(57)【要約】【課題】画像形成プロセスの高速化にも対応でき、十分に帯電した磁性トナーを静電潜像の現像に使用でき、磁性トナーの転写効率が高く、高い画像濃度の画像を形成することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】二つの現像剤担持体と、一方の現像剤担持体に磁性トナーの層を形成する現像剤規制体とを有する現像装置を用いる。二つの現像剤担持体は、両者の間に他方から一方に向けて磁束密度が高まる領域が形成され、かつ両者の対向部において、一方が他方の磁性トナーの担持量を規制して他方に磁性トナーの層を形成する位置に配置される。現像時には、一方の現像スリーブは、対向部から規制部を経て現像領域に向かう方向に回転し、他方の現像スリーブは、対向部において一方の現像スリーブに対して逆方向に移動する方向に回転する。磁性トナーには、結着樹脂と磁性体とを含有し、凝集度が６０以下であり、平均円形度が０．９５５以上である磁性トナーを用いる。【選択図】          図１
2004205596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像を担持する静電潜像担持体と、この静電潜像担持体に磁性トナーを供給して前記静電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、
前記現像装置は、磁性トナーを収容する現像容器と、現像容器の開口部に設けられ表面に磁性トナーを担持し静電潜像担持体に供給可能な二つの現像剤担持体と、一方の現像剤担持体の磁性トナーの担持量を規制して一方の現像剤担持体上に磁性トナーの層を形成する現像剤規制体と、を有し、
前記二つの現像剤担持体は、回転自在な現像スリーブと、この現像スリーブの円筒内側に固定して配置され複数の磁界を形成する磁界発生手段とをそれぞれ有し、二つの現像剤担持体の間に、他方の現像剤担持体から一方の現像剤担持体に向けて磁束密度が高まる領域が形成され、かつ前記二つの現像剤担持体の対向部において、前記一方の現像剤担持体が前記他方の現像剤担持体の磁性トナーの担持量を規制して他方の現像剤担持体上に磁性トナーの層を形成する位置に配置され、
前記一方の現像剤担持体において前記現像剤規制体によって磁性トナーの担持量が規制される部分を規制部とし、それぞれの現像剤担持体が担持している磁性トナーを前記静電潜像担持体に供給する部分をそれぞれの現像領域としたときに、現像時には、前記一方の現像剤担持体の現像スリーブは、前記対向部から前記規制部を経て現像領域に向かう方向に回転し、前記他方の現像剤担持体の現像スリーブは、前記対向部において前記一方の現像剤担持体の現像スリーブに対して逆方向に移動する方向に回転し、
前記磁性トナーは、結着樹脂と磁性体とを含有し、凝集度が６０以下であり、平均円形度が０．９５５以上であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真及び静電記録装置等に用いられる画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真法としては、光導電物質を有する静電潜像担持体の表面に静電潜像を形成し、静電潜像が形成された静電潜像担持体に現像装置によって現像剤を供給して静電潜像を現像し、現像によって得られたトナー画像を転写材に転写し、転写されたトナー画像を、トナーを溶融させて転写材に定着する方法が一般に知られている。また、このような電子写真法に用いられる種々の画像形成装置が知られている。
【０００３】
前記画像形成装置に用いられる現像装置としては、例えば図６に示すように、磁性トナーを収容する現像容器と、現像容器の開口部に回転自在に設けられ、固定して配置される永久磁石を内部に有する現像剤担持体としての現像スリーブと、現像スリーブ上に担持される磁性トナーの量を規制して現像スリーブ上に磁性トナーの薄層を形成する現像剤規制体とを有する現像装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この現像装置は、現像スリーブ上に磁性トナーを極めて薄く塗布し、これを摩擦帯電し、ついで、これを磁界の作用下で静電潜像に極めて近接させ、かつ、接触させることなく対向させ、静電潜像を現像するものである。
【０００４】
この現像装置は、磁性トナーを極めて薄く塗布することにより、磁性トナーと現像スリーブとの接触機会を増加させ、現像に供するのに必要な摩擦帯電電荷量を磁性トナーに与えることを可能にしている。しかしながら、この現像装置には、磁性トナーの凝集度が高い系や、必要な摩擦帯電電荷量を得るための必要接触回数が多い磁性トナーを用いる系等においては、現像スリーブに接触していない帯電不十分な磁性トナーが現像領域に搬送され、帯電不良に伴う画像不良が生じやすいという問題点があった。
【０００５】
一方、この問題点を解決する現像装置としては、例えば図５に示すように、磁性トナーを収容する現像容器と、磁性トナーを表面に担持する回転可能に配置された現像剤担持体と、現像剤担持体の内部に配設された永久磁石と、現像剤担持体上の磁性トナーの塗布を規制する現像剤規制体とを備え、現像剤規制部において、磁性トナーに互いに逆方向に働く少なくとも二つ以上の搬送力を与え、上記搬送力のうち少なくとも一つは現像領域方向に搬送する力で、かつ、その搬送力は主に磁性トナーの帯電電荷量に依存した力とし、なおかつ、現像領域方向以外の方向に働く搬送力を磁性トナーにかかる磁力に依存した力とし、帯電していない磁性トナーに現像領域方向への搬送力を与えない現像装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。この現像装置によれば、十分に帯電した磁性トナーのみを現像剤担持体表面に均一にコートし、十分に帯電した磁性トナーのみを現像領域に搬送することが可能となった。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭５４−４３０３６号公報
【特許文献２】
特開平１１−２３１６５０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示す現像装置と図６に示す現像装置とについて、現像スリーブにコートされる磁性トナー量を比較すると、図５に示す現像装置の現像スリーブ上にコートされる磁性トナー量は、図６に示す現像装置の１／３〜１／２である。したがって、図６に示す現像装置では、（現像スリーブの回転速度）／（感光ドラムの回転速度）の値（スリーブ周速比）が１．２〜１．５に設定されることが多いが、図５に示す現像装置では、同等の画像濃度を得るためには、スリーブ周速比を図６に示す現像装置よりも大きくしなくてはならない。
【０００８】
一方で、図５に示す現像装置は、図６に示す現像装置に比べて現像効率が高くなっているため、トナーコート量が約半分であるが、スリーブ周速比を倍（２．５〜３）にする必要はなく、スリーブ周速比は２〜２．５で同等の画像濃度を得ることができる。
【０００９】
しかしながら、近年では画像形成装置の高速化に伴い、感光ドラムの回転速度も高くなり、また現像スリーブの回転速度も高くなっている。図５に示す現像装置の現像スリーブの回転速度を高くした場合、小粒径のトナーや、磁性体量を減らしたトナー等を使用した場合には、現像スリーブ上のトナーコートを安定化させることは困難な場合がある。
【００１０】
一方で、画像濃度を高くするためには、現像スリーブの回転速度を高める以外にも、磁性トナーの転写効率を向上させるという手段も可能である。本発明者等の検討によれば、磁性トナーの平均円形度は転写効率と相関があるということが明らかになっている。
【００１１】
本発明は、上記の事項に鑑みなされたものであり、画像形成プロセスの高速化にも対応でき、十分に帯電した磁性トナーを静電潜像の現像に使用でき、磁性トナーの転写効率が高く、高い画像濃度の画像を形成することが可能な画像形成装置を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、以下に示すように構成されている。
【００１３】
