(57)【要約】【課題】  像担持体の表面摩擦係数を低くして転写効率を向上させようとすると、スキャベンジグ作用によって潜像の画像部に付着したトナーが剥がされるために画像品質が低下する。【解決手段】  少なくとも静電潜像を形成する有機感光体を含み、表面摩擦係数が０．１〜０．３の範囲内である像担持体１と、像担持体１に形成した静電潜像をトナーＴとキャリアＣを含む二成分現像剤を用いてトナーＴを進行波電界で搬送しながら現像する静電現像手段としての現像装置２とを備えたので、像担持体に付着したトナーが引き剥がされることがなく画像品質も向上する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、像担持体と、この像担持体に担持された潜像を現像する現像手段とを備えた画像形成装置において、前記像担持体の表面摩擦係数が０．１〜０．３であり、前記現像手段が前記像担持体に対して静電力で搬送される現像剤を付着させて現像する静電現像手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、前記静電現像手段は、前記現像剤を移動させる進行波電界を発生させるための搬送手段を有し、前記像担持体上の潜像の画像部に付着した現像剤を引き戻さないことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像形成装置において、前記現像手段は、前記像担持体と前記搬送手段との間で、前記現像剤が前記潜像の画像部に対しては前記像担持体側のみに向かい、前記現像剤が前記潜像の非画像部に対しては前記像担持体と反対側に向かう方向の電界を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置において、前記搬送手段に進行波電界を発生させるために印加される電圧の平均値電位が、前記潜像の画像部電位と非画像部電位の間となる電位であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項３に記載の画像形成装置において、前記搬送手段に進行波電界を発生させるために印加される電圧の波形にはパルス状波形を含み、パルス状波形のうち前記搬送手段から現像剤が反発飛翔する電位が、前記潜像の画像部電位と非画像部電位の間となる電位であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記像担持体の表層材料の内部に表面摩擦係数を低下させる機能性材料を含有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記像担持体の表面に表面摩擦係数を低下させる機能性材料を塗布する手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の画像形成装置において、機能性材料はラメラ結晶材料であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８に記載の画像形成装置において、前記ラメラ結晶材料はフッ素系高分子材料であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の画像形成装置において、前記ラメラ結晶材料は金属石鹸であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の画像形成装置において、前記現像剤の円形度が０．９６〜１．００であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の画像形成装置において、前記現像剤が重合法により製造された現像剤であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
少なくとも、像担持体と、この像担持体に担持された潜像を現像する現像手段とを含み、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体の表面摩擦係数が０．１〜０．３であり、前記現像手段が前記像担持体に対して静電力で搬送される現像剤を付着させて現像する静電現像手段であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１４】
請求項１３に記載のプロセスカートリッジにおいて、このプロセスカートリッジの前記静電現像手段は、前記現像剤を移動させる進行波電界を発生させるための搬送手段を有し、前記像担持体上の潜像の画像部に付着した現像剤を引き戻す電界を形成しないことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１５】
請求項１４に記載のプロセスカートリッジにおいて、このプロセスカートリッジの前記現像手段には、前記像担持体と前記搬送手段との間で、前記現像剤が前記潜像の画像部に対しては前記像担持体側のみに向かい、前記現像剤が前記潜像の非画像部に対しては前記像担持体と反対側に向かう方向の電界を形成する電圧が印加されることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１６】
請求項１５に記載のプロセスカートリッジにおいて、平均値電位が、前記潜像の画像部電位と非画像部電位の間となる電位である電圧が、前記搬送手段に進行波電界を発生させるための電圧として印加されることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１７】
請求項１５に記載のプロセスカートリッジにおいて、パルス状波形を含み、パルス状波形のうち前記搬送手段から現像剤が反発飛翔する電位が、前記潜像の画像部電位と非画像部電位の間となる電位である電圧が、前記搬送手段に進行波電界を発生させるために印加される電圧として印加されることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１８】
請求項１３ないし１７のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体の表層材料の内部に表面摩擦係数を低下させる機能性材料を含有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１９】
請求項１３ないし１７のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体の表面に表面摩擦係数を低下させる機能性材料を塗布する手段を備えていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２０】
請求項１８又は１９に記載のプロセスカートリッジにおいて、機能性材料はラメラ結晶材料であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２１】
請求項２０に記載のプロセスカートリッジにおいて、前記ラメラ結晶材料はフッ素系高分子材料であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２２】
請求項２０に記載のプロセスカートリッジにおいて、前記ラメラ結晶材料は金属石鹸であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２３】
請求項１３ないし２２のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、前記現像剤の円形度が０．９６〜１．００であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２４】
