(57)【要約】【課題】  画像の濃度の低下がなく、高画質な画像を得ることができる現像装置、画像形成装置およびプロセスカートリッジを提供すること。【解決手段】  現像ギャップＧが０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの間において、感光体に搬送される現像剤の量ρと、現像ギャップＧとの関係性をρ／Ｇ＜２．５ｍｇ／ｍｍ３とする。この関係性を満たすことで、ギャップＧが０．３ｍｍ以下と狭い場合でも、感光体と現像スリーブとの間に剤溜まりが発生し、画像の濃度低下が発生することがなくなる。また、現像ギャップを０．３ｍｍ以下にして画像形成を行なうので、画像の再現性が格段に向上することができる。【選択図】  図７
2005062476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を担持搬送する現像剤担持体を備え、該現像剤担持体に担持された該現像剤を、像担持体と該現像剤担持体とが間隙Ｇをもって対向する現像領域に搬送し、該像担持体上に形成された静電潜像を該現像剤により現像してトナー像化するための現像装置において、像担持体と該現像剤担持体とが間隙Ｇが０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であるとき、像担持体と該現像剤担持体との間に供給される現像剤量ρと間隙Ｇとの関係ρ／Ｇが２．５ｍｇ／ｍｍ３未満であることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、前記現像剤担持体表面に、長手方向に延びる複数の溝を有しており、各溝の深さ平均Ｈとしたとき、各溝の深さ平均Ｈと前記間隙Ｇとの関係Ｇ＊Ｈが０.０５ｍｍ２以上０．１ｍｍ２以下であることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または２の現像装置において、上記現像剤担持体の表面は、切削および研削加工が行われていないことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１、２または３の現像装置において、上記現像剤がトナーと磁性粒子とからなる二成分現像剤であり、該磁性粒子の粒径を２０μｍ以上、５０μｍ以下としたことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項４の現像装置において、上記磁性粒子として、磁性体の芯材に樹脂コート膜を被覆したものであり、該樹脂コート膜が、熱可塑性樹脂とメラニン樹脂とを架橋させた樹脂成分と、帯電調整剤とを含有するものを用いることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５の現像装置において、上記現像剤として、少なくともプレポリマーと、着色剤と、離型剤とからなるトナー組成物を、水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で分散せしめ、該トナー組成物を重付加反応させ得られたトナーを用いることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６の現像装置において、上記現像剤として、平均円形度が０．９５以上、０．９９以下のトナーを用いることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６または７の現像装置において、上記現像剤として、形状係数ＳＦ−１が１２０以上、１８０以下で、かつ、形状係数ＳＦ−２が１２０以上、１９０以下のトナーを用いることを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７または８の現像装置において、上記現像剤として、体積平均粒径に対する個数平均粒径の比が、１．０５以上、１．３０以下のトナーを用いることを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電装置と、現像剤を現像剤担持体に担持し該像担持体に対向する現像領域に搬送して該像担持体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置と、現像後のトナー像を転写材に転写した後に該像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置とを有する画像形成装置において、上記現像装置として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電装置と、現像剤を現像剤担持体に担持し該像担持体に対向する現像領域に搬送して該像担持体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置と、現像後のトナー像を転写材に転写した後に該像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置とを有する画像形成装置内で、該像担持体と、該現像装置、該帯電装置及び該クリーニング装置から選択された少なくとも該現像装置を含む装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、上記現像装置として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の現像装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等に用いられる現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジに係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、潜像が形成された潜像担持体としての感光体の表面にトナーを供給して、トナー像を形成する現像装置を有し、このトナー像を紙などのシート状の転写材に転写するように構成した画像形成装置が知られている。
上記現像装置としては例えば、図１２および図１３に示すものがある。図１２は、現像装置の現像ローラの概略図である。この現像ローラ２０１は、円筒状の現像スリーブ２０２と、その両端部にそれぞれ固定されたフランジ２０３を備えている。現像スリーブ２０２の外周には、現像ローラ２０１が高速で回転しても現像スリーブ２０２で現像剤が現像ドクタ近傍の現像スリーブ回転方向上流側でスリップして停滞しないように軸方向にのびる複数の溝や、サンドブラストによる荒らし加工が施されている。また、前記現像スリーブ２０２の内部には磁場発生手段としてのマグネット２０４が設けられている。前記フランジ２０３にはジャーナル部２０５が設けられている。また、現像スリーブの周囲には、現像スリーブ２０２と所定の間隔をとって現像ローラ２０１の軸方向にのびる規制ブレード２０６が設けられている。この規制ブレード２０６は、感光体２１０に搬送される現像剤の量を規制する。