すなわち本発明は、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、この静電潜像担持体に磁性トナーを供給して静電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、現像装置は、磁性トナーを収容する現像容器と、現像容器の開口部に設けられ表面に磁性トナーを担持し静電潜像担持体に供給可能な二つの現像剤担持体と、一方の現像剤担持体の磁性トナーの担持量を規制して一方の現像剤担持体上に磁性トナーの層を形成する現像剤規制体と、を有し、二つの現像剤担持体は、回転自在な現像スリーブと、この現像スリーブの円筒内側に固定して配置され複数の磁界を形成する磁界発生手段とをそれぞれ有し、二つの現像剤担持体の間に、他方の現像剤担持体から一方の現像剤担持体に向けて磁束密度が高まる領域が形成され、かつ二つの現像剤担持体の対向部において、一方の現像剤担持体が他方の現像剤担持体の磁性トナーの担持量を規制して他方の現像剤担持体上に磁性トナーの層を形成する位置に配置され、一方の現像剤担持体において現像剤規制体によって磁性トナーの担持量が規制される部分を規制部とし、それぞれの現像剤担持体が担持している磁性トナーを静電潜像担持体に供給する部分をそれぞれの現像領域としたときに、現像時には、一方の現像剤担持体の現像スリーブは、対向部から規制部を経て現像領域に向かう方向に回転し、他方の現像剤担持体の現像スリーブは、対向部において一方の現像剤担持体の現像スリーブに対して逆方向に移動する方向に回転し、磁性トナーは、結着樹脂と磁性体とを含有し、凝集度が６０以下であり、平均円形度が０．９５５以上である画像形成装置である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
【００１５】
本発明に用いられる磁性トナーは、結着樹脂と磁性体とを含有し、凝集度が６０以下であり、平均円形度が０．９５５以上である。このような物性の磁性トナーを用いることにより、本発明では、磁性トナーの帯電不足を防止し、また転写効率の高い画像形成を実現することが可能となる。
【００１６】
磁性トナーの凝集度が６０よりも大きいと、磁性トナーの流動性が悪化し、摩擦による磁性トナーの帯電が十分に行われないことがある。磁性トナーの凝集度は、例えばシリカ等の無機微粉体（流動性向上剤）を外添することによって小さくすることが可能であり、このような粉体の外添量によって調整することが可能である。
【００１７】
また磁性トナーの平均円形度が０．９５５よりも小さいと、現像によって静電潜像担持体に担持された磁性トナーと静電潜像担持体との接触面積が大きくなり、静電潜像担持体から磁性トナーが離れにくくなり、転写効率が低下する傾向にある。またトナー融着を引き起こしやすくなる。磁性トナーの平均円形度は、例えば熱や機械力等によるトナー粒子の球形化処理によって調整することが可能である。また、懸濁重合法等の重合法によってトナー粒子を製造することにより、高い平均円形度を実現することが可能である。
【００１８】
また、本発明に用いられる磁性トナーは、個数平均粒子径が５．０〜７．５μｍであることが、繊細で質の高い画像を形成する上で好ましい。磁性トナーの個数平均粒子径が上記範囲よりも小さいと、磁性トナーの帯電の安定性が損なわれることがあり、磁性トナーの個数平均粒子径が上記範囲よりも大きいと、画像再現性が損なわれることがある。
【００１９】
本発明に用いられる磁性トナーは、必要に応じて適当な処理を行うことにより、従来より知られている種々の方法によって製造することが可能であり、製造方法については特に限定されない。
【００２０】
本発明に用いられる磁性トナーの製造方法としては、例えば結着樹脂、磁性体、着色剤等のその他の添加剤を必要に応じて混合機により十分に混合してから、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、混練した後、冷却固化し、粉砕及び分級を行う、いわゆる粉砕法であっても良いし、特公昭５６−１３９４５号公報等に記載のディスク又は多流体ノズルを用い、溶融混合物を空気中に霧化しトナー粒子を得る方法や、特公昭３６−１０２３１号公報、特開昭５９−５３８５６号公報、特開昭５９−６１８４２号公報に述べられている懸濁重合法を用いてトナー粒子を生成する方法や、単量体は可溶であるが得られる重合体は不溶な親水性有機溶媒を用いる分散重合法を用いてトナー粒子を生成する方法や、水溶性重合開始剤の存在下で重合を行う乳化重合法を用いてトナー粒子を生成する方法等を用いても良い。
【００２１】
また、上記いずれかのトナーの製造方法に加えて、機械的な衝撃を与える方法や熱気流中で加熱する方法、さらには特開２０００−４７４２４号公報、特開２０００−１０５４８６号公報、特開２００１−２７８２４号公報、特開平９−３４１６６号公報に述べられているような湿式により球形化処理を施すこともできる。
【００２２】
特に、粉砕法を用いる場合には、特開平１１−２１６３７７号公報で述べられているような、上記のごとき球形化処理を施すことがより好ましく、ローターを回転して機械的衝撃力を与える方式がより好ましい。
【００２３】
粉砕法で磁性トナーを作成する場合に用いることのできる結着樹脂としては、例えば、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロルスチレン、ポリビニルトルエンの如きスチレン置換体の単重合体；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−インデン共重合体の如きスチレン系共重合体、ポリ塩化ビニル、エノール樹脂、天然変成フェノール樹脂、天然変成マレイン酸樹脂、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、石油系樹脂等が挙げられる。
【００２４】
架橋されたスチレン系共重合体及び架橋されたポリエステル樹脂も好ましい結着樹脂である。
【００２５】
スチレン系共重合体のスチレンモノマーに対するコモノマーとしては、例えば、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸オクチル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のような二重結合を有するモノカルボン酸もしくはその置換体；例えばマレイン酸、マレイン酸ブチル、マレイン酸メチル、マレイン酸ジメチル等のような二重結合を有するジカルボン酸及びその置換体；例えば塩化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニル等のようなビニルエステル類；例えばエチレン、プロピレン、ブチレン等のようなエチレン系オレフィン類；例えばビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン等のようなビニルケトン類；例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のようなビニルエーテル類；等のビニル単量体が単独もしくは二種以上用いられる。
【００２６】
スチレン系重合体又はスチレン系共重合体は架橋されていてもよく、またそれらの混合樹脂でも良い。
【００２７】
本発明に用いられる磁性トナーの製造方法として懸濁重合法を用いる場合には、例えば重合性単量体と、磁性体と、重合開始剤と、着色剤等の必要に応じて添加されるその他の添加剤よりなる単量体組成物を調整し、分散剤を含有する水系媒体に、例えばホモジナイザー、ホモミキサー等によって該単量体組成物を分散し、造粒する。その後は粒子の沈降が防止される程度の撹拌を行って、重合反応を進行させる。重合温度は好ましくは３０℃〜９０℃、より好ましくは４０℃以上８０℃以下の範囲に設定して重合を行う。重合反応後半に昇温してもよく、さらに、未反応の重合性単量体、副生成物等を除去するために、反応後半や反応終了後において一部の水系媒体を留去しても良い。反応終了後、生成したトナー粒子を洗浄し、濾過により回収し、乾燥する。
【００２８】
