２）のプロセスカートリッジ（３）、前記トナーの表面には、数平均粒子径５ｎｍ以上３０ｎｍ未満の微粒子が外添されている前記（１）〜（３）のプロセスカートリッジ（４）、前記数平均粒子径５ｎｍ以上３０ｎｍ未満の微粒子がシラン化合物とシリコーンオイルにより表面処理されている前記（１）〜（４）のプロセスカートリッジ（５）、及び前記トナーの表面には、更に数平均粒子径４０ｎｍ以上の微粒子が外添されている前記（１）〜（５）のプロセスカートリッジ（６）であることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に好ましい実施の形態を挙げて本発明を更に詳細に説明する。本発明においては、印加電界により特定の抵抗の勾配を有するトナー担持体を用いることで現像特性の改善を図るものである。トナー担持体上にトナー規制部材によりトナー薄層を形成し、該トナー層を感光体表面に接触させて現像する場合において、該トナー担持体に電圧を印加し該トナー担持体表面より該感光体表面の静電潜像を現像するようにすることが好ましく行われている。
【００１５】
トナー担持体の表面電位は、印加電圧にほぼ等しく制御されると安定した画像を得ることができるものと思料される。なるほど、印加電圧と表面電位の関係を測定するとその相関はほぼ直線となるものであるが、このようなトナー担持体を接触現像方法に適用する場合において、印字される画像比率等において濃度が変動したり、かぶりが生じやすくなる現象に遭遇し、その現象を解明し本発明に至ったものである。
【００１６】
その現象は以下のように説明される。接触現像方式においては、その接触部又はその近傍において感光層及び感光体の導電性基体が存在するために、感光体上の電荷量に匹敵する量の電荷がトナー担持体表面近傍に誘起されるべく、該誘起された電荷を確保するために電流が供給される必要がある。
【００１７】
該誘起された電荷量に匹敵するだけの電流が供給されない場合、該接触部においてのトナー担持体の電位が不安定となり濃度が変動したり、ハーフトーンの一様性が損なわれることとなる。更には、該接触部近傍において誘起された電荷の充電及び逃散が円滑に行われないと現像時の電界が不安定なものとなり、ドットの飛び散り等を引き起こしドット再現性に劣るものとなる。
【００１８】
特にプリントスピードが速かったり、又、感光体上の電荷量が多い場合は誘起逃散する電荷量が多くなり以下の現象を起こしやすいことが判明した。トナー担持体表面の誘起を円滑にするために抵抗を低くすると、現像ローラ表面により感光体表面静電潜像をスキャベンジングする現象がみられ画像の鮮明さが失われたり、ドットの再現性が低下したり、かぶりが増加することが判明し、単に抵抗値を制御するのみでは、所望の現像特性が得られないことが判明した。
【００１９】
一方、現像を高精細に行うためにトナーの粒径を小さくしていくことが行われているが、粒径が小であるトナー粒子を多数含むようなトナーを用い、本発明の抵抗の傾きを有するトナー担持体を用いると、驚くべきことに印加電圧の高いところで抵抗を低く設定しているため、比較的小径であるトナー粒子や異形度の高いトナー粒子を積極的に現像することができ、トナー担持体上に残留する量を少なくすることが可能であるという予期せぬ効果を得ることができる。更に、驚くべきことに、本発明に規定する歪度のトナーを用いることで、長期にわたりドットの再現性が良好となり高精細な画像を得ることができるという顕著な効果を得ることができる。
【００２０】
本発明において、トナー担持体は導電性基体上に弾性層を有する弾性ローラであって、該弾性ローラは、２００Ｖ印加時の１ｃｍの単位長さあたりの抵抗値をＲ（２００Ｖ）、且つ５０Ｖ印加時の１ｃｍの単位長さあたりの抵抗値をＲ（５０Ｖ）としたときに、
１２．５≧Ｒ（５０Ｖ）／Ｒ（２００Ｖ）≧１．２５
であって、
５０Ｖ印加時の１ｃｍの単位長さあたりの抵抗値Ｒ（５０Ｖ）（単位Ω）が、
１０３≦Ｒ（５０Ｖ）≦５×１０６
としている。
【００２１】
２００Ｖ印加時の１ｃｍの単位長さあたりの抵抗値をＲ（２００Ｖ）、且つ５０Ｖ印加時の１ｃｍの単位長さあたりの抵抗値をＲ（５０Ｖ）としたときに、Ｒ（５０Ｖ）／Ｒ（２００Ｖ）が１．２５未満であると、トナー担持体上のトナーのうち粒径の小さいものや異形のトナーにおいて、トナー担持体表面との付着力の大きいものについて現像性が劣る傾向にあり、長期の使用により画像濃度の低下或いはハーフトーン濃度の変動等を引き起こす傾向にあり、又、１２．５を越えるとトナーの飛び散りが多くなる傾向がある。
【００２２】
更に、５０Ｖ印加時の１ｃｍの単位長さあたりの抵抗値Ｒ（５０Ｖ）が、１０３Ω未満であると、かぶりが増加する傾向にあり、５×１０６Ωを越えると同一画像面内での画像均一性を損なう傾向がある。更に好ましくは、５０Ｖ印加時の１ｃｍの単位長さあたりの抵抗値Ｒ（５０Ｖ）が、５×１０３Ω以上であるとかぶりを好適に抑えることができる。
【００２３】
本発明において、トナー担持体の抵抗値の測定は以下のように行う。直径３０ｍｍである金属製ドラムにトナー担持体を当接させ、トナー担持体の両端に２５０ｇずつの荷重をかけつつ該金属製ドラムを周速９４ｍｍ／ｓで回転させるとトナー担持体は従動して回転する。この回転状態において、トナー担持体の導電性基体に電圧を印加してから５秒後の電流量から単位長さ（１ｃｍ）あたりの電流量を得て抵抗値とする。
【００２４】
トナー担持体として用いられる弾性ローラは、導電性基体上に弾性層を有し、更に好ましくは表面被覆層を有し、該弾性層がカーボンブラックにより導電性が付与されていることが好ましい構成である。カーボンブラックにより導電性を付与した弾性層を用いると、温度又は湿度による導電性の変動を比較的低く抑えることができると共に、本発明に好適な抵抗値の範囲を実現するために好適なトナー担持体を得ることができる。
【００２５】
本発明に用いられるトナー担持体は導電性基体上に弾性層を有する弾性ローラを用いるものであるが、例えば、以下のように製造されるものである。例えば、導電性基体として、鉄、銅、ステンレス、アルミ等の金属或いは導電剤分散樹脂を棒状にしたものが使用できる。弾性層としては、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、ＥＰＤＭゴム、ポリウレタンゴム、エポキシゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム等のゴム又はスポンジやスチレン−ブタジエンサーモプラスチックエラストマー、ポリウレタン系サーモプラスチックエラストマー、ポリエステル系サーモプラスチックエラストマー、エチレン・酢酸ビニルサーモプラスチックエラストマー等のサーモプラスチックエラストマー等の材料に、カーボンブラック、アルミニウム、ニッケル、酸化チタン等の導電性剤を分散したもの等が例として挙げられる。特に好ましくはカーボンブラックを用いる。
【００２６】