図１３は、現像装置の概略図である。この現像装置には、図１２に示した現像ローラ２０１が感光体と対抗する位置に隙間（以下現像ギャップ）をもって設けられている。この現像装置内には、トナーと磁性キャリアを含む二成分系の現像剤が内包されている。この現像ローラ２０１は、図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転する。現像ローラ２０１の内部のマグネット２０４は、図の点線に示すような磁力線を発している。現像装置内には、現像ローラ２０１に隣あうように攪拌ローラ２０７が配置されている。この攪拌ローラ２０７も図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転する。
そして、最近の画像形成装置は、精度の高い画像を得るべく、感光体２１０と現像ローラ２０１との現像ギャップを狭める傾向にある。
【０００３】
【特許文献１】実開平７−１６９４３号公報
【特許文献２】特開平８−７４８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、このように現像ローラ２０１と感光体２１０との現像ギャップを狭めると現像ローラ２０１の振れによる濃度ムラが発生したり現像スリーブにトナーが固着したりする問題が発生する場合がある。上述の濃度ムラは、現像ローラ２０１と感光体２１０との間の現像ギャップの変動によって発生する。トナーの固着は、スリーブ上のトナーが感光体と強く接触することで発生する。このトナーの固着は、規制ブレード２０６と現像ローラ２０１との隙間を狭くして、現像領域へ搬送する現像剤の量を減らすことで解消することができる。しかし、現像領域へ搬送する現像剤の量を減らすと画像濃度が低下し濃度ムラが顕著に現れてしまう。
【０００５】
特許文献２には、現像スリーブの振れを抑えるために、現像スリーブおよび軸部材を切削加工または研削加工して２０μｍ以下の振れとした後、サンドブラスト加工を施したものが記載されている。しかしながら、前記サンドブラスト加工を施した場合、現像スリーブを経時的に使用するうちに、現像剤との磨耗などで微細な凹凸がなくなり現像剤搬送能力が低下する場合があった。経時的に現像剤搬送能力を維持するためには、溝を形成する方法が有効である。
そこで、スリーブに切削や引き抜き加工等により溝を形成した後、スリーブの外径を切削や研削してスリーブの振れ精度を上げてみたが、溝の深さに偏差が発生し、トナーの搬送能力が周方向および軸方向で均一でなくなり、画像の濃度ムラを引き起こす場合があった。このような問題に鑑み、発明者らは、特願２００３−１８６８５５号において、現像ギャップ（Ｇ）と溝深さ（Ｈ）の関係を規定することで、スリーブの振れや溝深さ偏差の精度をあげたり、感光体に搬送される現像剤の量を少なくしたりしなくても、濃度ムラや現像スリーブへのトナーの固着を防止できるものを提案している。しかしながら、現像ギャップ（Ｇ）と溝深さ（Ｈ）を規定したスリーブにおいても、ギャップＧを０．３ｍｍ以下と狭いとき、感光体に搬送される現像剤の量を多くしすぎると、画像の濃度の低下が起こる場合があった。
【０００６】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、画像の濃度の低下がなく、高画質な画像を得ることができる現像装置、画像形成装置およびプロセスカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の現像装置は、現像剤を担持搬送する現像剤担持体を備え、該現像剤担持体に担持された該現像剤を、像担持体と該現像剤担持体とが間隙Ｇをもって対向する現像領域に搬送し、該像担持体上に形成された静電潜像を該現像剤により現像してトナー像化するための現像装置において、像担持体と該現像剤担持体とが間隙Ｇが０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であるとき、像担持体と該現像剤担持体との間に供給される現像剤量ρと間隙Ｇとの関係ρ／Ｇが２．５ｍｇ／ｍｍ３未満であることを特徴とするものである。
また、請求項２の現像装置は、請求項１の現像装置において、前記現像剤担持体表面に、長手方向に延びる複数の溝を有しており、各溝の深さ平均Ｈとしたとき、各溝の深さ平均Ｈと前記間隙Ｇとの関係Ｇ＊Ｈが０.０５ｍｍ２以上０．１ｍｍ２以下であることを特徴とするものである。
また、請求項３の現像装置は、請求項１または２の現像装置において、上記現像剤担持体の表面は、切削および研削加工が行われていないことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３の現像装置において、上記現像剤がトナーと磁性粒子とからなる二成分現像剤であり、該磁性粒子の粒径を２０μｍ以上、５０μｍ以下としたことを特徴とするものである。
また、請求項５の現像装置は、請求項４の現像装置において、上記磁性粒子として、磁性体の芯材に樹脂コート膜を被覆したものであり、該樹脂コート膜が、熱可塑性樹脂とメラニン樹脂とを架橋させた樹脂成分と、帯電調整剤とを含有するものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項６の現像装置は、請求項１、２、３、４または５の現像装置において、上記現像剤として、少なくともプレポリマーと、着色剤と、離型剤とからなるトナー組成物を、水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で分散せしめ、該トナー組成物を重付加反応させ得られたトナーを用いることを特徴とするものである。
また、請求項７の現像装置は、請求項１、２、３、４、５または６の現像装置において、上記現像剤として、平均円形度が０．９５以上、０．９９以下のトナーを用いることを特徴とするものである。
また、請求項８の現像装置は、請求項１、２、３、４、５、６または７の現像装置において、上記現像剤として、形状係数ＳＦ−１が１２０以上、１８０以下で、かつ、形状係数ＳＦ−２が１２０以上、１９０以下のトナーを用いることを特徴とするものである。
また、請求項９の現像装置は、請求項１、２、３、４、５、６、７または８の現像装置において、上記現像剤として、体積平均粒径に対する個数平均粒径の比が、１．０５以上、１．３０以下のトナーを用いることを特徴とするものである。
また、請求項１０の画像形成装置は、静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電装置と、現像剤を現像剤担持体に担持し該像担持体に対向する現像領域に搬送して該像担持体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置と、現像後のトナー像を転写材に転写した後に該像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置とを有する画像形成装置において、上記現像装置として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の現像装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項１１のプロセスカートリッジは、静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電装置と、現像剤を現像剤担持体に担持し該像担持体に対向する現像領域に搬送して該像担持体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置と、現像後のトナー像を転写材に転写した後に該像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置とを有する画像形成装置内で、該像担持体と、該現像装置、該帯電装置及び該クリーニング装置から選択された少なくとも該現像装置を含む装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、上記現像装置として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９の現像装置を用いることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１乃至１１の発明によれば、像担持体と該現像剤担持体との間に供給される現像剤量ρと、像担持体と該現像剤担持体との間隙Ｇとの関係ρ／Ｇを２．