請求項２３に記載のプロセスカートリッジにおいて、前記現像剤が重合法により製造された現像剤であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２５】
像担持体に担持された潜像を現像して画像を形成する画像形成装置において、請求項１３ないし２４のいずれかに記載のプロセスカートリッジを１又は複数備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
複写装置、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置として、電子写真プロセスを用いて、像担持体に潜像を形成し、この潜像に粉体である現像剤（以下「トナー」ともいう。）を付着させて現像してトナー像として可視像化し、このトナー像を記録媒体（中間転写部材を含む。）に転写することで画像を形成するものがある。
【０００３】
このような画像形成装置において、像担持体上に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像する現像装置としては、例えば図１９に示すように、速度Ｖ１で回転する像担持体１００１に、現像バイアス電源１００３でＤＣバイアス電圧を印加した現像ローラ１００２を速度Ｖ３で回転させて接触させ、現像ローラ１００２上にキャリアＣで保持されたトナーＴを潜像の画像部に付着させて現像する二成分接触現像装置、あるいは、例えば図２０に示すように、像担持体１００１に、現像バイアス電源１００５でＤＣバイアス電圧を印加した現像ローラ１００４を接触させて、現像ローラ１００４上に保持されたトナーＴを潜像の画像部に付着させて現像する一成分接触現像装置などが知られている。
【０００４】
また、例えば図２１に示すように、像担持体１００１の表面近傍でトナークラウド１０１０を形成して、クラウド状態になったトナーＴが像担持体１００１の潜像の画像部に付着することで現像するトナークラウド方式のもの、あるいは、図２２に示すように、現像ローラ１０１１にＤＣバイアス電源１０１２によるＤＣバイアスとＡＣバイアス電源１０１３によるＡＣバイアスとを印加して、像担持体１００１と現像ローラ１０１１との間に交番電界を発生させ、像担持体１００１と現像ローラ１０１１との間で現像ローラ１０１１上に担持したトナーＴをジャンピングさせることで潜像の画像部にトナーＴを付着させて現像するＡＣバイアス方式のものも知られている。
【０００５】
また、本出願人は、このような画像形成装置において、現像剤を搬送して像担持体に現像剤を付着させるために、支持基板上に現像剤を移動させる静電力を発生するための複数の搬送電極を所定の間隔で略平行に移動方向と略直交する方向に繰り返し形成して配置した搬送基板を備えた静電搬送装置を用いる現像装置を種々提案している。
【特許文献１】特開２００２−３４１６５６号公報
【特許文献２】特開２００２−３０７７４０号公報
【０００６】
一方、像担持体として用いられる有機感光体は高感度かつ低価格であり現在広く使用されているが、表面摩擦係数は一般に有機感光体の素材特性で与えられる０．３程度から０．６程度で使用されている。トナーを用紙または中間転写体へ転写する場合、トナーが非静電的な付着力で感光体に付着してしまうと転写電界では転写せず、転写率の低下や虫食いと呼ばれる転写不良画像を生じてしまうことが知られている。
【０００７】
そこで、非静電的な付着力を低減する目的で潤滑剤などを導入し、表面摩擦係数を低減することが行なわれている。
【特許文献３】特開平１１−２８８１９４号公報
【特許文献４】特開２００１−３４０４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献３、４などに記載されているように像担持体の表面摩擦係数を低減した場合、転写における不都合は解消されるものの、一般的に用いられている２成分現像方式、あるいは接触１成分現像方式の現像装置にあっては、現像能力が低下してしまい、目的の濃度の画像を得ることができなくなる。
【０００９】
これは、現像における磁気穂あるいは現像スリーブの機械的なスキャベンジング作用（掻き落とし作用）に対抗する像担持体上のトナーの非静電的付着力が低下してしまい、簡単に掻き落とされてしまうためと考えられている。そのため、像担持体の表面摩擦係数を単純に低減するだけでは、転写特性の改善を図ることができても画像品質が低下するという課題が生じる。
【００１０】
また、上述したトナークラウド方式の現像装置を用いてもトナークラウドによって像担持体に付着したトナーが掻き落とされるという現象が生じるため、同様に、像担持体の表面摩擦係数を単純に低減するだけでは、転写特性の改善を図ることができても画像品質が低下するという課題が生じる。
【００１１】
さらに、上述したＡＣバイアス方式の現像装置を用いても機械的なスキャベンジング作用は生じないが、いわば電気的なスキャベンジング作用は残っているため、同様に、像担持体の表面摩擦係数を単純に低減するだけでは、転写特性の改善を図ることができても画像品質が低下するという課題が生じる。これについては特許文献４に記載されているように、トナーを像担持体につける方の印加時間を、トナーを像担持体からはがす方の印加時間より長くすることである程度は改善することができるが、ＡＣバイアスを印加しているために潜像の非画像部にもトナーが付着するという地汚れが生じるという課題が残っている。
【００１２】
さらに、スキャベンジング作用があるために、像担持体の表面摩擦係数を低減した場合であっても、実際には均一に表面摩擦係数を低減することは困難であるし、経時的に表面摩擦係数は変動し、特に表面摩擦係数が０．２以下になると現像能力差によるスジムラが発生するため、表面摩擦係数の変動が現像能力差として現れない範囲で使用せざるを得ず、実際には表面摩擦係数を０．３〜０．６にして現像が行なうようにしている。そのため、転写効率やクリーニング効率を上げるには限界がある。
【００１３】
さらにまた、最近では、転写効率やクリーニング効率を上げるために、現像剤として重合法により製造された球形トナーを用いるものが知られているが、このような球形トナーにあっては像担持体との付着力が一層小さくなるために、上述したトナークラウド方式やＡＣバイアス方式の現像方式を用いて、像担持体の表面摩擦係数を低減すると、転写抜けが一層生じやすくなるという課題がある。
【００１４】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、転写効率を改善しつつ画像品質を向上した画像形成装置及びプロセスカートリッジ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】
【００１５】
本発明は、少なくとも、像担持体と、この像担持体に担持された潜像を現像する現像手段とを備えた画像形成装置、あるいは、少なくとも、像担持体と、この像担持体に担持された潜像を現像する現像手段とを含み、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、像担持体の表面摩擦係数が０．１〜０．３であり、現像手段が像担持体に対して静電力で搬送される現像剤を付着させて現像する静電現像手段である構成としたものである。
【００１６】
ここで、静電現像手段は、現像剤を移動させる進行波電界を発生させるための搬送手段を有し、像担持体上の潜像の画像部に付着した現像剤を引き戻さない構成とすることが好ましい。