トナー担持体として用いられる弾性ローラにおいて好ましく用いられる表面被覆層の材料は、例えば、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、ＥＰＤＭゴム、ポリウレタンゴム、エポキシゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム等のゴム又はスチレン−ブタジエンサーモプラスチックエラストマー、ポリウレタン系サーモプラスチックエラストマー、ポリエステル系サーモプラスチックエラストマー、エチレン・酢酸ビニルサーモプラスチックエラストマー等のサーモプラスチックエラストマー等、テトラフルオロエチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリビニリデンフルオライド等のフッ素系樹脂、メチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン、シリコーンアクリル等のシリコーン系樹脂、ナイロン−６、ナイロン−１２、ナイロン−４６、アラミド類等のポリアミド系樹脂、ＰＥＴ等のポリエステル系樹脂、ＰＥやＰＰ等のポリオレフィン系樹脂、エポキシ系樹脂、塩化ビニール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、メラミン系樹脂、スチロール系樹脂、ポリメタクリル酸エステル等のアクリル系樹脂、ポリアセタール系樹脂、酢酸ビニール系樹脂、フェノール系樹脂等がカーボンブラック、アルミニウム、ニッケル、酸化チタン等の導電性剤を必要に応じ配合することにより、適宜抵抗調整の上使用できる。
【００２７】
導電性付与方法としては、カーボンブラック、アルミニウム、ニッケル、酸化チタン等の導電性粒子を分散する方法、４級アンモニウム塩、過塩素酸リチウム等を含有させイオン導電性を利用する方法等が挙げられる。これらの材料を用いて、弾性ローラとする際に、導電性剤を適宜選択し、配合量及び混練、成型、キュア条件を適度にコントロールすることにより本発明において好適である抵抗特性を実現することができる。
【００２８】
本発明において、トナーの円形度を０．９４〜０．９７とするが、該円形度が０．９７を越えるようなほぼ球形のトナーにおいては、現像性も良好であるがクリーニング工程においてクリーニングする技術が難しい。円形度が０．９４に満たないと本発明の構成において現像性を十分なレベルに保つことが難しいものである。
【００２９】
本発明におけるトナーの平均円形度とは、トナーの形状を定量的に表現する簡便な方法として用いたものであり、本発明ではフロー式粒子像測定装置ＦＰＩＡ−１０００型（東亜医用電子社製）を用いて測定を行い、下式を用いて算出した。
【００３０】
2004258342.tif 000003
ここで、「粒子投影面積」とは２値化されたトナー像の面積であり、「粒子投影像の周囲長」は、該トナー像のエッジ点を結んで得られる輪郭線の長さと定義する。本発明における円形度はトナーの凹凸の度合いを示す指標であり、トナーが完全な球形の場合に１．００を示し、表面形状が複雑になる程、円形度は小さな値となる。
【００３１】
又、円形度頻度分布の平均値を意味する平均円形度は粒度分布の分割点ｉでの円形度（中心値）をｃｉ、頻度をｆｃｉとすると次式から算出される。ここでは、３．００μｍ以上の粒子を測定した結果を以って平均円形度を計算する。
2004258342.tif 000004
【００３２】
具体的な測定方法としては、容器中に予め不純固形物等を除去したイオン交換水１０ｍｌを用意し、その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ホン酸塩を加えた後、更に測定試料を０．０２ｇ加え、均一に分散させる。分散させる手段としては、超音波分散ＵＨ−５０型（エスエムテー社製）に振動子として５φのチタン合金チップを装着したものを用い、５分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。その際、該分散液の温度が４０℃以上とならないように適宜冷却する。
【００３３】
トナーの形状測定には、前記フロー式粒子像測定装置を用い、測定時のトナー濃度が４，０００〜６，０００個／μｌとなるように該分散液濃度を再調整し、トナー粒子を１，０００個以上計測する。計測後、このデータを用いて、トナーの円相当径と円形度の２元次頻度分布図（スキャッタグラム）を求める。
【００３４】
本発明に用いられるトナーにおいては、重量平均粒子径が３〜１２μｍであることが好ましい。重量平均粒子径が３μｍ未満であると、現在の技術では現像するのが難しいことがあるし、１２μｍを越えると潜像の再現性が不十分となる傾向にある。４〜１０μｍであることが更に好ましい。更に、個数分布における歪度が０．１０を越えて０．７０以下であることが好ましく、０．１０未満であると耐久を進めると画像濃度がやや落ち、又、ドット再現性が損なわれる傾向にあり、０．７０を越えるとドット再現性に問題点を生じる。更に好ましくは０．１０超〜０．６０である。
【００３５】
本発明者らの検討によると、コールターカウンターの６４チャンネルにおけるトナーの粒度分布を解析することによって、従来の測定では理解不能であったトナー粒度分布の詳細情報が得られるようになった。
【００３６】
本発明における個数分布における歪度（以下ＬＳと称する）は以下のように算出される。測定においては、電解液は１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。例えば、ＩＳＯＴＯＮ  Ｒ−ＩＩ（コールターサイエンティフィックジャパン社製）が使用できる。測定法としては、前記電解水溶液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、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行う。
【００３７】
アパーチャー径１００μｍを装備したコールターマルチサイザを用い、トナーの粒度分布を測定するがそのときの出力を６４チャンネルとする。６４チャンネルの最下限値が１．７１０〜１．７３０で且つ最上限値が５９．５００〜６０．１００となるようにアパーチャーを選択し、該区間を対数６４分割し該条件にて測定結果に基づき解析を行う。
【００３８】
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ここで、ＬＶは個数分布の標準偏差であり、以下の式により得られるものである。
2004258342.tif 000006
【００３９】
上記式中、Ｍは、測定にかかる粒子の総個数である。ｙは、その属するチャンネルの代表値であって、該チャンネルの最小値と最大値の相乗平均である。ｘａｖは、個数平均粒子径であり、各チャンネルの代表値に各チャンネルの個数を乗じ粒子の総個数Ｍにて除した値である。又、ｘｊはチャンネルの代表値を使用する。
【００４０】
ＬＳの意味するところは、個数平均値近傍の粒径の小さい側と粒径の大きい側の個数分布の大小関係である。ＬＶが負の値をとると分布の平均値近傍において粒径の小さい側に膨らみ、ＬＶが正の値をとると粒径の大きい側に膨らむ分布を示す。
【００４１】
本発明の条件を満たすトナーは、粉砕又は分級条件又は外添剤量又は外添条件等を精密に制御してこれを得ることができる。以下、トナーの構成材料について説明する。トナーは、結着樹脂、着色剤、必要に応じ荷電制御剤、離型剤等を含有するものであり、好ましくは特定の外添剤を含有するものである。
【００４２】
又、本発明のトナーには、環境安定性、帯電安定性、現像性、流動性、保存性向上のため、無機微粉体又は疎水性無機微粉体が混合されていることが好ましい。例えば、シリカ微粉末、酸化チタン微粉末又はそれらの疎水化物等が挙げられる。それらは、単独或いは併用して用いることが好ましい。