５ｍｇ／ｍｍ３未満としている。この関係性を満たせば、間隙Ｇが狭くても、従来のように、像担持体と現像剤担持体との間に供給される現像剤量ρが多すぎて、帯電不足等で像担持体上に形成された静電潜像の現像に付与しなかったトナーのすべてが、間隙Ｇを通過することができず、その一部が像担持体と該現像剤担持体との間に滞留することがない。従って、従来のように、トナーが滞留した結果、次の現像に付与する帯電されたトナーが像担持体と該現像剤担持体との間に供給が妨げられて、画像の濃度低下を引き起こすことがない。その結果、高画質な画像を得ることができるいう優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、タンデム方式のカラーレーザプリンタ（以下「レーザプリンタ」という）の実施形態について説明する。
まず、本レーザプリンタの基本的な構成について説明する。
［全体構成］
図１は、本実施形態に係るレーザプリンタの概略構成図である。このレーザプリンタは、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のプロセスカートリッジ１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。各符号の数字の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、言うまでもなく、イエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示している（以下同様）。プロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの他には、光書込ユニット１０、転写ユニット１１、レジストローラ対１９、３つの給紙カセット２０、定着ユニット２１などが配設されている。
【００１０】
［光書込ユニット］
上記光書込ユニット１０は、４つの光書込器を備えている。それぞれの光書込器は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて後述の感光体の表面にレーザ光を照射する。
【００１１】
［プロセスカートリッジ］
図２は、上記プロセスカートリッジ１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、イエロー用のプロセスカートリッジ１Ｙの概略構成を示す拡大図である。なお、他のプロセスカートリッジ１Ｍ，Ｃ，Ｋについてもそれぞれ同じ構成となっているので、これらの説明については省略する。図２において、プロセスカートリッジ１Ｙは、ドラム状の感光体２Ｙ、帯電装置３０Ｙ、除電器３１Ｙ、現像装置４０Ｙ、ドラムクリーニング装置４８Ｙなどを有している。
【００１２】
上記帯電装置３０Ｙは、交流電圧が印加される帯電ローラを感光体２Ｙに摺擦させることで、ドラム表面を一様帯電せしめる。帯電処理が施された感光体２Ｙの表面には、上記光書込ユニット１０によって変調及び偏向されたレーザ光が走査されながら照射される。すると、ドラム表面に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像装置４０Ｙによって現像されてＹトナー像となる。
【００１３】
上記現像装置４０Ｙは、そのケーシングの開口から一部露出させるように配設された現像ローラ４２Ｙを有している。また、第１搬送スクリュウ４３Ｙ、第２搬送スクリュウ４４Ｙ、規制ブレード４５Ｙ、トナー濃度センサ（以下、Ｔセンサという）４６Ｙなども有している。
【００１４】
上記ケーシング内には、磁性キャリアと、マイナス帯電性のＹトナーとを含む二成分現像剤が収容されている。この二成分現像剤は上記第１搬送スクリュウ４３Ｙ、第２搬送スクリュウ４４Ｙによって撹拌搬送されながら摩擦帯電せしめられた後、上記現像ローラ４２Ｙの表面に担持される。そして、上記規制ブレード４５Ｙによってその層厚が規制されてから感光体２Ｙに対向する現像領域に搬送され、ここで感光体２Ｙ上の静電潜像にＹトナーを付着させる。この付着により、感光体２Ｙ上にＹトナー像が形成される。現像によってＹトナーを消費した二成分現像剤は、現像ローラ４２Ｙの回転に伴ってケーシング内に戻される。
【００１５】
上記第１搬送スクリュウ４３Ｙと、上記第２搬送スクリュウ４４Ｙとの間には仕切壁４７Ｙが設けられている。この仕切壁４７Ｙにより、現像ローラ４２Ｙや第１搬送スクリュウ４３Ｙ等を収容する第１供給部と、第２搬送スクリュウ４４Ｙを収容する第２供給部とがケーシング内で分かれている。第１搬送スクリュウ４３Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、上記第１供給部内の二成分現像剤を図中手前側から奥側へと搬送しながら現像ローラ４２Ｙに供給する。第１搬送スクリュウ４３Ｙによって上記第１供給部の端部付近まで搬送された二成分現像剤は、仕切壁４７Ｙに設けられた図示しない開口部を通って上記第２供給部内に進入する。第２供給部内において、第２搬送スクリュウ４４Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、上記第１供給部から送られてくる二成分現像剤を第１搬送スクリュウ４３Ｙとは逆方向に搬送する。第２搬送スクリュウ４４Ｙによって第２供給部の端部付近まで搬送された二成分現像剤は、仕切壁４７Ｙに設けられたもう一方の開口部（図示せず）を通って第１供給部内に戻る。
【００１６】
透磁率センサからなるＴセンサ４６Ｙは、上記第２供給部の中央付近の底壁に設けられ、その上を通過する二成分現像剤の透磁率に応じた値の電圧を出力する。二成分現像剤の透磁率は、トナー濃度とある程度の相関を示すため、Ｔセンサ４６ＹはＹトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。この出力電圧の値は、図示しない制御部に送られる。この制御部は、ＲＡＭを備えており、この中にＴセンサ４６Ｙからの出力電圧の目標値であるＹ用Ｖｔｒｅｆを格納している。また、他の現像装置に搭載された図示しないＴセンサからの出力電圧の目標値であるＭ用Ｖｔｒｅｆ、Ｃ用Ｖｔｒｅｆ、Ｋ用Ｖｔｒｅｆのデータも格納している。Ｙ用Ｖｔｒｅｆは、図示しないＹトナー搬送装置の駆動制御に用いられる。具体的には、上記制御部は、Ｔセンサ４６Ｙからの出力電圧の値をＹ用Ｖｔｒｅｆに近づけるように、図示しないＹトナー搬送装置を駆動制御して第２供給部内にＹトナーを補給させる。この補給により、現像装置４０Ｙ内の二成分現像剤のＹトナー濃度が所定の範囲内に維持される。他のプロセスカートリッジの現像装置についても、同様のトナー補給制御が実施される。