【００１７】
この場合、現像手段は、像担持体と搬送手段との間で、現像剤が潜像の画像部に対しては像担持体側のみに向かい、現像剤が潜像の非画像部に対しては像担持体と反対側に向かう方向の電界を形成することが好ましい。そして、搬送手段に進行波電界を発生させるために印加される電圧の平均値電位が、潜像の画像部電位と非画像部電位の間となる電位であることが好ましく、あるいは、搬送手段に進行波電界を発生させるために印加される電圧の波形にはパルス状波形を含み、パルス状波形のうち搬送手段から現像剤が反発飛翔する電位が、潜像の画像部電位と非画像部電位の間となる電位であることが好ましい。
【００１８】
また、像担持体の表層材料の内部に表面摩擦係数を低下させる機能性材料を含有すること、あるいは、像担持体の表面に表面摩擦係数を低下させる機能性材料を塗布する手段を備えていることが好ましく、機能性材料はラメラ結晶材料、特に、フッ素系高分子材料或いは金属石鹸であることが好ましい。
【００１９】
さらに、現像剤の円形度が０．９６〜１．００であることが好ましく、この現像剤は重合法により製造されたものであることが好ましい。
【００２０】
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係るプロセスカートリッジを１又は複数備えた構成としたものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る画像形成装置或いはプロセスカートリッジによれば、像担持体の表面摩擦係数が０．１〜０．３であり、現像手段が像担持体に対して静電力で搬送される現像剤を付着させて現像する静電現像手段であるので、スキャベンジング作用が発生せず、像担持体の表面摩擦係数を０．１〜０．３としても転写前に潜像の画像部に付着した現像剤の剥がれが発生しないので、転写効率を改善しつつ画像品質を向上することができる。
【００２２】
なお、本明細書においてＥＨ（イーエイチ：Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ＆Ｈｏｐｐｉｎｇ）現象とは、粉体が移相電界のエネルギーを与えられ、そのエネルギーが機械的なエネルギーに変換されて、粉体自身が動的に変動する現象をいう。このＥＨ現象は、静電気力による粉体の水平方向（搬送面に沿う方向の意味）の移動（搬送）と垂直方向（搬送面鉛直方向の意味）の移動（ホッピング）を含む現象であり、静電搬送基板の表面を、移相電界によって粉体が進行方向の成分を持って飛び跳ねる現象である。このＥＨ現象を利用した現像をＥＨ現像と称する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。先ず、本発明に係る画像形成装置の第１実施形態について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同実施形態の現像部分を説明する概略構成図、図２は同じく平面説明図である。
【００２４】
この画像形成装置は、少なくとも静電潜像を形成する有機感光体を含む像担持体１と、この像担持体１に形成した静電潜像をトナーＴとキャリアＣを含む二成分現像剤を用いてトナーＴを進行波電界で搬送しながら現像する静電現像手段としての現像装置２とを備えている。なお、ここでは、像担持体１はドラム状に形成しているが、ベルト上に形成したものであっても良い。
【００２５】
像担持体１は表面摩擦係数が０．１〜０．３の範囲内で形成されるか、像担持体１の表面摩擦係数を０．１〜０．３の範囲内に維持する機構（手段）を備える。
【００２６】
ここで、摩擦係数は、図３に示すようなオイラーベルト法と呼ばれる方法で測定することができる。このオイラーベルト法は、テスト用紙と感光体との間の摩擦係数を簡単に精度よく測定する方法である。すなわち、感光体１０１の１／４周に巻きつけられたテスト用紙１０２先端に重力Ｍの錘１０３をつけ、テンションゲージ１０４を介して水平方向へ引いたときの最大張力をＴとすると、感光体径、用紙幅によらず、摩擦係数μは、
摩擦係数μ＝（Ｌｏｇ e（Ｔ／Ｍ））／（π／２）
で求められる。
【００２７】
まず、像担持体１の表面摩擦係数を０．１〜０．３の範囲内で形成するには、図４に示すように、像担持体１の表層材料の内部に表面摩擦係数を低下させる機能性材料を含有することができる。
【００２８】
例えば、像担持体１を基体１１１上にＵＬ層１１２、ＧＣＬ層１１３、ＣＴＬ層１１４を順次積層形成した構成し、その表層となるＣＴＬ層１１４内に表面摩擦係数を低下させる機能性材料１１５を分散する。
【００２９】
これにより、像担持体１の表面に露出した機能性材料１１５が表面で引き伸ばされることで表面摩擦係数を低減することができる。ただし、この構成では、内部に分散されている機能性材料１１５を表面に時間と共に露出するため、像担持体１表面が常に磨耗することが必要であり、クリーニングブレードなど表面に摩擦作用する部材を備える必要がある。また、磨耗させながら像担持体１を使用するため、ＣＴＬ層１１４の厚みが極めて薄く２０〜３０μｍ程度であることから、像担持体１の寿命も相対的に短くなる。
【００３０】
また、像担持体１の表面摩擦係数を０．１〜０．３の範囲内に維持する機構（手段）としては、像担持体１の表面に表面摩擦係数を低下させる機能性材料を塗布する手段を備えることができる。
【００３１】
例えば、図５に示すように、摩擦係数を低下させる機能性材料としての潤滑剤１２１と、この潤滑剤１２１の微粉を掻き取って像担持体１上に運ぶファーブラシ１２２とを含む塗布手段１２０を配置し、像担持体１を速度Ｖ１で、ファーブラシ１２２を速度Ｖ２で同じ方向に回転させながら、像担持体１表面に機能性材料を塗布する構成とすることができる。この場合、機能性材料としての潤滑剤１２１は、乾式現像を行うので固体潤滑材が適している。
【００３２】
また、図６に示すように、フィルム状またはパッド状とした摩擦係数を低下させる機能性材料としての固体潤滑材１２４を塗布手段そのものとして、固体潤滑材１２４を直接像担持体１の表面に当接させて、像担持体１を速度Ｖ１で回転させながら、像担持体１表面に機能性材料を塗布する構成とすることができる。
【００３３】
これらの図５或いは図６に示すような単純な構成の塗布手段であっても、摩擦係数が高いと摩擦熱および摩擦力によって固体潤滑材は像担持体１表面に塗布され、塗布されたことで摩擦係数が下がると摩擦熱も摩擦力も低下するので塗布が停止し、いわば自己調節的に機能性材料の塗布が行われるので好適である。
【００３４】
像担持体１の表面摩擦係数を低下させる機能性材料としては、ラメラ結晶材料が好ましく、特に、金属石鹸やフッ素系樹脂などの潤滑性材料が好ましい。特に、固体潤滑材としては、ステアリン酸亜鉛（Ｓｔ−Ｚｎ）、ＰＦＡ、ＰＴＦＥなどを挙げることができる。また、カルナバウワックスなど天然材料系の固体潤滑材も有るが、表面摩擦係数を０．２以下にするためにはカルナバウワックスでは十分でない。
【００３５】
これらのステアリン酸亜鉛（Ｓｔ−Ｚｎ）、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、カルナバウワックスによる摩擦係数を図７に示している。摩擦係数に範囲を有するのは、塗布量およびプロセスユニットの構成によって変動するためである。塗布量は極めて微量で変化し、特に、摩擦係数０．２以下とする場合、定量的には評価することが困難であり、むしろ摩擦係数を指標として潤滑条件を規定することが適切である。
【００３６】