【００４３】
更にシリカ微粉体は疎水化処理されているものが好ましい。疎水化処理するには、シリカ微粉体と反応或いは物理吸着する有機ケイ素化合物等で化学的に処理することによって付与される。好ましい方法としては、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成された乾式シリカ微粉体をシラン化合物で処理した後、或いはシラン化合物で処理すると同時にシリコーンオイルの如き有機ケイ素化合物で処理する方法が挙げられる。
【００４４】
本発明において特に好ましい態様としては、トナーの表面には、数平均粒子径５ｎｍ以上３０ｎｍ未満の微粒子が外添されていることが好ましく、該微粒子がシラン化合物とシリコーンオイルにて表面処理されていることが更に好ましい。加えて、その他に数平均粒子径４０ｎｍ以上の微粒子が外添されていることが更に好ましく、更には、該数平均粒子径４０ｎｍ以上の微粒子はシランカップリング剤とシリコーンオイルにて表面処理されていることが更に好ましい。
【００４５】
数平均粒子径５ｎｍ以上３０ｎｍ未満の微粒子がトナー表面に外添されていることによりトナーの流動性が向上し現像性が向上し、更に数平均粒子径４０ｎｍ以上の微粒子が外添されていると長期の使用においても現像性の劣化が抑えられるという効果を有すると共に、シラン化合物とシリコーンオイルによって処理されていると、その小径で且つ異形のトナーの現像性が促進され、本発明で使用するトナー担持体の構成と相俟って画像濃度の低下或いはハーフトーン濃度の変動等を効果的に防止することが可能となる。
【００４６】
その添加量は、数平均粒子径５ｎｍ以上３０ｎｍ未満の微粒子については、トナーを基準として、０．１〜５．０質量％である。０．１質量％に満たないと流動性が不充分となり現像性の向上が不充分なことがある。５．０質量％を越えると余分の微粒子が感光体に付着しフィルミングを起こす傾向にある。更に好ましくは、０．８質量％以上外添することである。
【００４７】
数平均粒子径４０ｎｍ以上の微粒子については、１，０００ｎｍ以下であることが好ましく、トナーを基準として、０．０５〜５．０質量％が好ましい添加量である。０．０５質量％に満たないと長期の使用においても現像性の劣化が抑えられるという効果が不充分なことがあり、５．０質量％を越えると余分の微粒子が感光体に付着しフィルミングを起こす傾向にある。更に好ましくは、０．１〜３．０質量％である。０．２〜０．７質量％外添することで殊更に好ましい結果が得られる。
【００４８】
疎水化処理に使用されるシラン化合物としては、例えば、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、β−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン、１，３−ジフェニルテトラメチルジシロキサン及び１分子当たり２から１２個のシロキサン単位を有し末端に位置する単位にそれぞれ１個宛のケイ素原子に結合した水酸基を含有したジメチルポリシロキサン等が挙げられる。
【００４９】
好ましいシリコーンオイルとしては、２５℃における粘度が３０〜１，０００ｍｍ２／ｓの物が用いられ、例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、α−メチルスチレン変性シリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル等が特に好ましい。
【００５０】
シリコーンオイル処理の方法としては、例えば、シラン化合物で処理されたシリカ微粉体とシリコーンオイルとをヘンシェルミキサー等の混合機を用いて直接混合してもよいし、ベースとなるシリカ微粉体にシリコーンオイルを噴霧する方法を用いてもよい。或いは適当な溶剤にシリコーンオイルを溶解或いは分散せしめた後、シリカ微粉体を加え混合し溶剤を除去する方法でもよい。
【００５１】
本発明のトナーには、必要に応じてシリカ微粉体又は酸化チタン微粉体又はそれらの疎水化物等以外の外部添加剤を添加してもよい。例えば、帯電補助剤、導電性付与剤、流動性付与剤、ケーキング防止剤、熱ロール定着時の離型剤、滑剤、研磨剤等の働きをする樹脂微粒子や無機微粒子等である。
【００５２】
例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ステアリン酸亜鉛、ポリフッ化ビニリデンの如き滑剤、中でもポリフッ化ビニリデンが好ましい。或いは酸化セリウム、炭化ケイ素、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム等の研磨剤、中でもチタン酸ストロンチウム及びチタン酸カルシウムが好ましい。或いは例えば、酸化チタン、酸化アルミニウム等の流動性付与剤、中でも特に疎水性のものが好ましい。ケーキング防止剤、或いは例えば、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化アンチモン、酸化スズ等の導電性付与剤、又、逆極性の白色微粒子及び黒色微粒子を現像性向上剤として少量用いることもできる。トナーと混合される樹脂微粒子、無機微粉体及び疎水性無機微粉体等は、磁性トナー１００質量部に対して０．１〜５質量部、好ましくは、０．１〜３質量部使用するのがよい。
【００５３】
本発明に使用される結着樹脂の種類としては、例えば、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等のスチレン及びその置換体の単重合体；スチレン−ｐ−クロルスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体等のスチレン系共重合体；ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天然変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、石油系樹脂等が使用できる。又、架橋されたスチレン系樹脂も好ましい結着樹脂である。
【００５４】
着色剤としては、例えば、以下のものが用いられる。フタロシアニン系顔料、モノアゾ系顔料、ビスアゾ系顔料、磁性粉、キナクリドン系顔料等が挙げられる。これらの具体例としては、例えば、カーボンブラック、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、ブリリアンカーミン３Ｂ、ブリリアンカーミン６Ｂ、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、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レート等の種々の顔料；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、インジコ系、チオインジコ系、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、キサンテン系等の各種染料；等が挙げられる。これらの着色剤は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００５５】