【００１７】
Ｙ用の感光体２Ｙ上に形成されたＹトナー像は、後述の紙搬送ベルトに搬送される転写紙上に転写される。転写後の感光体２Ｙの表面は、ドラムクリーニング装置４８Ｙによって転写残トナーがクリーニングされた後、除電器３１Ｙによって除電される。そして、帯電装置３０Ｙによって一様帯電せしめられて次の画像形成に備えられる。他のプロセスカートリッジについても同様である。各プロセスカートリッジは、プリンタ本体に対して着脱可能になっており、寿命到達時に交換される。
【００１８】
［転写ユニット］
先に示した図１において、上記転写ユニット１１は、紙搬送ベルト１２、駆動ローラ１３、張架ローラ１４、４つの転写バイアスローラ１７Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋなどを有している。紙搬送ベルト１２は、駆動ローラ１３、張架ローラ１４にテンション張架されながら、図示しない駆動系によって回転せしめられる駆動ローラ１３によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。４つの転写バイアスローラ１７Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ図示しない電源から転写バイアスが印加される。そして、紙搬送ベルト１２をその裏面から感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに向けて押圧してそれぞれ転写ニップを形成する。各転写ニップには、上記転写バイアスの影響により、感光体と転写バイアスローラとの間に転写電界が形成される。Ｙ用の感光体２Ｙ上に形成された上述のＹトナー像は、この転写電界やニップ圧の影響により、紙搬送ベルト１２上に搬送される転写紙Ｐ上に転写される。このＹトナー像の上には、感光体２Ｍ，Ｃ，Ｋ上に形成されたＭ，Ｃ，Ｋトナー像が順次重ね合わせて転写される。かかる重ね合わせの転写により、紙搬送ベルト１２上に搬送される転写紙Ｐ上には、紙の白色と相まったフルカラートナー像が形成される。
【００１９】
［給紙カセット］
上記転写ユニット１１の下方には、複数枚の転写紙Ｐを重ねて収容する３つの給紙カセット２０が多段に配設されており、それぞれのカセットは一番上の転写紙Ｐに給紙ローラを押し当てている。給紙ローラが所定のタイミングで回転駆動すると、一番上の転写紙Ｐが紙搬送路に給紙される。
【００２０】
［レジストローラ対］
上記給紙カセット２０から紙搬送路に給紙された転写紙Ｐは、レジストローラ対１９のローラ間に挟まれる。レジストローラ対１９は、ローラ間に挟み込んだ転写紙Ｐを各転写ニップにてトナー像を重ね合わせ得るタイミングで送り出す。これにより、各転写ニップで転写紙Ｐにトナー像が重ね合わせ転写される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、定着ユニット２１に送られる。
【００２１】
［定着ユニット］
上記定着ユニット２１は、内部にハロゲンランプ等の熱源を有する加熱ローラ２１ａと、これに圧接せしめられる加圧ローラ２１ｂとによって定着ニップを形成している。そして、この定着ニップに転写紙Ｐを挟み込みながら、その表面にフルカラー画像を定着せしめる。定着ユニット２１を通過した転写紙Ｐは、図示しない排紙ローラ対を経て機外へと排出される。
【００２２】
現像ローラ４２Ｙは、次のようにして製造される。まず、アルミニウムを熱間で押出し、円筒状に形成する。現像スリーブの材料は、アルミニウムの他に真鍮、ステンレス、導電性樹脂などが使用できるが、コストや精度の面からアルミニウムがよく使用されている。
次に、内周面にＶ字状の凸部を形成したダイスの内周面から円筒状のアルミニウムを冷間で引き抜くことでスリーブの外周に軸方向にのびる溝が形成される。ここで、ダイスの内径をスリーブの外径より僅かに小さくして、溝の加工と同時にスリーブの振れ精度を上げる加工を行ってもよい。また、スリーブの本数は５０〜１００本程度としている。前記溝は、アルミニウムの熱間押出し製造時に形成することもできる。
【００２３】
本プリンタでは、感光体２Ｙと現像ローラ４２Ｙとの現像ギャップＧを０．３ｍｍ以下に設定して、従来に比べギャップＧを狭小化している。このように、ギャップＧを狭小化することで、現像トナー像の粒状度を大きく改善して、高画質な画像を得ることができる。なお、現像ギャップＧが０．１ｍｍよりも小さすぎると、現像ローラ４２Ｙにトナーが固着しやすくなってしまうので、現像ギャップＧ０．１ｍｍ以上が望ましい。
【００２４】
このようにギャップＧを０．３ｍｍ以下に狭小化させると、上述したように、現像ギャップＧが広い場合に比べ、現像ギャップＧの変動による濃度ムラを発生させ易い。また、トナー固着の発生割合が格段に高まる。
しかし、発明者が鋭意実験した結果、現像ギャップに対して溝の深さをある一定値以上大きくすれば、現像ローラの振れや溝の深さ偏差の精度をあげたり、感光体に搬送される現像剤の量を少なくしたりしなくても画像に影響を与えにくいことを見出した。その実験結果を以下に示す。
【００２５】
図３に示す、現像ローラと感光体とのギャップＧと現像スリーブの溝の平均深さＨと画像の濃度ムラとの関連性について調べた。現像スリーブは、上記製造方法で作成し、現像ローラの直径１８ｍｍ、スリーブの振れが２５μｍ、溝深さ偏差が２０μｍであった。この現像スリーブを上述の画像形成装置に組み込んで、実験を行った。感光体ドラムの直径は、３０ｍｍである。画像が良好であったものは、○であり、画像に多少の濃度ムラが確認されたものは△、画像に濃度ムラが発生したものについては、×とした。その結果を以下に示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
以上の結果から、現像ギャップＧを狭めても溝深さＨを深くしてやれば、現像ローラの振れや溝深さ偏差に関係なく、画像のムラがなくなっているのがわかる。また、溝の深さＨと現像ギャップＧとは、Ｇ×Ｈが０．０５ｍｍ２以上の関係を満たせば、振れの影響による画像の濃度ムラをなくすことができることがわかる。
【００２８】
このようにギャップＧを０．３ｍｍ以下と狭めても溝深さＨを深くしてやれば、現像ローラの振れや溝深さ偏差に関係なく、トナーの固着が防止できることがわかった。
これにより、感光体１０に搬送される現像剤の量を増やすことができ、高い画像品質をえることができると考えられたが、実際、感光体１０に搬送される現像剤の量を増やして画像を形成した結果、濃度低下が確認された。特に、図４に示すように、入り口シール４９Ｙを具備した現像装置において、濃度低下が顕著に現れた。