重合法によりトナー粒子を得る場合に使用する重合性単量体としては、例えば、スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−エチルスチレン、ｐ−ｔ−ブチルスチレン等のスチレン系単量体、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸−ｎ−ブチル、アクリル酸−ｎ−プロピル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸−２−クロルエチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸−ｎ−プロピル、メタクリル酸−ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸−ｎ−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸−２−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジアミノメチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ベンジル、クロトン酸、イソクロトン酸、アシッドホスホキシエチルメタクリレート、アッシドホスホオキシプロピルメタクリレート、アクロイルモルホリン、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、アクリロニトリル、メタクルロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸系単量体、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ｎ−ブチルエーテル、イソブチルエーテル、β−クロルエチルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル、ｐ−メチルフェニルエーテル、ｐ−クロルフェニルエーテル、ｐ−ブロムフェニルエーテル、ｐ−ニトロフェニルビニルエーテル、ｐ−メトキシフェニルビニルエーテル、ブタジエン等のビニルエーテル系単量体、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸モノブチル、マレイン酸モノブチル等の二塩基酸系単量体、２−ビニルピリジン、３−ビニルピリジン、４−ビニルピリジン、Ｎ−ビニルイミダゾール等の複素環単量体等を挙げることができる。
【００２９】
これらの単量体は単独で用いても、或いは二種以上を組み合わせて用いてもよく、好ましい特性が得られるように、任意に組み合わせた重合体組成を前記単量体によって選択することができる。又、単量体組成物中に、必要に応じて架橋剤を用いることもできる。
【００３０】
前記結着樹脂は、保存性の観点から、ガラス転移温度（Ｔｇ）が４５から７５℃であることが好ましく、５０から７０℃であることがより好ましい。Ｔｇが４５℃より低いと、高温雰囲気で磁性トナーが劣化しやすく、又、定着時にオフセットが発生し易くなる。また、Ｔｇが７５℃を超えると、定着性が低下する傾向にある。Ｔｇは、樹脂の組成によって調整することが可能であり、例えば粉砕法では、混合する樹脂の種類や配合量によって調整することが可能であり、例えば重合法であれば、使用するモノマーの割合や重合条件によって調整することが可能である。
【００３１】
本発明に用いられる磁性体としては、マグネタイト、マグヘマイト、フェライト等の磁性酸化鉄、磁性酸化鉄の表面あるいはその内部に非鉄元素を含有するもの、及びそれらの混合物等が挙げられる。
【００３２】
中でもリチウム、ベリリウム、ボロン、マグネシウム、アルミニウム、シリコン、リン、ゲルマニウム、チタン、ジルコニウム、錫、鉛、亜鉛、カルシウム、バリウム、スカンジウム、バナジウム、クロム、マンガン、コバルト、銅、ニッケル、ガリウム、カドミウム、インジウム、銀、パラジウム、金、ネチウム、ルテニウム、ロジウム、ビスマスから選ばれる少なくとも一つ以上の元素を含有する磁性酸化鉄であることが好ましい。
【００３３】
特にリチウム、ベリリウム、ボロン、マグネシウム、アルミニウム、シリコン、リン、ゲルマニウム、ジルコニウム、錫、第４周期の遷移金属元素が好ましい元素である。
【００３４】
これらの元素は酸化鉄結晶格子の中に取り込まれても良いし、酸化物として酸化鉄中に取り込まれても良いし、表面に酸化物あるいは水酸化物として存在しても良い。また酸化物として含有されているのが好ましい形態である。
【００３５】
また磁性トナー中に含有される磁性体の量としては、トナー粒子中に含まれる樹脂成分１００質量部に対して、２０〜２００質量部であることが好ましく、トナー粒子中に含まれる樹脂成分１００質量部に対して４０〜１５０質量部であることがより好ましい。
【００３６】
前記磁性体は、黒色の着色剤としての機能を果たすが、本発明に用いられる磁性トナーには、その他の着色剤を配合しても良い。本発明の磁性トナーに使用し得るその他の着色剤としては、任意の適当な顔料又は染料が挙げられる。例えば顔料としては、カーボンブラック、アニリンブラック、アセチレンブラック、ナフトールイエロー、ハンザイエロー、ローダミンレーキ、アニザリンレーキ、ベンガラ、フタロシアニンブルー、インダンスレンブルーが挙げられる。これらは、定着画像の光学濃度を維持するのに十分な量が用いられる。前記顔料の配合量は、結着樹脂１００質量部に対し、０．１〜２０質量部であることが好ましく、１〜１０質量部であることがより好ましい。
【００３７】
同様の目的で染料を用いることもできる。このような染料としては、例えばアゾ系染料、アントラキノン系染料、キサンテン系染料、メチン系染料があり、その配合量は、結着樹脂１００質量部に対し、０．１〜２０質量部であることが好ましく、０．３〜１０質量部であることがより好ましい。
【００３８】
また本発明に用いられる磁性トナーには、磁性トナーの定着性の調整等の目的に応じてワックスを配合することもできる。前記ワックスとしては、例えば低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、ポリオレフィン共重合物、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックス；酸化ポリエチレンワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物；又は、それらのブロック共重合物；キャンデリラワックス、カルナバワックス、木ろう、ホホバロウの如き植物系ワックス；蜜蝋、ラノリン、鯨ろうの如き動物性ワックス；オゾケライト、セレシン、ペトロラクタムの如き鉱物系ワックス；モンタン酸エステルワックス、カスターワックスの如き脂肪酸エステルを主成分とするワックス類；脱酸カルナバワックスの如き脂肪酸エステルを一部又は全部脱酸素化したものが挙げられる。
【００３９】
さらに前記ワックスとしては、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸、あるいはさらに長鎖のアルキル基を有するアルキルカルボン酸のごとき飽和直鎖脂肪酸；ブラシジン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸の如き不飽和脂肪酸；ステアリルアルコール、メリシルアルコール、あるいはさらに長鎖のアルキル基を有する長鎖のアルキルアルコールの如き飽和アルコール；ソルビトールの如き多価アルコール；リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドの如き脂肪族アミド；メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミドの如き飽和脂肪酸ビスアミド；エトレンビスオレシン酸アミド、ヘキサメトレンビスオレイン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジオレイルアジビン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジオレイルセバシン酸アミドの如き不飽和脂肪酸アミド類；ｍ−キシレンビスステアリン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジスレアリルイソフタル酸アミドの如き芳香族系ビスアミド；ステアリン酸カルシウム、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の如き脂肪酸金属塩（一般に金属石鹸とよばれているもの）；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；ベヘニン酸モノグリセリドの如き脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化合物；植物性油脂を水素添加することによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物が挙げられる。
【００４０】
好ましく用いられるワックスとしては、オレフィンを高圧下でラジカル重合したポリオレフィン；高分子ポリオレフィン重合時に得られる低分子副生成物を精製したポリオレフィン；低圧下でチーグラー触媒、メタロセン触媒の如き触媒を用いて重合したポリオレフィン；放射熱、電磁波又は光を利用して重合したポリオレフィン；高分子ポリオレフィンを熱分解して得られる低分子ポリオレフィン；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；ジンドール法、ヒドロコール法、アーゲ法等により合成される合成炭化水素ワックス；炭素数一個の化合物をモノマーとする合成ワックス、水素基又はカルボキシル機のごとき官能基を有する炭化水素系ワックス；炭化水素系ワックスと官能基を有するワックスとの混合物；これらのワックスを母体としてスチレン、マレイン酸エステル、アクリレート、メタクリレート、無水マレイン酸の如きビニルモノマーをグラフト変性したワックスが挙げられる。