このような潤滑特性からＰＴＦＥは像担持体１の表面摩擦係数を０．２以下にする場合には、特に好適な材料である。ＰＦＡ、ステアリン酸亜鉛でも表面摩擦係数を０．２以下にすることができるが、これらの材料では塗布量に配慮する必要がある。
【００３７】
次に、図１及び図２に戻って、現像装置２の構成について説明すると、この現像装置２は、トナーＴ及びキャリアＣを攪拌して供給するためのトナー供給部１１と、トナー供給部１１から供給されるトナーＴを像担持体１の現像部（現像領域）に向けて搬送し、像担持体１に形成した静電潜像を現像するためのトナー静電搬送手段１２とを備えている。
【００３８】
トナー供給部１１は、トナーＴ及びキャリアＣからなる現像剤を収容する現像容器２１を有し、この現像容器２１は図示しないトナーカートリッジからトナーが供給されるトナーホッパ部２２と、トナーＴ及びキャリアＣを攪拌し帯電させる攪拌槽２３とを仕切り部材２４で仕切って形成している。
【００３９】
トナーホッパ部２２には現像剤（トナーＴ、キャリアＣ）を攪拌・搬送するアジテ−タ２６を回転可能に配置している。また、攪拌槽２３には、トナーホッパ部２２から搬送されたトナーＴとキャリアＣを攪拌し、摩擦帯電させる回転する部材である回転攪拌手段としての現像剤攪拌搬送用スクリュー２７を現像容器２１内壁面に接触しないよう配置するとともに、底面にはメッシュ電極２８を配置している。
【００４０】
ここで、現像剤攪拌搬送用スクリュー２７は、長さ方向の一方の端部でトナーを供給し、他方の端部に搬送する間に循環している現像剤（トナーＴ、キャリアＣ）に均一に混合するものであり、図８にも示すように、主軸部３１周面に螺旋状のスクリュー部３２を形成し、かつ、スクリュー２７表面にトナーＴに対して帯電機能材料となる無機微粒子３３、例えばチタバリガラスパウダ（平均粒径：５μｍ）３３を高速噴射にて成膜したものである。
【００４１】
この現像剤攪拌搬送用スクリュー２７の材料としては、合成樹脂ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＣ（ポリカ−ボネイト）、ＰＥＴＰ（ポリエチレンテレフタレ−ト）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）等の樹脂材料、さらに、ＳＵＳ、アルミ、鉄、銅、又は、その合金の材料を用いることもできる。また、上記樹脂材の表面に導電性の膜を形成したものも可能である。
【００４２】
このスクリューの材料としては、熱変形性が少なく、耐熱性及びトナーとの非粘着性に優れ、寸法安定性及び強度に優れたものが必要とされる。樹脂材料においては、樹脂材にカ−ボン或いはアラミド等のガラス繊維で補強した樹脂が使用され、そのうちＡＢＳ樹脂／ＰＣ樹脂（ガラス繊維３０％入り）は安価で熱安定性があり、好適に使用される。
【００４３】
トナー静電搬送手段１２は、ベース基板（支持基板）４１上に３本の電極（搬送電極）４２ａ、４２ｂ、４２ｃ（区別しないときは電極４２という。）を１セットとして、所定の間隔で、トナー移送方向（トナー進行方向、トナー移動方向：図２で矢示方向とする。）に沿ってトナー移送方向と略直交する方向に繰り返し形成配置し、この上に搬送面を形成する絶縁性の搬送面形成部材４３を積層したものである。
【００４４】
そして、搬送電極４２ａ、４２ｂ、４２ｃの端部はそれぞれ共通電極４５ａ、４５ｂ、４５ｃに接続し、これらの共通電極４５ａ、４５ｂ、４５ｃを介して駆動回路４６から、例えば図９に示すような３相（Ａ相、Ｂ相、Ｃ相）の駆動電圧Ｖａ、Ｖｂ，Ｖｃを印加する。この場合、搬送電極４２ａ、４２ｂ、４２ｃによって発生する電界によって像担持体１の潜像の画像部分に付着したトナーが引き剥がされない駆動電圧Ｖａ、Ｖｂ，Ｖｃを印加する。
【００４５】
このように、駆動回路４６から位相のずれた３相の駆動電圧Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃをトナー静電搬送手段１２の搬送電極４２ａ、４２ｂ、４２ｃに印加することで進行波電界が発生して、トナー供給部１１から供給される現像剤はトナー搬送手段１２によって現像部に向けて静電力で搬送され、現像部において搬送とホッピングを伴うＥＨ現象により像担持体１の静電潜像の現像が行われる。
【００４６】
このように構成したので、この画像形成装置においては、まず、現像装置２のトナーホッパ２２内に図示しないトナーカ−トリッジよりトナーを図１では手前より奥方向にラインにて補充する。このとき、時計方向に回転しているアジテータ２６にてトナーＴとキャリアＣよりなる現像剤を混合・攪拌にて生成し、攪拌槽２３内に送り込まれる。この時点（ホッパ２２）にて、混合攪拌することにより、ある程度トナーＴは帯電する。
【００４７】
そして、攪拌槽２３内に配置した回転攪拌手段である現像剤攪拌搬送用スクリュー２７を時計方向に回転することで、再び現像剤を攪拌しながら帯電させる。ここで、攪拌槽２３の底部に配置したメッシュ電極２８にはトナーＴと同電荷の電圧を電源２９によって印加することにより、メッシュ電極２８の位置に攪拌・帯電され搬送された現像剤（トナーＴ、キャリアＣ）は、トナーＴと同電荷の電圧を受け、キャリアＣの周面に吸着されたトナーＴが、メッシュ電極２８の開口穴より対向位置に配置されたトナー静電搬送手段１２からなる現像剤搬送手段に、ほぼ均一に送り出される。
【００４８】
次に、トナー静電搬送手段１２上に送り出されたトナーＴは、位相のずれた三相（Ａ相、Ｂ相、Ｃ相）の駆動波形Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃが搬送電極４２ａ、４２ｂ、４２ｃに印加されることで形成される進行波電界にて搬送され、像担持体１の現像領域（現像部）まで搬送される。
【００４９】
そして、像担持体１と対向する現像領域にて像担持体１表面に形成された静電潜像のうちの画像部分にホッピングしているトナーが付着し、非画像部分にはトナーが付着しないことで、静電潜像が現像されてトナー像が形成される。
【００５０】
このとき、駆動電圧Ｖａ、Ｖｂ，Ｖｃをトナー静電搬送手段１２の搬送電極４２ａ、４２ｂ、４２ｃに印加されることで形成される進行波電界によっては、潜像の画像部に付着したトナーが剥がされない駆動電圧Ｖａ、Ｖｂ，Ｖｃを印加しているので、電気的なスキャベンジグ（掻き落とし）作用も生じない。
【００５１】
したがって、像担持体１の表面摩擦係数を０．１〜０．３の範囲内にしてトナーの付着力を低減しても付着したトナーが剥がされないので、目的とする画像濃度が得られるトナー付着量が得られ、画像品質を向上することができるとともに、像担持体１の表面摩擦係数を０．１〜０．３の範囲内にすることで転写効率が向上する。
【００５２】
そして、この場合、像担持体１の表面摩擦係数が０．１〜０．３の範囲内で変動しても、あるいは、０．３を越えて変動しても、付着したトナーが剥がされないことから、現像能力を変化させることなく、像担持体１の表面摩擦係数の変動に対応することができる。
【００５３】
つまり、前述したようにＡＣバイアスを像担持体と現像ローラとの間に印加する現像方式にあっては、特許文献４に記載されているように、トナーを像担持体につける方の印加時間を、トナーを像担持体からはがす方の印加時間より長くすることによって、像担持体１の表面摩擦係数が０．２の場合にも所望のトナー付着量が得られるようにすることが不可能ではないが、前述したように像担持体１の表面摩擦係数を常に０．２一定に維持することは困難である。
【００５４】