そこで、発明者は、その状態を観察した結果、トナーの固着はなかったものの、帯電不足などによって、現像に付与しなかったトナーが現像スリーブ４２Ｙと入り口シール４９Ｙとの間に溜まって、帯電されたトナーの供給を妨げており、その結果、画像の濃度低下が起こっていることを確認した。図５に示すようにギャップＧを０．４ｍｍ、感光体２Ｙに搬送される現像剤の量ρを８０ｍｇ／ｃｍ２の場合は、現像スリーブ４２Ｙと入り口シール４９Ｙとの間に現像剤の溜まりは、確認されず、良好な画像が得られた。しかし、図６に示すようにギャップＧを０．３ｍｍ、感光体２Ｙに搬送される現像剤の量ρ８０ｍｇ／ｃｍ２にすると、現像スリーブ４２Ｙと入り口シール４９Ｙとの間に現像剤の溜まりが発生し、画像の濃度低下が確認された。ギャップＧが０．４ｍｍの場合は、現像に付与しなかったトナーは、現像スリーブ４２Ｙにそのまま保持されて、感光体２Ｙと現像スリーブ４２Ｙとの間を通って、現像装置に戻されるが、ギャップＧが０．３ｍｍの場合は、感光体２Ｙと現像スリーブ４２Ｙとの間が狭まった結果、現像に付与しなかったトナーのすべてが感光体２Ｙと現像スリーブ４２Ｙとの間を通過することができず、その一部が現像スリーブ４２Ｙと入り口シール４９Ｙとの間に滞留する結果、現像剤の溜まりが起こり、画像の濃度低下が起こったと考えられる。
これらのことをふまえ、発明者は、感光体に搬送される現像剤の量ρと現像ギャップＧとを種々変更して、現像剤の溜まりが発生しない感光体に搬送される現像剤の量ρと、現像ギャップＧと関係性を調べた。横軸に現像ギャップＧ、縦軸に感光体に搬送される現像剤の量ρをとったグラフ紙に、実験結果をプロットしていった。その結果を図７に示す。感光体と現像スリーブとの間に剤溜まりが発生し、画像の濃度低下が発生した場合は、×をプロットし、剤溜まりが発生せず、良好な画像が得られた場合は、図7に示すグラフ紙に○をプロットした。図７からわかるように、現像ギャップＧが０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの間において、×印の領域と○印の領域が、ρ／Ｇ＝２．５の線分を境にして、分かれることがわかる。この線分より上の領域は×印の領域、すなわち、剤溜まりが発生し、画像の濃度低下が発生した領域であり、この線分より下の領域は、○印の領域、すなわち、剤溜まりが発生せず、良好な画像が得られた領域である。このことから、感光体に搬送される現像剤の量ρと現像ギャップＧとの関係性を、ρ／Ｇ＜２．５ｍｇ／ｍｍ３とすれば、剤溜まりが発生せず、良好な画像が得らることがわかる。感光体に搬送される現像剤の量ρを少なくしすぎると、磁気ブラシの穂跡や、ザラツキ等の異常画像発生するため、規制ブレードと現像スリーブとのギャップ等を調整して、ρ／Ｇの値が上限値、２．５ｍｇ／ｍｍ３付近となるようにするのが好ましい。また、ρ／Ｇの上限値がわかることで、現像ギャップＧの公差幅に対して、規制ブレードと現像スリーブとのギャップの公差幅や、現像ローラ磁力の公差幅を適正に設定することができるようになる。
【００２９】
次に、本実施形態に使用される現像剤について説明する。
二成分現像剤のキャリアとしては、弾力性と強い接着力とを有するコート膜であって、膜厚よりも大きい径を有する粒子を表面に含有したコート膜で被覆したものを用いることが望ましい。図８は、このキャリア５００の説明図である。キャリア５００の芯材としてフェライト５０１を用いている。このフェライト５０１の表面を、アクリル等の熱可塑性樹脂とメラミン樹脂とを架橋させた樹脂成分に、帯電調整剤を含有させたコート膜５０２で被覆している。このコート膜５０２は弾力性と強い接着力を有している。さらに、コート膜５０２の膜厚よりも大きい径の粒子、例えばアルミナ粒子５０３を表面に分散している。アルミナ粒子５０３はコート膜５０２の強い接着力で保持されている。従来のキャリアは硬いコート膜を徐々に削りながら長寿命を得るという思想の基で構成されていたのに対し、図示のキャリア５００はコート膜５０２が弾力性を有することで衝撃を吸収して膜削れを抑制する。また、膜厚よりも大きい径を有するアルミナ粒子５０３をキャリア５０１表面に分散することで、コート膜５０２への衝撃を阻止し、しかもスペント物のクリーニングを行なうことができる。このように、コート膜の膜削れとスペント化を抑制できるので、従来のキャリアに比べ、より長寿命化を図ることができる。これにより、長期間に渡り、トナー汲上量の安定化、すなわち品質の安定化を期待できる。
【００３０】
更には、キャリア粒径を小さくして、よりドット再現性に優れた画像を形成することもできる。具体的には、キャリア粒径の大きさは、２０μｍ以上、５０μｍ以下が望ましい。キャリア粒径を従来よりも小さく、さらに粒径をこのような範囲に設定することで、作像時の現像剤穂（キャリアチェーン）の太さを均一に細くすることが可能になる。よって、より緻密なトナーの受け渡しをすることができる。また、現像スリーブ上の単一面積当たりにおける現像剤穂の密度も多くなるので、感光体上の潜像に隙間無くトナーの受け渡しが可能になる。これにより、よりドット再現性に優れた画像を形成することができる。なお、キャリア粒径が５０μｍよりも大きすぎると、同じキャリア量で比較した場合に、キャリアの総表面積が小さくなって、トナーの保有量が少なくなる。このため、トナー濃度の低下が生じる。汲み上げ量を増やして現像能力を維持することが可能であるが、トナー固着が発生しやすくなってしまう。一方、キャリア粒径が２０μｍよりも小さすぎると、マグローラによる磁力保持力が小さくなってキャリア飛散を生じ、感光体へのキャリア付着が増加してしまうので、２０μｍ以上が望ましい。
【００３１】
また、トナーについては、少なくとも、プレポリマー、着色剤、離型剤からなるトナー組成物を、水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で分散せしめ、このトナー組成物を重付加反応させて得られたものを用いることが望ましい。これにより、シャープな粒径分布と帯電特性が得られ、トナー特性を均一化することができるからである。このトナーの製造方法を以下に説明するが、この製造方法に限定されるものではないことはもちろんである。
【００３２】
[トナーの製造方法]
まず、トナー組成物を準備する。トナー組成物は、酢酸エチル等の有機溶媒に、樹脂、着色剤、ワックス、帯電制御剤、イソシアネート基を有するポリエステル樹脂（プレポリマー）からなるトナー原材料を溶解させて得ることができる。ここで、プレポリマーとは、ベースとなるポリマー１分子中に２以上の反応基を有するポリマーのことをいう。
次に、乳化処理を行う。界面活性剤、粘度調整剤、樹脂微粒子を含有する水系媒体に、上記トナー組成物とアミン類とを加えて、せん断力により分散させ、乳化状態を形成する。
次に、熟成処理を行う。イソシアネート基とアミン類との反応による、伸長と架橋反応の少なくとも一方を促進させるため、反応系に対して加熱を行う。
次に、脱溶剤処理を行う。一例として、系全体を徐々に昇温し、液滴中の有機溶媒を蒸発除去する方法をとることができる。
次に、アルカリ洗浄、水洗処理を行う。洗浄により得られたトナー粒子表面に残存している異物（界面活性剤、粘度調整剤等）を除去する。
次に、乾燥処理を行う。得られたトナー粒子をろ過により回収し、乾燥する。
最後に、外添剤処理を行う。必要に応じて、外添剤微粒子（シリカ、チタニア、アルミナ等）を０．１〜５．０重量部、ミキサーにより外添する。
【００３３】