本発明に用いられる離型剤としては、次のようなものがある。具体的には、脂肪族炭化水素系ワックス（低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス等）、脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物、植物系ワックス（キャンデリラワックス、カルナバワックス等）、動物系ワックス（みつろう、ラノリン等）、鉱物系ワックス（オゾケライト、セレシン、ペトロラクタム等）、脂肪酸エステルを成分とするワックス類（ベヘン酸ベヘニル、モンタン酸エステル、ステアリン酸ステアリル等）、飽和又は不飽和脂肪酸（パルミチン酸、ステアリン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸）、長鎖のアルキルを有する飽和又は不飽和アルコール（ステアリルアルコール、エイコシルアルコール、ベヘニルアルコール等）、多価アルコール（ソルビトール等）、脂肪族又は不飽和又は芳香族系アミド（リノール酸アミド、オレイン酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、ｍ−キシレンビスステアリン酸アミド等）、脂肪酸金属塩（ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等）、アルキル基を有するシリコーン、脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸の如きビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス等が挙げられる。
【００５６】
本発明のトナーは、荷電制御剤としては、公知のものが利用でき、特に帯電スピードが速く、且つ、一定の帯電量を安定して維持できる荷電制御剤が好ましい。具体的な荷電制御剤としては、ネガ系荷電制御剤としてサリチル酸、アルキルサリチル酸、ジアルキルサリチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボン酸の如き芳香族カルボン酸の金属化合物、アゾ染料或いはアゾ顔料の金属塩又は金属錯体、スルホン酸又はカルボン酸基を側鎖に持つ高分子型化合物、ホウ素化合物、尿素化合物、ケイ素化合物、カリックスアレーン等が挙げられる。
【００５７】
ポジ系荷電制御剤としては、四級アンモニウム塩、該四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子型化合物、グアニジン化合物、ニグロシン系化合物、イミダゾール化合物等が挙げられる。上記荷電制御剤は、結着樹脂１００質量部に対し０．５〜１０質量部使用することが好ましい。
【００５８】
本発明のトナーは、例えば、トナー構成材料をボールミルの如き混合機により充分混合してから加熱ロール、ニーダー、エクストルーダーの如き熱混練機を用いて溶融、捏和及び練肉し、冷却固化後粉砕及び厳密な分級を行うことにより生成することができ好ましいが、この方法には限られず、水系媒体中において、樹脂粒子及び着色剤を凝集、融着させて形成されたものも使用できる。
【００５９】
例えば、混合機としては、ヘンシェルミキサー（三井鉱山社製）；スーパーミキサー（カワタ社製）；リボコーン（大川原製作所社製）；ナウターミキサー、タービュライザー、サイクロミックス（ホソカワミクロン社製）；スパイラルピンミキサー（太平洋機工社製）；レーディゲミキサー（マツボー社製）等が挙げられる。
【００６０】
混練機としては、ＫＲＣニーダー（栗本鉄工所社製）；ブス・コ・ニーダー（Ｂｕｓｓ社製）；ＴＥＭ型押し出し機（東芝機械社製）；ＴＥＸ二軸混練機（日本製鋼所社製）；ＰＣＭ混練機（池貝鉄工所社製）；三本ロールミル、ミキシングロールミル、ニーダー（井上製作所社製）；ニーデックス（三井鉱山社製）；ＭＳ式加圧ニーダー、ニダールーダー（森山製作所社製）；バンバリーミキサー（神戸製鋼所社製）等が挙げられる。
【００６１】
粉砕機としては、カウンタージェットミル、ミクロンジェット、イノマイザ（ホソカワミクロン社製）；ＩＤＳ型ミル、ＰＪＭジェット粉砕機（日本ニューマチック工業社製）；クロスジェットミル（栗本鉄工所社製）；ウルマックス（日曹エンジニアリング社製）；ＳＫジェット・オー・ミル（セイシン企業社製）；クリプトロン（川崎重工業社製）；ターボミル（ターボ工業社製）等が挙げられ、分級機としては、クラッシール、マイクロンクラッシファイアー、スペディッククラシファイアー（セイシン企業社製）；ターボクラッシファイアー（日新エンジニアリング社製）；ミクロンセパレータ、ターボプレックス（ＡＴＰ）、ＴＳＰセパレータ（ホソカワミクロン社製）；エルボージェット（日鉄鉱業社製）、ディスパージョンセパレータ（日本ニューマチック工業社製）；ＹＭマイクロカット（安川商事社製）等が挙げられる。
【００６２】
粗粒等をふるい分けるために用いられる篩い装置としては、ウルトラソニック（晃栄産業社製）；レゾナシーブ、ジャイロシフター（徳寿工作所社）；バイブラソニックシステム（ダルトン社製）；ソニクリーン（新東工業社製）；ターボスクリーナー（ターボ工業社製）；ミクロシフター（槙野産業社製）；円形振動篩い等が挙げられる。
【００６３】
本発明の現像装置ユニットを用いる画像形成装置を図１の例をもって説明する。感光体としての感光ドラム１は、矢印Ａ方向に回転し、且つ感光ドラム１を帯電処理するための帯電装置２によって、一様に一次帯電される（帯電工程）。この帯電工程において、帯電装置２は、帯電バイアス電圧が印加されている接触帯電部材を有しており、この接触帯電部材が感光ドラム１の表面に接触することにより、感光ドラム１の表面は、一次帯電される。一次帯電された感光ドラム１の表面は、感光ドラム１に静電潜像を書き込むための露光手段であるレーザー光学装置より出射されたレーザー光３により露光され、その表面に静電潜像が形成される（潜像形成工程）。
【００６４】
この静電潜像を感光ドラム１に対してトナー担持体５がトナーを介して接触するよう配置され、現像装置ユニットとして、画像形成装置に対し着脱可能である現像装置４によって現像し、トナー像として可視化する（本例では露光部にトナー像を形成するいわゆる反転現像を行っている）。
【００６５】
可視化された感光ドラム１上のトナー像は、転写手段としての転写ローラ９によって転写材としての被記録媒体である紙１３に静電転写され（転写工程）、転写されずに感光ドラム１上に残存した転写残トナーは、クリーニング手段であるクリーニングブレード１０によりかきとられ、廃トナー容器１１に収納され、クリーニングされた感光ドラム１は上述作用を繰り返し画像形成するものである。一方、トナー像を転写された紙１３は定着装置１２により定着処理され（定着工程）、装置外に排紙されプリント動作が終了する。
【００６６】
本発明にかかる現像装置４について図２に基づいて更に詳しく説明する。図２において、１４は一成分現像剤として負帯電性のトナー８を収容したトナー容器で、本現像装置４は、トナー容器１４内の長手方向に延在する開口部に位置し、感光ドラム１と対向設置されたトナー担持体５を備え、感光ドラム１上の静電潜像を現像して可視化するようになっている。
【００６７】