そのため、像担持体１の表面摩擦係数が０．２未満になった場合にはトナー付着量が少なくなり、０．２を越えた場合にはトナー付着量が増加することになり、結果的に、像担持体１の表面摩擦係数の変動に応じてトナーを像担持体につける方の印加時間とトナーを像担持体からはがす方の印加時間とを変化させなければならないが、既に装置として使用されている像担持体１の表面摩擦係数を実測することは困難であり、像担持体１の表面摩擦係数の変動に応じて印加時間を調整することは不可能である。
【００５５】
これに対して、上述した本発明に係る静電現像装置を用いることによって、潜像の画像部に付着したトナーを引き剥がす作用は生じないため、像担持体１の表面摩擦係数の変動が生じても現像能力を調整する必要がなくなる。
【００５６】
この点について、本発明者らはハーフトーンの画像濃度の原稿を用いて感光体摩擦係数と現像濃度との関係について実験した。この結果を図１０に示している。ＡＣバイアス方式の現像では同図に破線で示すように、感光体表面摩擦係数が０．１〜０．２の範囲内では極端に現像濃度が低下し、画像にスジムラが生じることなる。そのため、感光体表面摩擦係数の変動によって０．２未満になったときには所望の画像品質が得られなくなる。
【００５７】
これに対し、本発明に係る静電現像方式の現像では同図に実線で示すように、感光体表面摩擦係数が０．１〜０．２の範囲内のみならず０．２以上でも安定した現像濃度が得られるので、感光体表面摩擦係数が変動しても所望の画像品質が得られることになる。
【００５８】
像担持体１表面でのトナーの付着力は表面摩擦係数の低下だけでなく、トナーとして球形トナーを用いた場合も低下することになる。したがって、像担持体１表面の表面摩擦係数の低下に対しても対応することができない従来の現像装置にあっては、像担持体１表面の表面摩擦係数を低減し、しかも、球形トナーを用いることは困難である。
【００５９】
これに対して、本発明に係る静電現像装置では、感光体表面摩擦係数が０．１〜０．２になっても十分な現像を行なうことができることの結果として、球形トナーのように付着力が小さいトナーを用いた場合でも余裕があり、所望の画像品質が得られることになる。
【００６０】
ここで、上記画像形成装置で用いる顕像化粒子であるトナーについて説明する。
まず、トナーの円形度について説明する。球形トナーを使用する画像形成装置で高画質画像を形成するためには、トナーが特定の形状を有することが重要であり、平均円形度が０．９５未満で、球形からあまりに離れた不定形の形状では、転写性やチリのない高画質画像が得られない。したがって、球形トナーの円形度としては、０．９５〜１．００であることが好ましい。
【００６１】
なお、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である平均円形度が０．９５以上のトナーが適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成するのに有効であることが判明した。なお、円形度の定義については図１１に示している。
【００６２】
トナーの円形度は、より好ましくは、平均円形度が０．９６０〜０．９９８である。この値はフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２０００（東亜医用電子株式会社製、商品名）により平均円形度として計測できる。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ルホン酸塩を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として前記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。
【００６３】
また、トナー粒径については次のようにして測定できる。トナーの平均粒径及び粒度分布は、コールターマルチサイザーＩＩＩ（コールター社製、商品名）を用い、パーソナルコンピューター（ＩＢＭ社製）を接続し専用解析ソフト（コールター社製）を用いてデータ解析した。Ｋｄ値は１０μｍの標準粒子を用いて設定し、アパーチャカレントはオートマティックの設定で行なった。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。その他に、ＩＳＯＴＯＮ −ＩＩ（コールターサイエンティフィックジャパン社製、商品名）が使用できる。
【００６４】
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ホン酸塩を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分間分散処理を行ない、１００μｍアパーチャーチューブを用いて、２μｍ以上のトナー５万カウント測定して重量平均粒径を求めた。
【００６５】
次に、重合・球形トナーの製造方法について説明する。
上記画像形成装置において用いる円形度０．９６０〜０．９９８のトナーを製造する方法としては、懸濁重合法、乳化凝集法、分散重合法、界面重合法、溶解懸濁法、転相乳化法等の湿式造粒による製造方法が挙げられる。溶融混練物の粉砕・分級によるトナーにおいても、トナーの加熱処理等により円形度の高いトナーを製造することができるが、エネルギー効率の点では好ましくない。
【００６６】
前述の湿式造粒法のうち、円形度の高いトナーが安定して得られる点、シャープな粒径分布が得られる点、トナーの帯電制御の点で、懸濁重合法、分散重合法が優れている。また、トナーの低温定着性の点で有利なポリエステル樹脂が使用できる点で溶解懸濁法が優れている。以下、懸濁重合法、分散重合法、溶解懸濁法について詳述する。
【００６７】
（懸濁重合法）
後述の特定モノマーに対して、分散安定剤、及び着色剤、さらに必要に応じて架橋剤や、荷電制御剤、離型剤等をボールミル等により均一に分散させた後、これに重合開始剤を加え、モノマー相を得、モノマー相とあらかじめ撹拌して作製しておいた水系分散媒相を撹拌槽に入れ、ホモジナイザー等により攪拌し、得られた懸濁液を窒素置換後に加熱して重合反応を完了させることにより着色樹脂粒子が得られ、これを洗浄、乾燥する事により円形度の高いトナー粒子が得られる。
【００６８】
懸濁重合に使用される重合性単量体はビニル基を有するモノマーであり、具体的には以下のようなモノマーが挙げられる。即ち、スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ブチルスチレン、オクチルスチレンなどのスチレン及びその誘導体が挙げられ、なかでもスチレン単量体が最も好ましい。
【００６９】
他のビニル系単量体として、プロピレン、ブチレン、イソブチレンなどのエチレン系不飽和モノオレフィン類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニルなどのハロゲン化ビニル類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル、酪酸ビニルなどのビニルエステル類、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、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸−ｎ−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、α−クロルアクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソプロピル、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、メタクリル酸ジエチルアミノエチルなどのα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、アクリルアミドなどのアクリル酸もしくはメタクリル酸誘導体、ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルなどのビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトンなどのビニルケトン類、Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビニルピロリドンなどのＮ−ビニル化合物類、ビニルナフタレンなどを挙げることができ、これらの単量体を単独あるいは混合して用いることができる。