更に、より具体的なトナー製造例について説明する。なお、以下の説明中、部は重量部を示す。
【００３４】
[トナー製造例]
（ポリエステルの製造例）
ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物  ６９０部
テレフタル酸                                    ２５６部
を冷却管、攪拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に入れ、常圧下、２３０℃で８時間重縮合する。次いで１０〜１５ｍｍＨｇの減圧で５時間反応した後、１６０℃まで冷却し、これに１８部の無水フタル酸を加えて２時間反応し変性されていないポリエステルＡを得た。
（プレポリマーの製造例）
ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物  ８００部
イソフタル酸                                    １８０部
テレフタル酸                                      ６０部
ジブチルチンオキサイド                              ２部
を冷却管、攪拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に入れ、常圧下、２３０℃で８時間反応させる。さらに１０〜１５ｍｍＨｇの減圧で脱水しながら５時間反応した後、１６０℃まで冷却して、これに無水フタル酸を３２部加えて２時間反応した。次いで、８０℃まで冷却し、酢酸エチル中にてイソホロンジイソシアネート１７０部と２時間反応を行いイソシアネート基含有プレポリマーＢを得た。
（ケチミン化合物の製造例）
イソホロンジアミン            ３０部
メチルエチルケトン            ７０部
を攪拌棒および温度計のついた反応槽中に仕込み、５０℃で５時間反応を行いケチミン化合物Ｃを得た。
【００３５】
ポリエステルＡ                ６０部
プレポリマーＢ            １５．４部
酢酸エチル                ７８．６部
をビーカー内に入れ、攪拌し溶解した。
【００３６】
離型剤であるライスＷＡＸ（融点８３℃）      １０部
銅フタロシアニンブルー顔料（シアン顔料）      ４部
を入れ、６０℃にてＴＫ式ホモミキサーで１２０００ｒｐｍで攪拌し、均一に溶解、分散させた。最後に、ケチミン化合物Ｃ２．７部を加え溶解させた。これをトナー材料溶液Ｄとする。
【００３７】
イオン交換水                          ３０６部
リン酸カルシウム１０％懸濁液          ２６５部
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム  ０．２部
平均粒径０．２０μｍのスチレン／アクリル系樹脂微粒子
をビーカー内に入れ均一に溶解した。次いで、６０℃に昇温し、ＴＫ式ホモミキサーで１２０００ｒｐｍに攪拌しながら、上記トナー材料溶液Ｄを投入し１０分間攪拌した。次いで、この混合液を攪拌棒および温度計付のコルベンに５００ｇ計量して移し、４５℃まで昇温して、減圧下ウレア化反応をさせながら０．５時間かけ溶剤を除去し、濾別、洗浄、乾燥した後、風力分級し、母体粒子を得た。
【００３８】
母体粒子                                              １００部
帯電制御剤（オリエント化学社製ボントロンＥ−８４）  ０．２５部
をＱ型ミキサー（三井鉱山社製）に仕込んだ。そして、タービン型羽根の周速を５０m/secに設定し、２分間運転、１分間休止を５サイクル行い、合計の処理時間を１０分間とした。さらに、疎水性シリカ（Ｈ２０００、クラリアントジャパン社製）を０．５部添加し、周速を１５m/secとして３０秒混合１分間休止を５サイクル行い、シアントナーを得た。ついで、トナー粒子１００部に疎水性シリカ０．５部と、疎水化酸化チタン０．５部をヘンシェルミキサーにて混合して、本発明のシアントナーを得た。
【００３９】
なお、上記トナー製造例ではシアントナーの製造例について説明したが、他色のトナーを製造する場合には、上記「銅フタロシアニンブルー顔料（シアン顔料）４部」を他の顔料に変更して作成することができる。
具体的には、イエロートナーを作成する場合、上記銅フタロシアニンブルー顔料４部を、ベンジジンイエロー顔料６部に変更する。また、マゼンタトナーを作成する場合、ローダミンレーキ顔料６部に変更する。さらに、ブラックトナーを作成する場合、カーボンブラック１０部に変更する。
【００４０】
更には、トナーは特定の形状と形状の分布を有すことが重要である。トナーの形状は円形度で規定することができる。具体的には、トナーの平均円形度は、０．９５以上、０．９９以下が望ましい。より好ましくは、平均円形度が０．９６以上、０．９９以下で、円形度が０．９５未満の粒子が１０％以下である。実験によれば平均円形度が０．９５未満、特に０．９３より小さいと、球形から離れた不定形のトナーとなり、満足した転写性やチリのない高画質画像が得られなくなってしまう。一方、平均円形度が０．９９よりも大きいと、ブレードクリーニングなどを採用しているシステムでは、感光体上および転写ベルトなどのクリーニング不良が発生し、画像上の汚れを引き起こしてしまう。画像面積率の低い画像を出力する場合、転写残トナーが少なく、クリーニング不良が問題となることはない。しかし、例えば、カラー写真画像など画像面積率の高い画像を出力する場合、さらには、給紙不良等で未転写の状態の画像が感光体上に残ってしまった場合、クリーニング不良が発生しやすい。このようなクリーニング不良を頻発するようになると、更には、感光体を接触帯電させる帯電ローラ等を汚染してしまい、本来の帯電能力を発揮できなくなってしまう。よって、トナーの平均円形度が、０．９５以上、０．９９以下であれば、クリーニング不良を生じることなく、適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成することができる。
【００４１】
上記トナーの形状の計測方法としては、粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、ＣＣＤカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この手法で得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値を平均円形度とする。
トナーの平均円形度は、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００（東亜医用電子株式会社製）により計測できる。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水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フォン酸塩を０．１〜０．５ｍｌ加え、更に測定試料を０．１〜０．５ｇ程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、分散液濃度を３０００〜１万個／μｌとして上記フロー式粒子像分析装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。