上記現像装置４において、該トナー担持体５は、上記開口部にて図に示す右略半周面をトナー容器１４内に突出し、左略半周面をトナー容器１４外に露出して横設されている。このトナー容器１４外へ露出した面は、現像装置４の左方に位置する感光ドラム１に対向している。トナー担持体５は矢印Ｂ方向に回転駆動され、その表面は、トナー８との摺擦確率を高くし、且つトナー８の搬送を良好に行うための適度な凹凸を有している。
【００６８】
そして、その上方位置には、トナー規制部材７が、押さえ板金１５に支持され自由端側の先端近傍をトナー担持体５の外周面に接触にて当接されるよう設けられており、当接方向としては、当接部に対して先端側がトナー担持体５の回転方向上流側に位置する、いわゆるカウンター方向になっている。
【００６９】
このトナー規制部材７は、バネ弾性を有するＳＵＳ又はリン青銅の金属薄板１７上に弾性体１６としてのポリアミド含有ゴム（以下、ポリアミドエラストマーと称する）を接着若しくは射出成形して設けたものであるが、金属薄板１７のみでも使用できる。この金属薄板１７は、トナー担持体５に対する、トナー規制部材７の圧接力を維持し、ポリアミドエラストマーにより負極性トナー８に対する帯電性を持たせたものである。
【００７０】
トナー剥ぎ取り部材６は、上記のトナー規制部材７のトナー担持体５表面との当接部に対しトナー担持体５の回転方向上流側に当接され、且つ回転可能に支持されている。以上のような本現像装置４において、現像動作時に、トナー容器１４内のトナー８は、撹拌部材１８の矢印Ｃ方向の回転に伴いトナー剥ぎ取り部材６方向に送られる。
【００７１】
更にトナー８はトナー剥ぎ取り部材６が矢印Ｄ方向に回転することにより、トナー担持体５の近傍に運ばれ、トナー担持体５とトナー剥ぎ取り部材６との当接部において、トナー剥ぎ取り部材６上に担持されているトナー８は、トナー担持体５と摺擦されることによって、摩擦帯電をうけ、トナー担持体５上に付着する。
【００７２】
その後、トナー担持体５の矢印Ｂ方向の回転に伴い、トナー規制部材７の圧接下に送られ、ここで適正なトリボ（摩擦帯電量）をうけるとともに、トナー担持体５上に薄層形成された後、感光ドラム１との対向部である現像部へ搬送される。
【００７３】
現像部において消費されなかった未現像トナーは、トナー担持体５の回転とともにトナー担持体５の下部より回収される。この回収部分にはシール部材１９が設けられ、未現像トナーのトナー容器１４内への通過を許容するとともに、トナー容器１４内のトナー８がトナー担持体の下部から漏出するのを防止する。この回収されたトナー担持体５上の未現像トナーは、トナー剥ぎ取り部材６とトナー担持体５との当接部において、トナー担持体５表面から剥ぎ取られる。この剥ぎ取られたトナーの大部分は、トナー剥ぎ取り部材６の回転に伴い搬送されトナー容器１４内のトナー８と混ざりあい、トナーの帯電電荷が分散される。同時にトナー剥ぎ取り部材６の回転によりトナー担持体５上に新たなトナーが供給され前述の作用を繰り返す。
【００７４】
本発明のプロセスカートリッジとしては、上述した現像装置を画像形成装置本体（例えば、複写機、レーザービームプリンター、ファクシミリ装置）に対して脱離可能に装着したものである。プロセスカートリッジの形態としては、図２に示す現像装置４に加えて、（ｉ）感光体としての感光ドラム１、（ｉｉ）クリーニングブレード１０及び廃トナー容器１１を有するクリーニング手段、（ｉｉｉ）接触帯電部材を有する帯電装置２、及び（ｉｖ）転写手段としての転写ローラ９からなる群から選択される一種以上の構成部材を一体に有して構成させることも可能である。このときに、上記装置本体の方に、上記に挙げた構成部材の中でプロセスカートリッジに選択しなかった構成部材を伴って構成してもよい。
【００７５】
例えば、プロセスカートリッジとして、現像装置４と感光ドラム１とを一体的に組み合わされてユニット化してもよいし、現像装置４と感光ドラム１とクリーニングブレード１０及び廃トナー容器１１を有するクリーニング手段とを一体的に組み合わされてユニット化してもよいし、現像装置４と感光ドラム１とクリーニングブレード１０及び廃トナー容器１１を有するクリーニング手段と接触帯電部材を有する帯電装置２とを一体的に組み合わされてプロセスカートリッジ化してもよい。
【００７６】
次に、本発明の現像装置ユニットを用いたカラー画像形成方法に関して図面を用いて説明する。図３及び図４には、本発明に好適な画像形成方法を中間転写体を用いて多重トナー像を被記録媒体に一括転写する画像形成装置の概略図を示す。図３には、本発明に好適な画像形成方法を中間転写ドラムを用いて、多重トナー像を被記録媒体に一括転写する画像形成装置の概略図を示す。
【００７７】
潜像担持体としての感光体ドラム５１の表面に、帯電部材としての帯電バイアス電圧が印加された回転可能な帯電ローラー５２を回転させながら接触させて、感光体ドラム５１の表面を均一に一次帯電し、露光手段としての光源装置Ｌより発せられたレーザー光Ｅにより、感光体ドラム５１上に第１の静電潜像を形成する。形成された第１の静電潜像は、回転可能なロータリーユニット５４に設けられている第１の現像器としてブラック現像器５４Ｂｋ中のブラックトナーにより現像され、ブラックトナー像を形成する。
【００７８】
感光体ドラム５１上に形成されたブラックトナー像は、中間転写ドラムの導電性支持体に印加される転写バイアス電圧の作用により、中間転写ドラム５５上に静電的に一次転写される。次に、上記と同様にして感光体ドラム５１の表面に第２の静電潜像を形成し、ロータリーユニット５４を回転して、第２の現像器としてのイエロー現像器５４Ｙ中のイエロートナーにより現像してイエロートナー像を形成し、ブラックトナー像が一次転写されている中間転写ドラム５５上にイエロートナー像を静電的に一次転写する。
【００７９】
同様にして、第３の静電潜像及び第４の静電潜像をロータリーユニット５４を回転して、第３の現像器としてのマゼンタ現像器５４Ｍ中のマゼンタトナー及び第４の現像器としてシアン現像器５４Ｃ中のシアントナーにより、順次現像及び一次転写を行って、中間転写ドラム５５上に各色のトナー像をそれぞれ一次転写する。
【００８０】
中間転写ドラム５５上に一次転写された多重トナー像は、被記録媒体Ｐを介して反対側に位置する第２の転写装置５８からの転写バイアス電圧の作用により、被記録媒体Ｐの上に静電的に一括に二次転写される。被記録媒体Ｐ上に二次転写された多重トナー像は加熱ローラー及び加圧ローラーを有する定着装置５３により被記録媒体Ｐに加熱定着される。転写後に感光体ドラム５１の表面上に残存する転写残トナーは、感光体ドラム５１の表面に当接するクリーニングブレードを有するクリーナーで回収され、感光体ドラム５１はクリーニングされる。
【００８１】
感光体ドラム５１から中間転写ドラム５５への一次転写は、第１の転写装置としての中間転写ドラム５５の導電性支持体に、図示しない電源よりバイアスを付与することで転写電流が得られ、トナー画像の転写が行われる。中間転写ドラム５５は、剛体である導電性支持体５５ａと、表面を覆うゴム又はエラストマー等を主成分とする弾性層５５ｂよりなる。
【００８２】
中間転写ドラム５５上の多重トナー像は、第２の転写装置５８により被記録媒体Ｐ上に一括に二次転写されるが、転写手段５８としてはコロナ帯電器による非接触静電転写手段或いは転写ローラー及び転写ベルトを用いた接触静電転写手段が使用可能である。
【００８３】