【００４１】
又、これらのワックスにプレス発汗法、溶剤法、再結晶法、真空蒸留法、超臨界ガス抽出法又は融液晶法を用いて分子量分布をシャープにしたものや、低分子量固形脂肪酸、低分子量固形アルコール、低分子量固形化合物、その他の不純物を除去したものも好ましく用いられる。
【００４２】
本発明に使用されるワックスは、定着性と耐オフセット性のバランスを取るために、融点が６５℃〜１６０℃であることが好ましく、さらには６５〜１３０℃であることが好ましく、特には７０℃から１２０℃であることが好ましい。６５℃未満では耐ブロッキング性が低下することがあり、１６０℃を超えると耐オフセット効果が発現しにくくなる。
【００４３】
前記ワックスは一種、又は悪影響を与えない限り二種以上の混合物として用いることができる。本発明においては、ワックス総含有量は、結着樹脂１００質量部に対し、０．２〜２０質量部であることが好ましく、０．５〜１０質量部であることがより効果的である。なお、本発明において、ワックスの融点は、ＤＳＣにおいて測定されるワックスの吸熱ピークの最大ピークのピークトップをもってワックスの融点とする。
【００４４】
本発明に用いられる磁性トナーには、磁性トナーの帯電特性の調整を目的として荷電制御剤を添加することができる。荷電制御剤は、トナー粒子に配合（内添）することができ、またトナー粒子と混合（外添）することもできる。荷電制御剤の使用によって、現像システムに応じた最適の荷電量コントロールが可能となる。
【００４５】
前記荷電制御剤として、磁性トナーを負荷電性に制御する荷電制御剤としては、例えば有機金属錯体、キレート化合物が有効であり、モノアゾ金属錯体、アセチルアセトン金属錯体、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸系の金属錯体が具体的には挙げられる。他には、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノール等のフェノール誘導体類等が挙げられる。
【００４６】
また磁性トナーを正荷電性に制御する荷電制御剤としては、例えばニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変性物；トリブチルベンジルアンモニウム−１−ヒドロキシ−４−ナフトスルホン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の四級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩及びこれらのレーキ顔料、トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料（レーキ化剤としては、燐タングステン酸、燐モリブデン酸、燐タングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物等）、高級脂肪酸の金属塩；ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイド等のジオルガノスズオキサイド；ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレート等のジオルガノスズボレート類；等が挙げられる。
【００４７】
前記荷電制御剤は、単独で、あるいは好適な組み合わせの二種類以上を用いることができる。上述した荷電制御剤は、微粒子状として用いることが好ましく、この場合、荷電制御剤の個数平均粒径は４μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以下が特に好ましい。また、荷電制御剤の添加量は、添加の形態によっても異なるが、例えば荷電制御剤をトナーに内添する場合は、結着樹脂１００質量部に対して０．１〜２０質量部であることが好ましく、０．２〜１０質量部であることがより好ましい。
【００４８】
本発明に用いられる磁性トナーには、磁性トナーの流動性の向上等の目的に応じてトナー粒子に混合する外添剤をさらに添加することが可能である。このような外添剤には、その目的に応じて種々の種類の粉体が用いられる。本発明では、前記外添剤として、磁性トナーの流動性を向上させる無機微粉体を用いることが好ましい。この無機微粉体としては、例えばシリカ、アルミナ、及び酸化チタン等が挙げられる。
【００４９】
前記無機微粉体は、ＢＥＴ比表面積が１２５ｍ2／ｇ以上であることが、磁性トナーの流動性を向上させる上で好ましい。また、前記無機微粉体の添加量は、１．０質量％以下であることが好ましい。
【００５０】
本発明では、前記無機微粉体の他にも必要に応じて、帯電補助、導電性付与、ケーキング防止、滑剤、研磨剤等の働きをする樹脂微粒子や無機微粒子を用いることもできる。
【００５１】
前述した微粒子としては、例えばフッ素樹脂、ステアリン酸亜鉛、ポリフッ化ビニリデンのごとき滑剤、中でもポリフッ化ビニリデンが好ましい。あるいは酸化セリウム、炭化ケイ素、チタン酸ストロンチウム等の研磨剤中でもチタン酸ストロンチウムが好ましい。あるいケーキング剤、あるいは例えばカーボンブラック、酸化亜鉛、酸化アンチモン、酸化錫等の導電性付与剤、また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。
【００５２】
磁性トナーと混合される上記の微粒子の添加量は、磁性トナー１００質量部に対して３質量部以下であることが好ましく、０．５質量部以下であることがより好ましい。また、特開平１０−３１７９号公報に記載の樹脂微粒子や金属酸化物粒子も好適に用いることができる。
【００５３】
また、前記外添剤は、その種類や目的に応じて、公知のシランカップリング剤やシリコーンオイル等の表面処理剤を用い、表面が疎水化処理されていることが、環境安定性を向上させる上で好ましい。
【００５４】
以下、本発明に用いられる磁性トナーに関する物性の測定方法として好ましい測定方法を示す。
【００５５】
＜凝集度の測定方法＞
本発明においては、磁性トナーの流動特性を測定する手段として凝集度を用いる。凝集度の値が大きいほど磁性トナーの流動性は悪いと判断される。
【００５６】
測定装置としては、デジタル振動計（デジバイブロ  ＭＯＤＥＬ  １３３２）を有するパウダーテスター（ホソカワミクロン社製）が用いられる。
【００５７】
測定方法としては、振動台に２５０メッシュ、１５０メッシュ、７５メッシュのふるいを目開きの狭い順に、すなわち７５メッシュふるいが最上位にくるように２５０メッシュ、１５０メッシュ、７５メッシュのふるいの順に重ねてセットする。
【００５８】
このようにセットした７５メッシュふるい上に、正確に秤量した磁性トナー５ｇを加え、デジタル振動計の変位の値を０．６ｍｍ（ｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ）になるように調整し、１５秒間振動を加える。その後、各ふるい上に残った試料の重量を測定して、下式に基づき凝集度を算出する。
【００５９】
【数１】
2004205596.tif 000003
【００６０】
＜平均円形度の測定方法＞
本発明において磁性トナーの平均円形度は、磁性トナーの粒子像を用いて、下式により求められる円形度の平均値である。平均円形度は、磁性トナーの粒子の形状が球形に近い度合いを示し、磁性トナーが球形である場合には１．０００となり、形状が複雑化するに連れてその数値は低くなる。なお下式において「粒子投影面積」とは、二値化された磁性トナー粒子の像の面積である。
【００６１】
【数２】
2004205596.tif 000004
【００６２】
磁性トナーの平均円形度は、例えば東亜医用電子製フロー式粒子像分析装置  ＦＰＩＡ−１０００を用いて測定することができる。
【００６３】
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水１００〜１５０ｍｌ中に、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１〜０．５ｍｌ加え、さらに測定試料である磁性トナーを０．１〜０．５ｇ加える。これを超音波分散器で１〜３分間分散処理し、分散濃度を３０００〜１００００個／μｌに調整し、前記装置により測定する。前記装置では、試料の個数平均粒子径が測定され、所望の個数平均粒子径を設定することにより、所望の個数平均粒子径の範囲の磁性トナーの円形度及び平均円形度が自動的に算出される。