【００４２】
更に、トナーの形状係数ＳＦ−１及びＳＦ−２を規定することが望ましい。図９は形状係数ＳＦ−１の説明図、図１０は形状係数ＳＦ−２の説明図である。
まず、形状係数ＳＦ−１について説明する。形状係数ＳＦ−１とは、図５に示すように、球形物質の形状の丸さの割合を示す値であり、球形物質を２次元平面上に投影して出来る楕円状図形の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００π／４を乗じたときの値で表される。つまり、形状係数ＳＦ−１は、次の数１に示す式で定義される。
＜数１＞
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）
【００４３】
この形状係数ＳＦ−１の値が１００の場合には、物質の形状が真球状となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど、物質の形状は不定形となる。
【００４４】
一方、形状係数ＳＦ−２は、図１０に示すように、物質の形状の凹凸の割合を示す数値である。物質を２次元平面上に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００／４πを乗じたときの値で表される。つまり、形状係数ＳＦ−２は、次の数２に示す式で定義される。
＜数２＞
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）
【００４５】
このＳＦ−２の値が１００の場合には、物質の表面に凹凸が存在しないことになり、ＳＦ−２の値が大きくなるほど、物質の表面の凹凸は顕著となる。
【００４６】
なお、上記形状係数は、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、トナー像を１００回無作為にサンプリングし、その画像情報は、ニレコ社製画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３）に導入して解析を行い、上記数式より算出した。
【００４７】
本発明者らの検討によれば、形状係数ＳＦ−１及びＳＦ−２がともに１００に近づいて、トナーの形状が球形に限りなく近づくと、転写効率が高くなることが判った。これは、形状効果によりトナー粒子と該トナー粒子と接触するもの（トナー粒子同士、感光体等）との間では点接触することになる。この結果、トナー流動性が高まったり、像担持体等に対する吸着力（鏡映力）が弱まったりして、転写電界の影響を受けやすくなるためと考えられる。
しかし、トナーの形状が球形に近づくと、メカ的なクリーニング（ブレードクリーニング等）に対して不利に働く。これは、トナー流動性が高まったり、感光体等に対する吸着力（鏡映力）が弱まったりして、クリーニング部材と感光体との僅かな間隙を容易にトナーが通過してしまうためである。よって、クリーニング性の面からは、トナーの形状としては、ある程度異形化（ＳＦ−１の値が１００より大きくなる方向）していたり、ある程度凹凸（ＳＦ−２の値が１００より大きくなる方向）があったりする方が好ましい。実験によれば、転写性とクリーニング性との両方を満足するためには、形状係数ＳＦ−１が１２０以上、１８０以下であり、また、形状係数ＳＦ−２が１２０以上、１９０以下であることが望ましい。
【００４８】
更には、トナーの体積平均粒径に対する個数平均粒径の比を規定することが望ましい。具体的には、トナーの体積平均粒径（Ｄｖ）が４〜８μｍであり、個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００以上、１．１５以下であることが望ましい。より好ましくは、重合終了後の粒度分布として、Ｄｖ／Ｄｎが１．１０以下が望ましい。これにより、乾式トナーでは、トナーの粒度分布が狭くなるため、以下のメリットが発生する。一方、粒度分布がブロードであると粒子の着色が不均一に行なわれる。
トナー粒径面で、トナーの粒度分布が狭くなるため、画像パターンに応じた（適した）トナー粒径を持つトナー粒子が選択的に現像されてしまう選択現像が発生しにくくなり、常時、安定した画像を形成することができる。
また、従来トナーリサイクルシステムを搭載している場合、転写されにくい小サイズのトナー粒子が量的に多くリサイクルされていた。しかし、本トナーでは、元々トナーの粒度分布が狭いため、上述した選択現像の作用を受けにくく、このことからも常時、安定した画像を形成することができる。
また、二成分現像剤においては、長期にわたるトナーの収支が行われても、現像剤中のトナー粒子径の変動が少なくなり、現像装置における長期の攪拌においても、良好で安定した現像性が得られる。
また、一成分現像剤として用いた場合においても、トナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なくなると共に、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着がなく。これにより、現像装置の長期の使用（攪拌）においても、良好で安定した現像性及び画像が得られる。
ここで、上記体積平均粒径、個数平均粒径とは、コールターマルチサイザー（コールターエレクトロニクス社製）において１００μｍのアパーチャーチューブを用いた時、アパーチャーカレント等の設定はオートマチックで測定した際の（３万個以上のカウント値）粒子径のことである。
【００４９】
なお、本実施形態では本発明をタンデム型のカラープリンタに適用した例について説明したが、図１１に示すように、４組の現像器からなるリボルバ型現像装置６００を備えたカラープリンタに適用できることはもちろんである。このカラープリンタのリボルバ型現像装置６００を構成する各現像器が互いに異なる色のトナーを有している。そして、リボルバ型現像装置６００を回動させることにより、各現像器の現像ローラ６０１ａ〜６０１ｄを、所定の現像ギャップＧで感光体２と対向する現像位置に順次移動させる。これにより、感光体２上に各色のトナー像を形成することができる。
【００５０】
本実施形態によれば、現像ギャップＧが０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの間において、感光体に搬送される現像剤の量ρと、現像ギャップＧとの関係性をρ／Ｇ＜２．５ｍｇ／ｍｍ３としている。この関係性を満たせば、ギャップＧが０．３ｍｍ以下と狭い場合でも、感光体と現像スリーブとの間に剤溜まりが発生し、画像の濃度低下が発生することがなくなる。また、現像ギャップを０．３ｍｍ以下にして画像形成を行なうので、画像の再現性が格段に向上する。なお、現像ギャップが０．１ｍｍよりも小さすぎると、現像ローラ表面にトナーが固着しやすくなってしまうので、現像ギャップの設定値は０．１ｍｍ以上が望ましい。