【００７０】
懸濁重合法では、単量体組成物中に、架橋重合体を生成させるために、次のような架橋剤を存在させて懸濁重合させてもよい。架橋剤としては、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、ポリエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、１，３−ブチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、２，２′−ビス（４−メタクリルロキシジエトキシフェニル）プロパン、２，２′−ビス（４−アクリルオキシジエトキシフェニル）プロパン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールメタンテトラアクリレート、ジブロムネオペンチルグリコールジメタクリレート、フタル酸ジアリルなどが挙げられる。
【００７１】
架橋剤の使用量が多過ぎると、トナーが熱で溶融しにくくなり、熱定着性、熱圧定着性が劣ることになる。また、架橋剤の使用量が少くな過ぎると、トナーとして必要な耐ブロッキング性、耐久性などの性質が低下し、熱ロール定着において、トナーの一部が紙に完全に固着しないでロール表面に付着し、次の紙に転写するという、コールドオフセットが発生してしまう。したがって、用いる架橋剤量は、重合性単量体１００重量部に対して０．００１〜１５重量部、好ましくは０．１〜１０重量部である。
【００７２】
懸濁重合法における分散安定剤としては次のものが使用可能である。即ち、ポリビニルアルコール、でん粉、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリメタクリル酸ナトリウム等の水溶性高分子、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシュウム、リン酸カルシュウム、タルク、粘土、けいそう土、金属酸化物粉末などが用いられる。これらは水に対して０．１〜１０重量％の範囲で用いるのが好ましい。
【００７３】
懸濁重合法における、重合開始剤は造粒後の単量体組成物を含む分散液中に添加してもよいが、個々の単量体組成物粒子に均一に重合開始剤を付与する点からは、造粒前の単量体組成物に含有させておくことが好ましい。このような重合開始剤としては、２，２′−アゾビス−（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２′−アゾビスイソブチロニトリル、１，１′−アゾビス−（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、２，２′−アゾビス−４−メチキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル、アゾビスブチロニトリルなどのアゾ系またはジアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、イソプロピルパーオキサイド、２，４−ジクロリルベンゾイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイドなどの過酸化物系重合開始剤が挙げられる。
【００７４】
懸濁重合法においては、磁性体を含有する型の磁性トナーが可能である。磁性トナーとするには、単量体組成物に磁性粒子を添加すればよい。本発明に用いることができる磁性体には、例えば、鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性金属の粉末、もしくはマグネタイト、ヘマタイト、フェライトなどの合金や化合物の粉末が挙げられる。
【００７５】
磁性粒子としては、粒径が０．０５〜５μｍ、好ましくは０．１〜１μｍのものが用いられるが、小粒径トナーを生成する場合には、粒径０．８μｍ以下の磁性粒子を使用することが好ましい。この磁性粒子は、単量体組成物１００重量部中に１０〜６０重量部含有されていることが好ましい。また、これら磁性粒子はシランカップリング剤、チタンカップリング剤などの表面処理剤、あるいは適当な反応性の樹脂などで処理されていてもよい。この場合、磁性粒子の表面積あるいは表面に存在する水酸基の密度にもよるが、通常、磁性粒子１００重量部に対して表面処理剤が５重量部以下、好ましくは０．１〜３重量部の処理で、充分な重合性単量体への分散性が得られ、トナー物性に対しても悪影響を及ぼさない。
【００７６】
（乳化重合法）
次に、乳化重合法により球状トナー粒子を製造する方法について述べる。
乳化重合法は、サブミクロンオーダーの粒子をコントロールしながら凝集させることによりトナーとして適当な粒子サイズを作ることができる方法である。この製法で作られたトナーは、粒子サイズ（トナー粒径）の分布がかなり狭い傾向を持つことが特徴的である。トナーの球形化の方法としては、乳化重合法で得られたラテックスをスプレー乾燥で完全に球形のトナー粒子を製造する方法が昔から提案されている。
【００７７】
（分散重合）
親水性有機液体に、その親水性有機液体に溶解する高分子分散剤を加え、これに前記親水性液体には溶解するが、生成する重合体は前記親水性液体にて膨潤されるか、あるいは殆ど溶解しない一種または二種以上のビニル単量体を加えて重合することにより製造される。また、予め目的とする粒径よりは小さく、粒度分布の狭い重合体粒子を利用して上述の系で成長させる反応も含まれる。成長反応に利用する単量体は、種粒子を製造したものと同じ単量体でもまた別の単量体でもよいが、重合体は親水性有機液体に溶解してはならない。
【００７８】
前記の粒子の形成時及び種粒子の成長反応時に用いる単量体の希釈剤としての親水性有機液体としては、メチルアルコール、エチルアルコール、変性エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコール、ｓ−ブチルアルコール、ｔ−アミルアルコール、３−ペンタノール、オクチルアルコール、ベンジルアルコール、シクロヘキサノール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、エチレングリコール、グリセリン、ジエチレングリコールなどのアルコール類、メチルセロソルブ、セロソルブ、イソプロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルなどのエーテルアルコール類などが代表的なものとして挙げられる。
【００７９】