【００６４】
＜ワックスの融点の測定方法＞
本発明において、ワックス又は磁性トナーの示差走査熱量計によるＤＳＣ測定では、高精度の内熱式入力補償方の示差走査熱量計で測定することが好ましく、例えばパーキンエルマー社製のＤＳＣ−７が利用できる。
【００６５】
測定方法はＡＳＴＭ  Ｄ３４１８−８２に準じて行う。本発明におけるＤＳＣ曲線とは、一回昇温させ、前履歴を取った後、温度変化速度を１０℃／ｍｉｎ．とし、温度を２００℃から３０℃に下げた後、再び昇温させた時に測定されるＤＳＣ曲線である。
【００６６】
なお、試料には結着樹脂を用い、上記の温度変化速度で３０℃から２００℃に昇温させ、その間に現れる比熱変化を測定すると、比熱変化が出る前と出た後のベースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点として、結着樹脂のＴｇを求めることができる。
【００６７】
＜ＢＥＴ比表面積の測定方法＞
本発明に用いられる無機微粉体の比表面積は、ＢＥＴ法に従って測定される。測定装置としては、例えば比表面積測定装置オートソープ１（湯浅アイオニクス社製）が挙げられ、この装置を用いて試料表面に窒素ガスを吸着させ、ＢＥＴ多点法を用いて算出することができる。
【００６８】
＜磁性体の個数平均粒径及び磁気特性の測定方法＞
本発明に用いられる磁性体の個数平均粒径は、透過電子顕微鏡写真（倍率３００００倍）より、写真上の粒子を無造作に１００個選び、その粒子径を計測し、それを平均することによって求めることができる。
【００６９】
本発明に用いられる磁性体の抗磁力（Ｈｃ）、飽和磁化（σｓ）、残留磁化（σｒ）等の磁気特性は、外部磁場７９５．８ｋＡ／ｍ（１０ｋエルステッド）の下で測定される。磁性体の磁気特性を測定するための装置としては振動型磁力計、例えばＶＳＭ  Ｐ−１−１０（東英工業社製）が挙げられる。
【００７０】
次に本発明の画像形成装置について説明する。
本発明の画像形成装置は、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、この静電潜像担持体に磁性トナーを供給して前記静電潜像を現像する現像装置とを有する。本発明の画像形成装置は、例えば図７に示されるように、前記静電潜像担持体及び現像装置以外にも、通常使用される種々の構成要素を必要に応じて用いて構成される。このような構成要素としては、例えば静電潜像担持体を帯電させる帯電手段、帯電した静電潜像担持体に、画像情報に応じた光を照射して静電潜像を形成する露光手段、静電潜像が現像されることにより静電潜像担持体に形成されたトナー画像を転写材に転写する転写手段、トナー画像が転写された転写材にトナー画像を定着させる定着手段、転写後の静電潜像担持体の表面に残存する磁性トナーを除去するクリーニング手段等が挙げられ、これらは公知のものを利用することができる。
【００７１】
本発明に用いられる静電潜像担持体は、静電潜像を担持するものであれば特に限定されず、静電潜像担持体としては従来より知られている種々の静電潜像担持体を用いることができる。
【００７２】
本発明に用いられる現像装置は、磁性トナーを収容する現像容器と、現像容器の開口部に設けられ表面に磁性トナーを担持し静電潜像担持体に供給可能な二つの現像剤担持体と、一方の現像剤担持体の磁性トナーの担持量を規制して一方の現像剤担持体上に磁性トナーの層を形成する現像剤規制体とを有する。
【００７３】
前記現像容器は、磁性トナーを収容でき、また開口部に現像剤担持体を二つ、現像可能に設けられる容器であれば良い。
【００７４】
前記二つの現像剤担持体は、回転自在な現像スリーブと、この現像スリーブの円筒内側に固定して配置され複数の磁界を形成する磁界発生手段とをそれぞれ有する。
【００７５】
現像スリーブは、磁性トナーを表面に担持できるものであれば良いが、非磁性であることが静電潜像を現像する上で好ましく、また導電性であることが静電潜像を現像する上でより好ましい。このような現像スリーブとしては、例えばアルミニウムやステンレス等の非磁性の金属で形成した円筒体が挙げられる。
【００７６】
前記磁界発生手段は、現像スリーブの表面から発せられる複数の磁界を形成することができる手段であれば特に限定されず、このような磁界発生手段としては、例えば永久磁石や電磁石等が挙げられる。
【００７７】
前記現像剤規制体は、二つの現像剤担持体のうちの一方の現像剤担持体の磁性トナーの担持量を規制して一方の現像剤担持体上に磁性トナーの層を形成する手段であれば特に限定されない。このような現像剤規制体としては、例えば磁性を有する部材から構成され、前記一方の現像剤担持体に接触しない位置に配置され、現像スリーブとの間に磁界を形成して磁性トナーの層を形成する規制体や、弾性を有する部材から構成され、前記一方の現像剤担持体に接触する位置に配置され、現像スリーブに向けての押圧力によって担持量を規制し磁性トナーの層を形成する規制体が挙げられる。
【００７８】
前記二つの現像剤担持体は、二つの現像剤担持体の間に、他方の現像剤担持体から前記一方の現像剤担持体に向けて磁束密度が高まる領域が形成される位置に配置される。このような領域は、前記磁界発生手段の磁力の強さや磁極の位置関係等によって形成することができる。
【００７９】
このような構成によると、他方の現像剤担持体に担持されている磁性トナーのうち、現像に供されるのにあたって十分に帯電されていない磁性トナーは、他方の現像剤担持体に担持される力の一つである鏡映力が弱く、前記領域において前記一方の現像剤担持体からの磁気力を強く受け、前記一方の現像剤担持体に移り、担持される。すなわち、他方の現像剤担持体から、帯電不足の磁性トナーを現像前に除去することが可能となる。
【００８０】
また前記二つの現像剤担持体は、前記二つの現像剤担持体の対向部において、前記一方の現像剤担持体が前記他方の現像剤担持体の磁性トナーの担持量を規制して他方の現像剤担持体上に磁性トナーの層を形成する位置に、例えば二つの現像剤担持体が適当な間隔で配置される。このような構成によると、他方の現像剤担持体上に、十分に帯電している磁性トナーの層が現像前に形成される。なお前記二つの現像剤担持体の対向部とは、二つの現像剤担持体が最も接近している部分を言う。
【００８１】
また、前記一方の現像剤担持体において前記現像剤規制体によって磁性トナーの担持量が規制される部分を規制部とし、それぞれの現像剤担持体が担持している磁性トナーを前記静電潜像担持体に供給する部分をそれぞれの現像領域としたときに、現像時には、前記一方の現像剤担持体の現像スリーブは、前記対向部から前記規制部を経て現像領域に向かう方向に回転し、前記他方の現像剤担持体の現像スリーブは、前記対向部において前記一方の現像剤担持体の現像スリーブに対して逆方向に移動する向きに回転する。
【００８２】
現像時において前記二つの現像剤担持体が前述した向きに回転することにより、前記他方の現像剤担持体の表面には、十分に帯電している磁性トナーの層が他方の現像剤担持体による現像前に形成される。
【００８３】
また前記一方の現像剤担持体は、前記領域で帯電不足の磁性トナーを担持するが、前述した方向に回転することから、この磁性トナーは、前記規制部を通過する際に、前記現像剤規制体の規制による摩擦や、一方の現像剤担持体の現像スリーブとの摩擦等により、十分に摩擦帯電する。したがって、前記一方の現像剤担持体には、十分に帯電している磁性トナーの層が一方の現像剤担持体による現像前に形成される。
【００８４】
このように、本発明では、十分に帯電している磁性トナーを担持する二つの現像剤担持体によって静電潜像担持体の静電潜像が現像されることから、十分な画像濃度で画像再現性の高い高画質の画像を形成することが可能となる。また、現像領域が二箇所形成されることから、静電潜像の現像に供される磁性トナー量が多く、画像形成プロセスの高速化にも対応することが可能である。
【００８５】
なお、本発明では、前記他方の現像剤担持体から前記一方の現像剤担持体に向けて磁束密度が高まる領域が、前記他方の現像剤担持体の現像スリーブの回転方向において、前記対向部よりも上流側に形成されると、前記他方の現像剤担持体の現像スリーブの回転によって搬送される磁性トナーから、帯電不足の磁性トナーが後方に引っ張られるように除去されるため、前記他方の現像剤担持体から帯電不足の磁性トナーを除去する上でより好ましい。
【００８６】
また、本発明は、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、この静電潜像担持体に磁性トナーを供給して前記静電潜像を現像する現像装置とを用いる画像形成方法に適用される。このような画像形成方法によれば、画像形成プロセスの高速化にも対応でき、十分に帯電した磁性トナーを静電潜像の現像に使用でき、磁性トナーの転写効率が高く、高い画像濃度の画像を形成することが可能となる。