また、本実施形態によれば、現像スリーブの溝の平均深さＨと現像ギャップＧとの関係Ｇ×Ｈを０．０５ｍｍ２以上０．１ｍｍ２以下としている。これにより、ギャップＧが狭まっても、溝の深さＨがある一定値以上深ければ、現像剤担持体の振れや溝の深さ偏差の精度をあげなくても、画像の濃度ムラや、トナーの固着を防止できる。従って、現像剤担持体の外周に切削加工等の振れ精度を上げる加工等を施こす必要がなくなり、製造コストを抑えることができる。なお、Ｇ×Ｈが０．１ｍｍ２を越えすぎると、溝深さＨや現像ギャップＧが限りなく大きくなるので、現実的な限界値として０．１ｍｍ２としている。
また、本実施形態によれば、現像剤がトナーと磁性粒子としてのキャリアとからなる二成分現像剤であり、キャリアの粒径を２０μｍ以上、５０μｍ以下とした。キャリア粒径を５０μｍ以下とすることで、作像時の現像剤穂（キャリアチェーン）の太さを均一に細くすることができ、より緻密なトナーの受け渡しをすることが可能となる。また、現像スリーブ上の単一面積当たりにおける現像剤穂の密度も多くなるので、感光体上の潜像に隙間無くトナーの受け渡しが可能になる。これにより、よりドット再現性に優れた画像を形成することができる。なお、キャリア粒径が２０μｍよりも小さすぎると、感光体へのキャリア付着が増加してしまうので、２０μｍ以上が望ましい。
また、本実施形態によれば、キャリアとして、磁性体の芯材に対して樹脂コート膜を有するものであり、その樹脂コート膜が熱可塑性樹脂と、メラニン樹脂とを架橋させた樹脂成分、帯電調整剤を含有させたものを使用した。従来のキャリアは硬いコート膜を徐々に削りながら長寿命を得るように構成されていたのに対し、このキャリアはコート膜が弾力性を有することで衝撃を吸収して膜削れを抑制する。よって、従来のキャリアに比べ、より長寿命化を図ることができる。これにより、長期間に渡り、トナー汲上量の安定化、すなわち品質の安定化を期待できる。
また、本実施形態によれば、現像剤として、少なくともプレポリマー、着色剤、離型剤からなるトナー組成物を、水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で分散せしめ、トナー組成物を重付加反応させ得られたトナーを用いる。これにより、シャープな粒径分布や帯電分布が得られ、トナー特性の均一化が図れる。
また、本実施形態によれば、トナーの平均円形度を、０．９５以上、０．９９以下の範囲に設定している。実験によれば平均円形度が０．９５未満、特に０．９３より小さいと、球形から離れた不定形のトナーとなり、満足した転写性やチリのない高画質画像が得られなくなってしまう。一方、平均円形度が０．９９よりも大きいと、ブレードクリーニングなどを採用しているシステムでは、感光体上および転写ベルトなどのクリーニング不良が発生し、画像上の汚れを引き起こしてしまう。よって、トナーの平均円形度が、０．９５以上、０．９９以下であれば、クリーニング不良を生じることなく、転写性が良好でしかもチリのない高画像画像を形成することができる。
また、本実施形態によれば、トナーの形状係数ＳＦ−１が１２０以上、１８０以下、かつ、形状係数ＳＦ−２が１２０以上、１９０以下である。実験によれば、形状係数ＳＦ−１が１８０以下で、形状係数ＳＦ−２が１９０以下であれば、ともに１００に近づくほど転写効率が高くなることが判った。しかし、形状係数ＳＦ−１及びＳＦ−２が１２０より小さくなって、トナーの形状が真球に近づくほど、クリーニング性が悪くなってしまう。よって、トナーの形状係数ＳＦ−１が１２０以上、１８０以下、かつ、形状係数ＳＦ−２が１２０以上、１９０以下であれば、転写性とクリーニング性とを満足することができる。
また、本実施形態によれば、トナーの体積平均粒径（Ｄｖ）に対する個数平均粒径（Ｄｎ）の比（Ｄｖ／Ｄｎ）が、１．００以上、１．１５以下である。実験によれば、Ｄｖ／Ｄｎがこの範囲にあると、トナーの粒度分布が狭くなるため、画像パターンに応じた（適した）トナー粒径を持つトナー粒子が選択的に現像されてしまう選択現像の発生がなかった。また、現像装置における長期の攪拌でも、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着がなかった。これらのことにより、常時、安定した画像を形成することができた。
また、本実施形態によれば、感光体と、帯電装置と、現像剤を現像ローラに担持し感光体に対向する現像領域に搬送して感光体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置と、現像後のトナー像を転写材に転写した後に感光体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置とを有する画像形成装置としてのプリンタにおいて、上述した現像装置を用いる。この現像装置を用いることにより、濃度ムラのない良好な画像を得ることが可能となる。
また、本実施形態によれば、感光体と、帯電装置と、現像剤を現像ローラに担持し感光体に対向する現像領域に搬送して感光体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置と、現像後のトナー像を転写材に転写した後に感光体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置とを有する画像形成装置内で、感光体と、現像装置、帯電装置及びクリーニング装置より選ばれる少なくとも現像装置を含む装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、上述した現像装置を用いる。この現像装置を用いることにより、濃度ムラのない良好な画像を得ることが可能となる。更に、感光体と現像装置とを含む作像手段の保守及び交換が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の要部の説明図。
【図２】実施形態に係る画像形成装置における感光体と現像ロールとを拡大して示す拡大構成図。
【図３】実施形態に係る画像形成装置のＹ用のプロセスカートリッジを示す拡大構成図。
【図４】実施形態に係る画像形成装置における感光体と入り口シールを備えた現像装置とを拡大して示す拡大構成図。
【図５】現像ギャップＧ０．４ｍｍのときの現像剤の挙動を説明する説明図。
【図６】現像ギャップＧ０．３ｍｍのときの現像剤の挙動を説明する説明図。
【図７】感光体に搬送される現像剤の量ρと、現像ギャップＧとの関係を示す図。
【図８】キャリアの模式図。
【図９】形状係数ＳＦ−１の説明図。
【図１０】形状係数ＳＦ−２の説明図。
【図１１】リボルバ型現像装置を備えたカラープリンタの概略構成図。
【図１２】現像ローラの要部説明図。
【図１３】画像形成装置の要部説明図。
【符号の説明】
【００５２】
１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ  プロセスカートリッジ
２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ  感光体（像担持体）
４０Ｙ            現像装置
４２Ｙ            現像ローラ（現像剤担持体、回転体）
５００            キャリア
６００            リボルバ型現像装置
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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