定着装置５３としては、加熱ローラー５３ａと加圧ローラー５３ｂを有する熱ローラー定着装置に替えて、被記録媒体Ｐ上のトナー像に接するフィルムを加熱することにより、被記録媒体Ｐ上のトナー像を加熱し、被記録媒体Ｐに多重トナー像を加熱定着するフィルム加熱定着装置を用いることもできる。
【００８４】
図３に示した画像形成装置で用いている中間転写体としての中間転写ドラムに代えて、中間転写ベルトを用いて多重トナー像を被記録媒体に一括転写することも可能である。中間転写ベルトの構成について、図４に示す。感光ドラム１０１上に形成担持されたトナー画像は、感光ドラム１０１と中間転写ベルト１１０とのニップ部を通過する過程で、一次転写ローラー１１２から中間転写ベルト１１０に印加される一次転写バイアスにより形成される電界により、中間転写ベルト１１０の外周面に順次一次転写される。
【００８５】
感光ドラム１０１から中間転写ベルト１１０への第１〜第４色のトナー画像の順次重畳転写のための一次転写バイアスは、トナーとは逆極性で、バイアス電源１１４から印加される。
【００８６】
感光ドラム１０１から中間転写ベルト１１０への第１〜第３色のトナー画像の一次転写工程において、二次転写ローラー１１３ｂ及び中間転写ベルトクリーナー１０９は中間転写ベルト１１０から離間することも可能である。１１３ｂは二次転写ローラーで、二次転写対向ローラー１１３ａに対応し平行に軸受させて中間転写ベルト１１０の下面部に離間可能な状態に配設してある。
【００８７】
中間転写ベルト１１０上に転写された合成カラートナー画像の被記録媒体Ｐへの転写は、二次転写ローラー１１３ｂが中間転写ベルト１１０に当接されると共に、中間転写ベルト１１０と二次転写ローラー１１３ｂとの当接ニップに所定のタイミングで被記録媒体Ｐが給送され、二次転写バイアスがバイアス電源１１６から二次転写ローラー１１３ｂに印加される。この二次転写バイアスにより中間転写ベルト１１０から被記録媒体Ｐへ合成カラートナー画像が二次転写される。
【００８８】
被記録媒体Ｐへの画像転写終了後、中間転写ベルト１１０にはクリーニング用帯電部材１０９が当接され、感光ドラム１０１とは逆極性のバイアスをバイアス電源１１５から印加することにより、被記録媒体Ｐに転写されずに中間転写ベルト１１０上に残留しているトナー（転写残トナー）に感光ドラム１０１と逆極性の電荷が付与される。前記転写残トナーは、感光ドラム１０１とのニップ部及びその近傍において感光ドラム１０１に静電的に転写されることにより、中間転写体がクリーニングされる。
【００８９】
中間転写ベルトは、ベルト形状の樹脂又はゴム若しくはエラストマーを主成分とする基層と必要に応じて基層の上に設けられる表面処理層よりなる。尚、表面処理層は複数の層により構成されていてもよい。更に、中間転写体の抵抗値を調節するために基層及び表面処理層中に導電剤を添加してもよい。導電剤としては特に限定されるものではないが、例えば、カーボン、アルミニウムやニッケル等の金属粉末；酸化チタン等の金属酸化物；及び４級アンモニウム塩含有ポリメタクリル酸メチル、ポリビニルアニリン、ポリビニルピロール、ポリジアセチレン、ポリエチレンイミン、含硼素高分子化合物及びポリピロール等の導電性高分子化合物；等からなる群より選ばれる１種或いは２種以上を用いることができる。但し、上記導電剤に限定されるものではない。
【００９０】
次に、複数画像形成部にて各色のトナー画像をそれぞれ形成し、これを同一被記録媒体に順次重ねて転写するようにした画像形成方法を図５をもとに説明する。ここでは、第１、第２、第３及び第４の画像形成部１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄが並設されており、各画像形成部はそれぞれ専用の静電潜像保持体、いわゆる感光ドラム１１９ａ、１１９ｂ、１１９ｃ及び１１９ｄを具備している。
【００９１】
感光ドラム１１９ａ乃至１１９ｄはその外周側に潜像形成手段１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ及び１２３ｄ、現像部１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃ及び１１７ｄ、転写用放電部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ及び１２４ｄ、ならびにクリーニング部１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃ及び１１８ｄが配置されている。このような構成にて、先ず、第１画像形成部１２９ａの感光ドラム１１９ａ上に潜像形成手段１２３ａによって原稿画像における、例えば、イエロー成分色の潜像が形成される。該潜像は現像手段１１７ａのイエロートナーを有する現像剤で可視画像とされ、転写部１２４ａにて、転写材としての被記録媒体Ｐに転写される。
【００９２】
上記のようにイエロー画像が被記録媒体Ｐに転写されている間に、第２画像形成部１２９ｂではマゼンタ成分色の潜像が感光ドラム１１９ｂ上に形成され、続いて現像手段１１７ｂのマゼンタトナーを有する現像剤で可視画像とされる。この可視画像（マゼンタトナー像）は、上記の第１画像形成部１２９ａでの転写が終了した被記録媒体Ｐが転写部１２４ｂに搬入されたときに、該被記録媒体Ｐの所定位置に重ねて転写される。
【００９３】
以下、上記と同様な方法により第３、第４の画像形成部１２９ｃ、１２９ｄによってシアン色、ブラック色の画像形成が行われ、上記同一の被記録媒体Ｐに、シアン色、ブラック色を重ねて転写するのである。このような画像形成プロセスが終了したならば、被記録媒体Ｐは定着部１２２に搬送され、被記録媒体Ｐ上の画像を定着する。これによって被記録媒体Ｐ上には多色画像が得られるのである。転写が終了した各感光ドラム１１９ａ、１１９ｂ、１１９ｃ及び１１９ｄはクリーニング部１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃ及び１１８ｄにより残留トナーを除去され、引き続き行われる次の潜像形成のために供せられる。
【００９４】
尚、上記画像形成装置では、被記録媒体としての被記録媒体Ｐの搬送のために、搬送ベルト１２５が用いられており、図５において、被記録媒体Ｐは右側から左側へ搬送され、その搬送過程で、各画像形成部１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ及び１２９ｄにおける各転写部１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ及び１２４ｄを通過し、転写をうける。
【００９５】
この画像形成方法においては、例えば、被記録媒体を搬送する搬送手段として加工の容易性及び耐久性の観点からテトロン（登録商標）繊維のメッシュを用いた搬送ベルト及びポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリイミド系樹脂、ウレタン系樹脂の如き薄い誘電体シートを用いた搬送ベルトが利用される。
【００９６】
被記録媒体Ｐが第４画像形成部１２９ｄを通過すると、ＡＣ電圧が除電器に加えられ、被記録媒体Ｐは除電され、ベルト１２５から分離され、その後、定着器１２２に入り、画像定着され、排出口１２６から排出される。
【００９７】