【００８７】
すなわち、この画像形成方法において、前記現像装置は、磁性トナーを収容する現像容器と、現像容器の開口部に設けられ表面に磁性トナーを担持し静電潜像担持体に供給可能な二つの現像剤担持体と、一方の現像剤担持体の磁性トナーの担持量を規制して一方の現像剤担持体上に磁性トナーの層を形成する現像剤規制体とを有し、前記二つの現像剤担持体は、回転自在な現像スリーブと、この現像スリーブの円筒内側に固定して配置され複数の磁界を形成する磁界発生手段とをそれぞれ有し、二つの現像剤担持体の間に、他方の現像剤担持体から一方の現像剤担持体に向けて磁束密度が高まる領域が形成され、かつ前記二つの現像剤担持体の対向部において、前記一方の現像剤担持体が前記他方の現像剤担持体の磁性トナーの量を規制して他方の現像剤担持体上に磁性トナーの層を形成する位置に配置され、前記一方の現像剤担持体は、前記他方の現像剤担持体から帯電不足の磁性トナーを磁気力によって奪取し、これを現像剤規制体の規制によって摩擦帯電させ、かつ磁性トナーの層を形成し、一方の現像剤担持体の現像領域に磁性トナーを搬送し、前記他方の現像剤担持体は、現像容器に収容されている磁性トナーを担持し、前記一方の現像剤担持体による規制によって磁性トナーの層を形成し、他方の現像剤担持体の現像領域に磁性トナーを搬送する。
【００８８】
本発明の画像形成装置によれば、このような画像形成方法や、二つの現像剤担持体による現像方法を実現することが可能である。また、前記静電潜像担持体と、前記現像装置とを少なくとも一体的に有し、かつ画像形成装置本体に対して着脱自在に構成することにより、前述した現像方法や画像形成方法を実現するためのプロセスカートリッジを構成することも可能である。
【００８９】
本発明に含まれる実施態様を以下に列挙する。
【００９０】
［実施態様１］
静電潜像を担持する静電潜像担持体と、この静電潜像担持体に磁性トナーを供給して前記静電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、
前記現像装置は、磁性トナーを収容する現像容器と、現像容器の開口部に設けられ表面に磁性トナーを担持し静電潜像担持体に供給可能な二つの現像剤担持体と、一方の現像剤担持体の磁性トナーの担持量を規制して一方の現像剤担持体上に磁性トナーの層を形成する現像剤規制体と、を有し、
前記二つの現像剤担持体は、回転自在な現像スリーブと、この現像スリーブの円筒内側に固定して配置され複数の磁界を形成する磁界発生手段とをそれぞれ有し、二つの現像剤担持体の対向部において、他方の現像剤担持体から一方の現像剤担持体に向けて磁束密度が高まるように設けられ、前記一方の現像剤担持体が前記対向部において前記他方の現像剤担持体の磁性トナーの担持量を規制して他方の現像剤担持体上に磁性トナーの層を形成する位置に配置され、
前記現像剤規制体によって前記一方の現像剤担持体における磁性トナーの担持量が規制される部分を規制部とし、それぞれの現像剤担持体が前記静電潜像担持体に磁性トナーを供給する部分をそれぞれの現像領域としたときに、前記一方の現像剤担持体の現像スリーブは、前記対向部から前記規制部を経て現像領域に向かう方向に回転し、前記他方の現像剤担持体の現像スリーブは、前記対向部において前記一方の現像剤担持体の現像スリーブに対して逆方向に移動する方向に回転し、
前記磁性トナーは、結着樹脂と磁性体とを含有し、凝集度が６０以下であり、平均円形度が０．９５５以上であることを特徴とする画像形成装置。
【００９１】
［実施態様２］
前記現像剤規制体は、磁性を有する部材から構成され、前記一方の現像剤担持体に接触しない位置に配置されることを特徴とする実施態様１記載の画像形成装置。
【００９２】
［実施態様３］
前記現像剤規制体は、弾性を有する部材から構成され、前記一方の現像剤担持体に接触する位置に配置されることを特徴とする実施態様１記載の画像形成装置。
【００９３】
［実施態様４］
前記他方の現像剤担持体から前記一方の現像剤担持体に向けて磁束密度が高まる領域が、前記他方の現像剤担持体の現像スリーブの回転方向において、前記対向部よりも上流側に形成されることを特徴とする実施態様１乃至３のいずれか一つに記載の画像形成装置。
【００９４】
［実施態様５］
実施態様１乃至４のいずれか一つに記載の前記静電潜像担持体及び前記現像装置を少なくとも一体的に有し、かつ画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【００９５】
［実施態様６］
静電潜像を担持する静電潜像担持体と、この静電潜像担持体に磁性トナーを供給して前記静電潜像を現像する現像装置とを用いる画像形成方法において、前記現像装置は、磁性トナーを収容する現像容器と、現像容器の開口部に設けられ表面に磁性トナーを担持し静電潜像担持体に供給可能な二つの現像剤担持体と、一方の現像剤担持体の磁性トナーの担持量を規制して一方の現像剤担持体上に磁性トナーの層を形成する現像剤規制体とを有し、前記二つの現像剤担持体は、回転自在な現像スリーブと、この現像スリーブの円筒内側に固定して配置され複数の磁界を形成する磁界発生手段とをそれぞれ有し、二つの現像剤担持体の間に、他方の現像剤担持体から一方の現像剤担持体に向けて磁束密度が高まる領域が形成され、かつ前記二つの現像剤担持体の対向部において、前記一方の現像剤担持体が前記他方の現像剤担持体の磁性トナーの量を規制して他方の現像剤担持体上に磁性トナーの層を形成する位置に配置され、前記一方の現像剤担持体は、前記他方の現像剤担持体から帯電不足の磁性トナーを磁気力によって奪取し、これを現像剤規制体の規制によって摩擦帯電させ、かつ磁性トナーの層を形成し、一方の現像剤担持体の現像領域に磁性トナーを搬送し、前記他方の現像剤担持体は、現像容器に収容されている磁性トナーを担持し、前記一方の現像剤担持体による規制によって磁性トナーの層を形成し、他方の現像剤担持体の現像領域に磁性トナーを搬送することを特徴とする画像形成方法。
【００９６】
［実施態様７］
静電潜像を担持する静電潜像担持体に磁性トナーを供給して前記静電潜像を現像する現像装置を用いる現像方法において、前記現像装置は、磁性トナーを収容する現像容器と、現像容器の開口部に設けられ表面に磁性トナーを担持し静電潜像担持体に供給可能な二つの現像剤担持体と、一方の現像剤担持体の磁性トナーの担持量を規制して一方の現像剤担持体上に磁性トナーの層を形成する現像剤規制体とを有し、前記二つの現像剤担持体は、回転自在な現像スリーブと、この現像スリーブの円筒内側に固定して配置され複数の磁界を形成する磁界発生手段とをそれぞれ有し、二つの現像剤担持体の間に、他方の現像剤担持体から一方の現像剤担持体に向けて磁束密度が高まる領域が形成され、かつ前記二つの現像剤担持体の対向部において、前記一方の現像剤担持体が前記他方の現像剤担持体の磁性トナーの量を規制して他方の現像剤担持体上に磁性トナーの層を形成する位置に配置され、前記一方の現像剤担持体は、前記他方の現像剤担持体から帯電不足の磁性トナーを奪取し、これを現像剤規制体の規制によって摩擦帯電させ、かつ磁性トナーの層を形成し、一方の現像剤担持体の現像領域に磁性トナーを搬送し、前記他方の現像剤担持体は、現像容器に収容されている磁性トナーを担持し、前記一方の現像剤担持体の接触によって磁性トナーの層を形成し、他方の現像剤担持体の現像領域に磁性トナーを搬送することを特徴とする現像方法。
【００９７】
【実施例】
以下に本発明を実施例をもって具体的に説明するが、本発明は実施例によって何ら制限されるものではない。
【００９８】
（トナー母体粒子の作製例）
・スチレン−ブチルアクリレートマレイン酸モノエチルエステル共重合体（重量
平均分子量１８万、数平均分子量１．２万、Ｔｇ６５℃）        ９８質量部
・磁性酸化鉄（個数平均粒径０．１８μｍ；磁場１０ＫエルステッドでＨｃ１２１エルステッド；σｓ８３ｅｍｕ／ｇ；σｒ１１ｅｍｕ／ｇ）    ８８質量部
・プロピレンワックス（融点１４０℃）                          ４質量部
・アゾ系鉄錯体化合物                                          ２質量部
上記処方で上記の材料をヘンシェルミキサーにより十分に予備混合し、二軸押し出し混練機により温度１４０℃で溶融混練し、得られた混練物を冷却し、得られた固形物を、ハンマーミルを用いて約１〜２ｍｍ程度に粗粉砕した。得られた粗粉砕物を、図３に示した機械式粉砕機を用いて微粉砕した。なお、図３に示す機械式粉砕機をＤ−Ｄ’線に沿って切断した断面を図４に示す。
【００９９】