これらの有機液体は単独で、もしくは二種以上の混合物して用いることができる。なお、アルコール類及びエーテルアルコール類以外の有機液体と、上述のアルコール類及びエーテルアルコール類とを併用することで、有機液体が生成重合体粒子に対して溶解性をもたせない条件下で、有機液体のＳＰ値を種々変化させて重合を行なうことにより、生成される粒子の大きさ、種粒子同士の合一及び新粒子の発生を抑制することが可能である。
【００８０】
この場合の併用する有機液体としては、ヘキサン、オクタン、石油エーテル、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの炭化水素類、四塩化炭素、トリクロルエチレン、テトラブロムエタンなどのハロゲン化炭化水素類、エチルエーテル、ジメチルグリコール、シリオキサン、テトラヒドロフランなどのエーテル類、メチラール、ジエチルアセタールなどのアセタール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサンなどのケトン類、ギ酸ブチル、酢酸ブチル、プロピオン酸エチル、セロソルブアセテートなどのエステル類、ギ酸、酢酸、プロピオン酸などの酸類、ニトロプロペン、ニトロベンゼン、ジメチルアミン、モノエタノールアミン、ピリジン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドなどの硫黄、窒素含有有機化合物類、その他水も含まれる。
【００８１】
また、重合開始時、重合途中、重合末期とそれぞれ混合溶媒の種類及び組成を変化させ、生成する重合体粒子の平均粒径、粒径分布、乾燥条件などを調整することができる。
【００８２】
種粒子製造時、または成長粒子の製造時に使用される高分子分散剤の適当な例としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有するアクリル系単量体、例えばアクリル酸β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸β−ヒドロキシエチル、アクリル酸β−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの窒素原子またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、並びにメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類、または前記親水性モノマーとスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンなどのベンゼン核を有するものまたはその誘導体、またはアクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドなどのアクリル酸もしくはメタクリル酸誘導体との共重合体、さらに、架橋性モノマー、例えばエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、メタクリル酸アリル、ジビニルベンゼンなどとの共重合体も使用可能である。
【００８３】
これらの高分子分散剤は、使用する親水性有機液体、目的とする重合体粒子の種、及び種粒子の製造か成長粒子の製造かにより適宜選択されるが、特に重合体粒子同士の合一を主に立体的に防ぐ意味で、重合体粒子表面への親和性、吸着性が高く、しかも親水性有機液体への親和性、溶解性の高いものが選ばれる。また、立体的に粒子同士の反撥を高めるために、分子鎖がある程度の長さのもの、好ましくは分子量が１万以上のものが選ばれる。しかし、あまり分子量が高いと、液粘度の上昇が著しく、操作性、撹拌性が悪くなり、生成重合体の粒子表面への析出確率のばらつきを与えるため注意を要する。また、先に挙げた高分子分散剤の単量体を一部、目的とする重合体粒子を構成する単量体に共存させておくことも安定化には効果がある。
【００８４】
さらに、これら高分子分散剤とともにコバルト、鉄、ニッケル、アルミニウム、銅、錫、鉛、マグネシウムなどの金属またはその合金（特に粒径１μｍ以下のものが好ましい）、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化珪素などの酸化物の無機化合物微粉体、高級アルコール硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、燐酸エステルなどの陰イオン界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えば、アラニン型「例えばドデシルジ（アミノエチル）グリシン、ジ（オクチルアミノエチル）グリシン」などのアミノ酸型やベタイン型の両性界面活性剤を併用しても、生成重合体粒子の安定性及び粒径分布の改良をさらに高めることができる。
【００８５】
一般に、種粒子製造時の高分子分散剤の使用量は目的とする重合体粒子形成用の重合性単量体の種類によって異なるが、親水性有機液体に対し０．１重量％〜１０重量％、好ましくは１〜５重量％である。高分子分散安定剤の濃度が低い場合には、生成する重合体粒子は比較的大粒径のものが得られ、濃度の高い場合には小粒径のものが得られるが、１０重量％を越えて用いても小径化への効果は少ない。
【００８６】
また、前記のビニル単量体とは、親水性有機液体に溶解可能なものであり、例えば、スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−エチルエチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｎ−ブチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ヘキシルスチレン、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン、ｐ−ｎ−デシルスチレン、ｐ−ｎ−ドデシルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−フェニルスチレン、ｐ−クロルスチレン、３，４−ジクロルスチレンなどのスチレン類、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、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ラウリル、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、α−クロルアクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、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、メタクリル酸ラウリル、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、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルなどのα−メチル脂肪酸モノカルボン酸エステル類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドなどのアクリル酸、もしくはメタクリル酸誘導体、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニルなどのハロゲン化ビニル類などからなる単独または相互の混合物及びこれらを５０重量％以上含有し、これらと共重合し得る単量体との相互の混合物を意味する。
【００８７】