尚、この画像形成方法では、その画像形成部にそれぞれ独立した静電潜像保持体を具備しており、被記録媒体はベルト式の搬送手段で、順次、各静電潜像保持体の転写部へ送られるように構成してもよい。又、この画像形成方法では、その画像形成部に共通する静電潜像保持体を具備してなり、被記録媒体は、ドラム式の搬送手段で、静電潜像保持体の転写部へ繰返し送られて、各色の転写をうけるように構成してもよい。
【００９８】
感光体としては、アモルファスシリコン感光層、又は有機系感光層を有する感光体が好ましく用いられる。有機感光層としては、感光層が電荷発生物質及び電荷輸送性能を有する物質を同一層に含有する、単一層型でもよく、又は、電荷輸送層と電荷発生層の層構成を有する機能分離型感光層であってもよい。導電性基体上に電荷発生層、次いで電荷輸送層の順で積層されている構造の積層型感光層は好ましい例の一つである。有機感光層の結着樹脂はポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂が特に、転写性、クリーニング性が良く、クリーニング不良、感光体へのトナーの融着、外添剤のフィルミングが起こりにくい。
【００９９】
帯電工程では、コロナ帯電器を用い非接触である方式と、ローラー等を用いる接触型の方式があり、いずれのものも用いられる。効率的な均一帯電、シンプル化、低オゾン発生化のために接触方式のものが好ましく用いられる。
【０１００】
帯電ローラーを用いた時の好ましいプロセス条件としては、ローラーの当接圧が４．９〜４９０Ｎ／ｍ（５〜５００ｇ／ｃｍ）で、直流電圧に交流電圧を重畳したものを用いた時には、交流周波数＝５０Ｈｚ〜５ｋＨｚ、交流電圧はサイン波、矩形波、三角波及び鋸波等を使用することができ、ピークピーク間電圧で、０．２〜２．５ｋＶであり、直流電圧を用いた時には、直流電圧＝±０．２〜±１ｋＶである。
【０１０１】
この他の帯電手段としては、帯電ブレードを用いる方法や、磁気ブラシ、導電性ブラシを用いる方法がある。これらの接触帯電手段は、高電圧が不必要であり、オゾンの発生が低減するといった効果がある。
【０１０２】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。尚、文中、部又は％とあるのは、特に断りのない限り質量基準である。
［トナー製造例１］
・スチレンブチルアクリレート樹脂（重量平均分子
量３０万）                          １００部
・ピグメントブルー１５：３                ５部
・脱酸カルナバワックス                    １部
・低分子量ポリプロピレン                  １部
・サリチル酸亜鉛化合物                    ２部
【０１０３】
以上をヘンシェルミキサーで乾式混合し得られた混合物を１２０℃に設定した２軸押し出し機にて溶融混練し、ハンマーミルにて１ｍｍ程度に粗砕した後に機械式粉砕機（ターボミル）で７．５μｍ程度まで粉砕したものを、多分割分級機にて分級し、重量平均粒子径８．１μｍのトナー粒子を得た。
【０１０４】
ヘキサメチルジシラザンで表面処理された一次粒子径が１２ｎｍである疎水性シリカ（シリカＡ）を上記トナー粒子１００部に対し１．５部添加し、ヘンシェルミキサーで混合しトナー１とした。歪度は０．３５、平均円形度は０．９４７であった。
【０１０５】
［トナー製造例２〜６］
トナー製造例１において、粉砕条件と分級条件を制御し、表１に挙げる特性を有するトナー２〜６を得た。
［トナー製造例７〜１０］
トナー製造例１において得られたトナー粒子にヘキサメチルジシラザンを処理した後にジメチルシリコーンオイルを処理した一次粒子径１２ｎｍのシリカ粒子（シリカＢ）、ヘキサメチルジシラザンを処理した後にジメチルシリコーンオイルを処理した一次粒子径４５ｎｍのシリカ粒子（シリカＣ）を表１のように製造しトナー７〜１０を得た。
【０１０６】
2004258342.tif 000007
【０１０７】
［トナー担持体製造例１］
加硫剤、加硫促進剤及び可塑剤を配合したＥＰＤＭゴム１００部に対し、ＤＢＰ吸油量が２５０ｃｍ３／１００ｇ、ＢＥＴ比表面積７５ｍ２／ｇである導電性カーボンブラックＡ２０部とＤＢＰ吸油量が１８０ｃｍ３／１００ｇ、ＢＥＴ比表面積１８０ｍ２／ｇである導電性カーボンブラックＢ１５部を添加し、オープンロールにて３０分混練した後に、直径９ｍｍ長さ３５０ｍｍの芯金が配置された専用のプレス金型を用いて、１５０℃、２０分の成型条件で加硫処理を行い、ゴム長３００ｍｍであって、直径１６ｍｍであるゴムローラーを得た。該ゴムローラを研磨し、厚み４０μｍのポリウレタン表面層を形成し、トナー担持体１を得た。
【０１０８】
［トナー担持体製造例２］
導電性カーボンブラックＢを２０部とし、オープンロールの混練時間を６０分とした以外は［トナー担持体製造例１］と同様に製造し、トナー担持体２を得た。
［トナー担持体製造例３］
導電性カーボンブラックＢを２２部とし、オープンロールの混練時間を６０分とした以外は［トナー担持体製造例１］と同様に製造し、トナー担持体３を得た。
【０１０９】
［トナー担持体製造例４］
導電性カーボンブラックＢを２５部とし、オープンロールの混練時間を８０分とした以外は［トナー担持体製造例１］と同様に製造し、トナー担持体４を得た。
［トナー担持体製造例５］
導電性カーボンブラックＢを４０部とし、導電性カーボンブラックＡを０部、オープンロールの混練時間を６０分とした以外は［トナー担持体製造例１］と同様に製造し、トナー担持体５を得た。
【０１１０】
［トナー担持体製造例６］
導電性カーボンブラックＢを３０部とし、過塩素酸リチウムを５部添加して、オープンロールの混練時間を３０分とした以外は［トナー担持体製造例１］と同様に製造し、トナー担持体６を得た。
【０１１１】
［トナー担持体製造例７］
導電性カーボンブラックＢを３０部とし、導電性カーボンブラックＡを０部、過塩素酸リチウムを１部添加して、オープンロールの混練時間を３０分とした以外は［トナー担持体製造例１］と同様に製造し、トナー担持体７を得た。
【０１１２】
［トナー担持体製造例８］
導電性カーボンブラックＢを２０部とし、導電性カーボンブラックＡを０部、過塩素酸リチウムを５部添加して、オープンロールの混練時間を６０分とした以外は［トナー担持体製造例１］と同様に製造し、トナー担持体８を得た。
【０１１３】
［実施例１］
画像形成装置（図１）と現像装置（図２）を用い、トナー規制部材としては０．５ｍｍ厚のＳＵＳ板を用いた。トナー担持体としては、トナー担持体製造例２で得られたトナー担持体２を用いた。トナーは、トナー１を用い、２０℃５０％相対湿度下２，０００枚の耐久試験を行った。感光体の暗部電位は、−６００Ｖ、明部電位は−１５０Ｖ、トナー担持体に印加する電圧は、−３００Ｖとした。この初期と耐久後の画質を評価した。評価項目は、かぶり、濃度、ドット再現性及びハーフトーン一様性である。評価の基準は以下による。
【０１１４】
（かぶり）
かぶり反射式濃度計（ＴＯＫＹＯ  ＤＥＮＳＨＯＫＵ  ＣＯ．，ＬＴＤ社製：ＲＥＦＬＥＣＴＯＭＥＴＥＲ  ＭＯＤＥＬ  ＴＣ−６Ｓ）を用いて測定した（プリント後の白地部反射濃度平均値をＤｓ、プリント前の用紙の反射濃度平均値をＤｒとしたときのＤｓ−Ｄｒをかぶり量とした）。尚、かぶり量２％以下は実質的にかぶりの無い良好な画像であり、５％を超えるとかぶりの目立つ不鮮明な画像である。