粗粉砕物は、回転軸３１２に取り付けられた回転体である回転子３１４と、この回転子表面と微小間隔を保持して回転子３１４の周囲に配置される固定子３１０からなる環状空間に導入され、回転子３１４表面と固定子３１０との間に形成された空間を通過することにより機械的衝撃力が与えられ、微粉砕される。
【０１００】
得られた微粉砕粉末を、コアンダ効果を利用した多分割分級機を用いて分級し以下の実施例に用いるトナー母体粒子Ａを作製した。トナー母体粒子Ａの個数平均粒子径は７．５μｍであった。
【０１０１】
（トナーの製造例１）
トナー母体粒子Ａ１５０ｇを秤量し、奈良機械製作所社製ハイブリダイゼーションシステム（ＮＨＳ−１型）に導入した。その際、処理条件を、回転数：７２００ｒｐｍ、処理時間：３ｍｉｎ、処理温度：５２℃とし、前記システムにて処理を行った。上記処理操作終了後、得られたトナーを再度、上記システムに導入し、同条件にて上記処理操作を四回行い、未外添トナーａを得た。得られた未外添トナーａは個数平均粒子径が７．０２μｍであった。
【０１０２】
この未外添トナーａ１００質量部に対して、疎水性シリカ微粉体（平均粒子径０．０３μｍ、ＢＥＴ比表面積１３５ｍ2／ｇ）１．０質量部を混合し、ヘンシェルミキサーで十分に攪拌することにより外添処理を行い、これをトナー１とした。得られたトナー１の平均円形度は０．９８１、凝集度は１０．５であった。
【０１０３】
（トナーの製造例２）
疎水性シリカ微粉体の配合量を０．５質量部とする以外はトナー１と同様にトナー２を製造した。得られたトナー２の平均円形度は０．９８０、凝集度は１８．５であった。
【０１０４】
（トナーの製造例３）
疎水性シリカ微粉体の配合量を０．３質量部とする以外はトナー１と同様にトナー３を製造した。得られたトナー３の平均円形度は０．９８１、凝集度は３０．１であった。
【０１０５】
（トナーの製造例４）
トナーの製造例１で作製した未外添トナーａに対して外添処理を行わず、そのままトナー４とした。得られたトナー４の平均円形度は０．９８１、凝集度は４３．２であった。
【０１０６】
（トナーの製造例５）
トナー母体粒子Ａ１５０ｇを秤量し、奈良機械製作所社製ハイブリダイゼーションシステム（ＮＨＳ−１型）に導入した。その際、処理条件を回転数：７２００ｒｐｍ、処理時間：３ｍｉｎ、処理温度：５２℃とし、この条件で二回処理し、未外添トナーｂを得た。得られた未外添トナーｂは個数平均粒子径７．１１μｍであった。
【０１０７】
この未外添トナーｂ１００質量部に対して、疎水性シリカ微粉体（平均粒子径０．０３μｍ、ＢＥＴ比表面積１３５ｍ2／ｇ）１．０質量部を混合し、ヘンシェルミキサーで十分に攪拌することにより外添処理を行い、これをトナー５とした。得られたトナー５の平均円形度は０．９６８、凝集度は１１．５であった。
【０１０８】
（トナーの製造例６）
疎水性シリカ微粉体の配合量を０．３質量部とする以外はトナー５と同様にトナー６を製造した。得られたトナー６の平均円形度は０．９６７、凝集度は３２．８であった。
【０１０９】
（トナーの製造例７）
トナーの製造例５で作製した未外添トナーｂに対して外添処理を行わず、そのままトナー７とした。得られたトナー７の平均円形度は０．９６７、凝集度は５０．１であった。
【０１１０】
（トナーの製造例８）
トナー母体粒子Ａ１００質量部に対して、疎水性シリカ微粉体（平均粒子径０．０３μｍ、ＢＥＴ比表面積１３５ｍ2／ｇ）１．０質量部を混合し、ヘンシェルミキサーで十分に攪拌することにより外添処理を行い、これをトナー８とした。得られたトナー８の平均円形度は０．９５８、凝集度は１５．３であった。
【０１１１】
本発明の実施例に用いる現像装置について説明する。図１は現像装置の断面概観図である。
【０１１２】
図１において、１は非磁性金属部材により構成され、矢印ｂ１の方向に回転する直径２０ｍｍの円筒体である第一の現像スリーブであり、内部に固定された永久磁石を有することにより、第一の現像剤担持体を構成する。２は非磁性金属部材により構成され、矢印ｂ２の方向に回転する直径２０ｍｍの円筒体である第二の現像スリーブであり、内部に固定された永久磁石を有することにより、第二の現像剤担持体を構成する。３は現像剤を収容する現像容器である。４は現像容器３内の現像剤を撹拌し第一の現像スリーブ１に向けて搬送するための搬送部材である。５は板状の磁性金属部材で構成される現像剤規制体である。
【０１１３】
第二の現像スリーブ２は、第一の現像スリーブ１の近傍に、第一の現像スリーブ１の回転方向ｂ１と同方向の矢印ｂ２の方向に回転可能に設けられ、かつ第一の現像スリーブ１と第二の現像スリーブ２の最近接部の距離Ｗは３００μｍとなるように設けられている。
【０１１４】
現像装置は、第一の現像スリーブ１と静電潜像担持体としての感光ドラム８との距離Ｗ１は２００μｍとなり、第二の現像スリーブ２と感光ドラム８との距離Ｗ２は３００μｍとなるように配置されている。
【０１１５】
現像剤規制体５は、第二の現像スリーブ２内の永久磁石の磁極Ｎ２１近傍に、第二の現像スリーブ２との距離Ｗ３が２００μｍとなるように配置されている。
【０１１６】
第一の現像剤担持体内の永久磁石及び第二の現像剤担持体内の永久磁石は、本実施例においては、第一の現像剤担持体の磁極Ｎ１１に対して第二の現像剤担持体の磁極Ｓ２１が近接対向するように配置されている。
【０１１７】
また、本実施例においては、第二の現像剤担持体の磁極Ｓ２１の磁束密度は８００Ｇａｕｓｓ（８．０×１０-2Ｔ）であり、第一の現像剤担持体の磁極Ｎ１１の磁束密度は９００Ｇａｕｓｓ（９．０×１０-2Ｔ）であり、各々の磁極の磁束密度のピーク値に対して５０％以上の値を示す領域の幅（便宜上、以後５０％値と称する）の比は、
（磁極Ｓ２１の５０％値）／（磁極Ｎ１１の５０％値）≒０．８
となっている。このような構成により、本実施例では、磁極Ｓ２１と磁極Ｎ１１との間で形成される磁場の磁束密度の変化が、第一の現像スリーブ１から第二の現像スリーブ２側に行くほど磁束密度が高くなる構成とした。
【０１１８】
なお、前記５０％値の比は、前述した磁束密度の変化を構成するためには
（磁極Ｓ２１の５０％値）／（磁極Ｎ１１の５０％値）≦１．０
であることが好ましく、
（磁極Ｓ２１の５０％値）／（磁極Ｎ１１の５０％値）≦０．８）
であることがより好ましい。
【０１１９】
図１に示すように構成された現像装置においては、例えば現像剤として磁性トナーが現像容器３に収容されている場合では、第一の現像剤担持体の現像領域方向への磁性トナーの搬送は以下のようにして行われる。
【０１２０】
現像容器３内の磁性トナーは、搬送部材４により第一の現像スリーブ１に向けて搬送され、第一の現像剤担持体内の永久磁石により第一の現像スリーブ１に保持される。その際に第一の現像スリーブ１表面近傍に存在する磁性トナーは、第一の現像スリーブ１表面との摩擦により帯電し、帯電した磁性トナーは、磁性トナー自身の電荷による鏡映力により第一の現像スリーブ１表面に保持され、これらの十分に帯電した磁性トナーは、帯電電荷量に依存する鏡映力と第一の現像スリーブ１表面の摩擦力と第一の現像スリーブ１の回転とにより、第一の現像スリーブ１と感光ドラム８との対向部である第一の現像領域に向けて搬送される。
【０１２１】
一方で、第一の現像スリーブ１と第二の現像スリーブ２との対向部では、第一の現像スリーブ１から第二の現像スリーブ２側に行くほど磁束密度が高くなっているため、第一の現像スリーブ１と第二の現像スリーブ２との間に存在する磁性トナーには、第一の現像スリーブ１から第二の現像スリーブ２側への磁気力が働く。また、第二の現像スリーブ２を、第一の現像スリーブ１と同方向である、図中矢印ｂ２方向に回転させる構成としているため、第一の現像スリーブ１と第二の現像スリーブ２との対向部では、第一の現像スリーブ１の表面の移動方向と第二の現像スリーブ２の表面の移動方向は逆方向となっている。
【０１２２】
したがって、第一の現像スリーブ１に担持された磁性トナーは、第一の現像スリーブ１と第二の現像スリーブ２との対向部において、第二の現像スリーブ２の表面から発せられている磁気力の影響を受け、この磁気力の影響を、第一の現像スリーブ１による前述した力の影響よりも大きく受ける前記磁性トナーは、第一の現像スリーブ１から第二の現像スリーブ２に搬送され、第二の現像スリーブ２によって前記第一の現像領域へ向かう方向とは異なる方向に搬送される。すなわち、第一の現像スリーブ１上の磁性トナーは、第一の現像スリーブ１と第二の現像スリーブ２との対向部において、前記第一の現像領域に向かう方向とは異なる方向へ搬送しようとする力を受けている。
【０１２３】
第二の現像スリーブ２表面に磁気力によって保持された磁性トナーは、上記磁界による力と第二の現像スリーブ２表面との摩擦力により、第二の現像スリーブ２から現像容器３内側に向けて搬送され、第二の現像スリーブ２の回転に伴い現像剤規制体５に向けて搬送される。