かぶり評価基準
Ａ：かぶり１％未満
Ｂ：かぶり１％以上２％未満
Ｃ：２％以上
【０１１５】
（濃度）
通常の複写機用普通紙（７５ｇ／ｍ２）にプリントしたベタ画像の濃度をマクベス反射濃度計（マクベス社製）を用いて測定した。
画像濃度評価基準
Ａ：１．４０以上
Ｂ：１．３０以上１．４０未満
Ｃ：１．３０未満
【０１１６】
（ドット再現性）
孤立ドットを現像し、感光体上のトナー像を顕微鏡で観察した。
Ａ：にじみやかすれが無い。
Ｂ：わずかな飛び散り、にじみ、かすれがみられる。
Ｃ：若干の飛び散り、にじみ、かすれがみられる。
【０１１７】
（ハーフトーンの一様性）
画像評価は、図６に示すようなトナー担持体１周分だけ黒白の帯を出力し、２周目からは１ドット横線と２ドット分の空白により形成されるハーフトーンを出力するパターンを用いた（図面上では、上記ドットのパターンは省略し、通常のハッチングで示した）。
【０１１８】
評価方法は、一枚のプリント画像のうちトナー担持体２周目で、１周目で黒画像形成されていた場所（黒印字部）とされていなかった場所（非画像部）でのマクベス反射濃度計により測定された反射濃度の差をとることによった。即ち、次式によった。
反射濃度差＝反射濃度（像形成されていた場所）−反射濃度（像形成されていなかった場所）
反射濃度差が小さい程ハーフトーンの一様性のレベルはよい。
評価基準
Ａ：０．０２以下
Ｂ：０．０３以上０．０５以下
Ｃ：０．０６以上
評価の結果を表２に挙げた。
【０１１９】
［実施例２］
トナー担持体３を用いたことを除いて実施例１と同様に評価を行った。評価の結果を表２に挙げた。
［実施例３］
トナー担持体４を用いたことを除いて実施例１と同様に評価を行った。評価の結果を表２に挙げた。
【０１２０】
［比較例１］
トナー担持体１を用いたことを除いて実施例１と同様に評価を行った。評価の結果を表２に挙げた。
［比較例２］
トナー担持体５を用いたことを除いて実施例１と同様に評価を行った。評価の結果を表２に挙げた。
【０１２１】
［実施例４］
トナー担持体７を用いたことを除いて実施例１と同様に評価を行った。評価の結果を表２に挙げた。
【０１２２】
［比較例３］
トナー担持体６を用いたことを除いて実施例１と同様に評価を行った。初期かぶりが多かったので、耐久試験を行わなかった。評価の結果を表２に挙げた。
［比較例４］
トナー担持体８を用いたことを除いて実施例１と同様に評価を行った。評価の結果を表２に挙げた。
【０１２３】
2004258342.tif 000008
【０１２４】
2004258342.tif 000009
【０１２５】
［実施例５］
実施例３において、２，０００枚の耐久試験を終えた現像装置ユニットを清掃したものにトナー２を補給し、更に２，０００枚の耐久試験を行った。その結果を表３に示す。
【０１２６】
［実施例６］
実施例３において、２，０００枚の耐久試験を終えた現像装置ユニットを清掃したものにトナー３を補給し、更に２，０００枚の耐久試験を行った。その結果を表３に示す。
【０１２７】
［実施例７］
実施例３において、２，０００枚の耐久試験を終えた現像装置ユニットを清掃したものにトナー４を補給し、更に２，０００枚の耐久試験を行った。その結果を表３に示す。
【０１２８】
［実施例８］
実施例３において、２，０００枚の耐久試験を終えた現像装置ユニットを清掃したものにトナー５を補給し、更に２，０００枚の耐久試験を行った。その結果を表３に示す。
【０１２９】
［比較例５］
実施例３において、２，０００枚の耐久試験を終えた現像装置ユニットを清掃したものにトナー６を補給し、更に２，０００枚の耐久試験を行った。その結果を表３に示す。
【０１３０】
2004258342.tif 000010
【０１３１】
［実施例９］
実施例２において、トナー７を用いることを除いて同様の評価を行った。結果を表４に示す。
［実施例１０］
実施例２において、トナー８を用いることを除いて同様の評価を行った。結果を表４に示す。
【０１３２】
［実施例１１］
実施例２において、トナー９を用いることを除いて同様の評価を行った。結果を表４に示す。
［実施例１２］
実施例２において、トナー１０を用いることを除いて同様の評価を行ったところ、耐久終了時に画像には現れないものの、僅かながら感光体表面にフィルミングが見られた。結果を表４に示す。
【０１３３】
2004258342.tif 000011
【０１３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、クリーニング性の良好な不定形トナーを用いた時に生じる、色むら、かぶりを低減することのできる現像装置ユニット及びプロセスカートリッジを提供することができ、更には、潜像に忠実に現像する現像装置ユニット及びプロセスカートリッジを提供することができるものである。更に、フルカラー画像形成に好適で、様々な画像に対して均一に現像することのできる、現像剤担持体とトナーの好適な組み合わせを有する現像装置ユニット及びプロセスカートリッジを提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に好適な画像形成装置の概略模式図。
【図２】本発明の一実施例を示す図。
【図３】本発明に好適なカラー画像の画像形成装置の概略模式図。
【図４】本発明に好適な中間転写ベルトを用いたカラー画像の画像形成装置の概略模式図。
【図５】本発明に好適な複数の画像形成部を有するカラー画像の画像形成装置の概略模式図。
【図６】実施例のハーフトーン一様性の評価に用いたプリントパターンを示す図。
【符号の説明】
１：感光ドラム
２：帯電装置
３：レーザー光
４：現像装置
５：トナー担持体
６：トナー剥ぎ取り部材
７：トナー規制部材
８：トナー
９：転写ローラー
１０：クリーニングブレード
１１：廃トナー容器
１２：定着装置
１３：紙
１４：トナー容器
１５：押さえ板金
１６：弾性体
１７：金属薄板
１８：撹拌部材
１９：シール部材
５１：感光体ドラム
５２：帯電ローラー
５３：定着装置
５３ａ：加熱ローラー
５３ｂ：加圧ローラー
５４：ロータリーユニット
５４Ｂｋ：ブラック現像器
５４Ｃ：シアン現像器
５４Ｍ：マゼンタ現像器
５４Ｙ：イエロー現像器
５５：中間転写ドラム
５５ａ：導電性支持体
５５ｂ：弾性層
５８：転写装置
１０１：感光ドラム
１０９：中間転写ベルトクリーナー
１１０：中間転写ベルト
１１２：一次転写ローラー
１１３ａ：二次転写対向ローラー
１１３ｂ：二次転写ローラー
１１４、１１５、１１６：バイアス電源
１１７：現像部
１１８：クリーニング部
１１９：感光ドラム
１２２：定着部
１２３：潜像形成手段
１２４：転写用放電部
１２５：搬送ベルト
１２６：排出口
１２９：画像形成部
Ｅ：レーザー光
Ｌ：光源装置
Ｐ：被記録媒体
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ：回転方向
【図１】
2004258342.tif 000012
【図２】
2004258342.tif 000013
【図３】
2004258342.tif 000014
【図４】
2004258342.tif 000015
【図５】
2004258342.tif 000016
【図６】
2004258342.tif 000017