【０１２４】
第二の現像スリーブ２表面の磁性トナーは、現像剤規制体５及び第二の現像剤担持体の永久磁石と現像剤規制体５との間に形成される磁界により規制され、第二の現像スリーブ２上に、所定の厚さにコートされる。現像剤規制体５によって第二の現像スリーブ２上にコートされた磁性トナーは、感光ドラム８と第二の現像スリーブ２との対向部である第二の現像領域に向けて搬送される。
【０１２５】
このように第一の現像スリーブ１及び第二の現像スリーブ２では、いずれのスリーブにおいても磁性トナーが所定の厚さにコートされ、いずれのスリーブにおいても現像領域において感光ドラム８に対し現像が行われる。
【０１２６】
現像は、感光ドラム８の回転方向によって異なるが、本実施例では、図の紙面に対して時計周りに感光ドラム８が回転し、まず第二の現像スリーブ２から現像が行われ、次に第一の現像スリーブ１からの現像が行われるものとする。この順番に現像が行われることにより、第一の現像スリーブ１に存在している帯電不十分な磁性トナーを、第一の現像スリーブ１による現像に用いられる前に第二の現像スリーブ２により回収することで、帯電不十分な磁性トナーによる画像不良を防止することが可能となる。また、現像に寄与する磁性トナー量を二つの現像スリーブから供給することで、現像スリーブの回転速度を感光ドラムの回転速度の１．５倍としても十分な画像濃度を得ることが可能である。
【０１２７】
＜実施例１＞
静電潜像担持体として、電荷輸送層の厚さが１５μｍの感光ドラムを、キヤノン株式会社製デジタル複写機ＧＰ４０の改造機（コロナ帯電）に組み込み、さらに前記現像装置を組み込み、図１に示される画像形成装置を構成し、前記したトナー１を現像剤として用いて、２３．５℃、６０％湿度の環境下で、画像比率１０％のテストチャートを計１万枚画像出しする耐久試験を行った。また、初期と耐久終了後に６００ｄｐｉ、２５６階調の連続階調パターンでの画像再現性評価と、全面ベタ黒画像を用いての転写効率測定を行った。
【０１２８】
画像再現性は、形成された画像を目視にて観察して評価した。
【０１２９】
転写効率は、転写後（転写紙上）の単位面積当たりのトナー重量を転写前の感光体上単位面積当たりのトナー重量で割ることによって測定した。
【０１３０】
また、１万枚画像出し後における感光体の削れ量を渦電流式膜厚測定計により測定した。
【０１３１】
初期転写効率は９９．８％、１万枚耐久後の転写効率は９９．７％であり、耐久においても転写効率の変化はなく十分な画像濃度が得られ、かつ、画像再現性も優れたものであった。また、転写効率のアップに伴い、トナー消費量の軽減も可能になった。また、感光体の削れ量は１μｍであった。
【０１３２】
＜実施例２＞
現像剤として上記したトナー２を用いること以外は実施例１と全く同様にして画像出し耐久試験を行った。その結果、初期転写効率は９９．８％、耐久後転写効率は９９．６％であり、その他の評価についても実施例１と同様な効果が得られた。
【０１３３】
＜実施例３＞
現像剤として上記したトナー３を用いること以外は実施例１と全く同様にして画像出し耐久試験を行った。その結果、初期転写効率は９９．５％、耐久後転写効率は９９．３％であり、その他の評価についても実施例１と同様な効果が得られた。
【０１３４】
＜実施例４＞
現像剤として上記したトナー４を用いること以外は実施例１と全く同様にして画像出し耐久試験を行った。その結果、初期転写効率は８７．５％、耐久後転写効率は８５．３％であり、従来の現像装置を使用した場合と同等のレベルであった。画像再現性も優れていた。
【０１３５】
＜実施例５＞
現像剤として上記したトナー５を用いること以外は実施例１と全く同様にして画像出し耐久試験を行った。その結果、初期転写効率は９９．７％、耐久後転写効率は９９．６％であり、その他の評価についても実施例１と同様な効果が得られた。
【０１３６】
＜実施例６＞
現像剤として上記したトナー６を用いること以外は実施例１と全く同様にして画像出し耐久試験を行った。その結果、初期転写効率は９９．６％、耐久後転写効率は９９．４％であり、その他の評価についても実施例１と同様な効果が得られた。
【０１３７】
＜実施例７＞
現像剤として上記したトナー７を用いること以外は実施例１と全く同様にして画像出し耐久試験を行った。その結果、初期転写効率は８７．０％、耐久後転写効率は８５．０％であり、その他の評価についても実施例１と同様な効果が得られた。
【０１３８】
＜実施例８＞
現像剤として上記したトナー８を用いること以外は実施例１と全く同様にして画像出し耐久試験を行った。その結果、初期転写効率は９６．８％、耐久後転写効率は９６．３％であり、その他の評価についても実施例１と同様な効果が得られた。
【０１３９】
＜実施例９＞
本実施例では現像剤規制体５として、ゴム板等の板状の弾性部材である現像剤規制体７を使用する以外の構成は実施例１と同様である。
【０１４０】
現像剤規制体７は、図２に示すように、第二の現像スリーブ２内の永久磁石の磁極Ｎ２１近傍に接触し、第二の現像スリーブ２の回転方向において、第二の現像スリーブ２との接触部が現像剤規制体６の支持部よりも上流側に位置するように配置されている。
【０１４１】
第二の現像スリーブ２上を搬送された磁性トナーは、現像剤規制体７により第二の現像スリーブ２に押しつけられることにより摩擦帯電され、かつ、トナー層厚を規制され、第二の現像スリーブ２上にコートされる。このように第二の現像スリーブ２上にコートされた状態は、実施例１と同等であり、また、第一の現像スリーブ１上の磁性トナーは、第二の現像スリーブ２により実施例１と同様のコートを第一の現像スリーブ１上に形成している。
【０１４２】
その結果、実施例９でも実施例１と同様の効果があり、帯電不十分な磁性トナーによる画像不良を防止することが可能となり、また、現像に寄与する磁性トナー量を二つのスリーブから供給することで、現像スリーブの回転速度を感光ドラムの回転速度の１．５倍としても十分な画像濃度を得ることが可能となる。
【０１４３】
トナー、及び感光ドラムには共に実施例１〜８と同じ物を使用し、同様な耐久試験を行ったところ、実施例１と同等な結果が得られた。
【０１４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、転写効率を向上させスリーブの回転速度を上げることなく十分な画像濃度が得られ、かつ、画像再現性を向上させることができる。したがって、本発明によれば、画像形成プロセスの高速化にも対応でき、十分に帯電した磁性トナーを静電潜像の現像に使用でき、磁性トナーの転写効率が高く、高い画像濃度の画像を形成することができる。
【０１４５】
また、本発明によれば、転写効率の向上によりトナー消費量の軽減も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一例の要部を示す断面図である。
【図２】本発明の画像形成装置の他の例の要部を示す断面図である。
【図３】本発明に用いられる磁性トナーの製造に使用される機械式粉砕機の概略図である。
【図４】図３に示す機械式粉砕機をＤ−Ｄ’線で切断した断面を示す断面図である。
【図５】従来の画像形成装置に用いられている現像装置の一例を示す概略図である。
【図６】従来の画像形成装置に用いられている現像装置の他の例を示す概略図である。
【図７】本発明の画像形成装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１  第一の現像スリーブ
１ａ  現像スリーブ
１ｂ  永久磁石
２  第二の現像スリーブ
３  現像容器
４  搬送部材
５、７  現像剤規制体
８  感光ドラム
１１  コロナ帯電装置
１２  コロナ転写帯電器
１３  定着装置
２１９  パイプ
２２０  ディストリビュータ
２２２  バグフィルター
２２４  吸引フィルター
２２９  補集サイクロン
３０２  粉体排出口
３１０  固定子
３１１  紛体投入口
３１２  回転軸
３１３  ケーシング
３１４  回転子
３１６  ジャケット
３１７  冷却水供給口
３１８  冷却水排出口
３２１  冷風発生手段
【図１】
2004205596.tif 000005
【図２】
2004205596.tif 000006
【図３】
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【図４】
2004205596.tif 000008
【図５】
2004205596.tif 000009
【図６】
2004205596.tif 000010
【図７】
2004205596.tif 000011