また、前記の重合体は、耐オフセット性を高めるために、重合性の二重結合を二個以上有するいわゆる架橋剤の存在下に重合させたものであっても良い。好ましく用いられる架橋剤としては、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン及びそれらの誘導体である芳香族ジビニル化合物、その他エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールメタクリレート、トリエチレングリコールメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、アリルメタクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルアミノエチルメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、１，３−ブタンジオールジメタクリレートなどのジエチレン性カルボン酸エステル、Ｎ，Ｎ−ジビニルアニリン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニルスルホンなど全てのジビニル化合物、及び三個以上のビニル基を持つ化合物が挙げられ、これらは単独または混合物などで用いられる。
【００８８】
このように架橋された種粒子を用いて成長重合反応を引き続いて行った場合には、成長する重合体粒子の内部が架橋されたものとなる。また一方で、成長反応に用いるビニル単量体溶液に上記の架橋剤を含有させた場合には、粒子表面が硬化された重合体が得られる。
【００８９】
また、平均分子量を調節する目的として、連鎖移動定数の大きな化合物を共存させて重合を行わせるものに、例えば、メルカプト基をもつ低分子化合物や四塩化炭素、四臭化炭素が挙げられる。
【００９０】
また、前記単量体の重合開始剤としては、例えば２，２′−アゾビスイソブチロニトリル、２，２′−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）などのアゾ系重合開始剤、ラウリルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、ｔ−ブチルパーオクトエートなどの過酸化物系重合開始剤、過硫酸カリウムなどの過硫酸化物系重合開始剤、これにチオ硫酸ナトリウム、アミンなどを併用した系などが用いられる。重合開始剤濃度は、ビニル単量体１００重量部に対して０．１〜１０重量部が好ましい。
【００９１】
種粒子を得るための重合条件は、重合体粒子の目標平均粒径、目標粒径分布に合わせて、親水性有機液体中の高分子分散剤、ビニル単量体の濃度、及び配合比が決定される。一般に、粒子の平均粒径を小さくしようとするならば、高分子分散剤の濃度を高く、また平均粒径を大きくしようとするならば、高分子分散剤の濃度が低く設定される。一方、粒子径分布を非常に鋭くしようとするならば、ビニル単量体濃度を低く、また、比較的広い分布でもよい場合は、ビニル単量体濃度は高く設定される。
【００９２】
粒子の製造は親水性有機液体に、高分子分散安定剤を完全に溶解した後、一種または二種以上のビニル単量体、重合開始剤、その他必要ならば無機微粉末、界面活性剤、染料、顔料などを添加し、３０〜３００ｒｐｍの通常の撹拌にて、好ましくはなるべく低速で、しかもパドル型よりもタービン型の撹拌翼を用いて、槽内の流れが均一になるような速度で撹拌しながら、用いた重合開始剤の重合速度に対応した温度にて加熱し重合が行なわれる。
【００９３】
なお、重合初期の温度が生成する粒子種に大きな影響を与えるため、単量体を添加した後に温度を重合温度まで上げ、重合開始剤を小量の溶媒に溶解して投入した方が好ましい。重合の際には窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性気体にて反応容器内の空気中の酸素を充分に追い出す必要がある。もし、酸素パージが不充分であると微粒子が発生し易い。重合を高重合率域で行なうには５〜４０時間の重合時間が必要であるが、所望の粒子径、粒子径分布の状態で重合を停止させたり、また重合開始剤を順次添加したり、高圧下で反応を行なうことにより重合速度を速めることができる。
【００９４】
重合終了後は、そのまま染着工程に用いてもよいし、沈降分離、遠心分離、デカンテーションなどの操作により不必要な微粒子、残存モノマー、高分子分散安定剤などを除いた後に、重合体スラリーとして回収して染着を行なってもよいが、分散安定剤を除去しない方が染着の安定性は高く、不要な凝集が抑制される。
【００９５】
分散重合法における染着は次のようなものである。即ち、樹脂粒子を溶解せしめない有機溶媒中に樹脂粒子を分散し、この前または後に前記溶媒中に染料を溶解させ、前記染料を樹脂粒子中に浸透させ着色せしめた後、前記有機溶媒を除去して染着トナーを製造する方法において、前記染料の前記有機溶媒に対する液解度（Ｄ1）及び前記樹脂粒子Ａの樹脂に対する前記染料の溶解度（Ｄ2）の関係が、（Ｄ1）／（Ｄ2）≦０．５となる染料を選択使用する。これにより、樹脂粒子の深部まで染料が浸透（拡散）したトナーを効率よく製造することができる。
【００９６】
本明細書における溶解度は２５℃の温度で測定されたものと定義される。なお、染料の樹脂中への溶解度とは、染料の溶媒中への溶解度と全く同じ定義であり、樹脂中に染料が相溶状態で含有させることができる最大量を意味する。この溶解状態あるいは染料の析出状態の観察は顕微鏡を用いることにより容易に行なうことができる。樹脂に対する染料の溶解性を知るには、上記した直接観察による方法の代わりに間接的な観察方法によってもよい。この方法は樹脂と溶解度係数が近似する液体、即ち樹脂をよく溶解する溶媒を用い、この溶媒に対する染料の溶解度を樹脂に対する溶解度として定めてもよい。
【００９７】
着色に使用する染料としては、前述のように使用する有機溶媒への該染料の溶解度（Ｄ1）より樹脂粒子を構成する樹脂への該染料の比（Ｄ1）／（Ｄ2）が０．５以下である必要がある。さらに、（Ｄ1）／（Ｄ2）が０．２以下とすることが好ましい。染料としては、上記の溶解特性を満たせば特に制限はないが、カチオン染料、アニオン染料などの水溶性染料は環境変動が大きいおそれがあり、またトナーの電気抵抗が低くなり、転写率が低下するおそれがあるので、バット染料、分散染料、油溶性染料の使用が好ましく、特に油溶性染料が好ましい。また、所望の色調に応じて数種の染料が併用することもできる。
【００９８】
染着される染料と樹脂粒子との比率（重量）は、着色度に応じて任意に選択されるが、通常は樹脂粒子１重量部に対して、染料１〜５０重量部の割合で用いるのが好ましい。例えば、染着溶媒にＳＰ値の高いメタノール、エタノールなどのアルコール類を使用し、樹脂粒子としてＳＰ値が９程度のスチレン−アクリル系樹脂を使用した場合、使用し得る染料としては、例えば、以下のような染料が挙げられる。
【００９９】
C.I. SOLVENT YELLOW(6,9,17,31,35,1,102,103,105)
C.I. SOLVENT ORANGE(2,7,13,14,66)
C.I. SOLVENT RED(5,16,17,18,19,22,23,143,145,146,149,150,151,157,158)
C.I. SOLVENT VIOLET(31,32,33,37)
C.I. SOLVENT BLUE(22,63,78,83〜86,91,94,95,104)
C.I. SOLVENT GREEN(24,25)
C.I. SOLVENT BROWN(3,9)など。
【０１００】
市販染料では例えば保土谷化学工業社製の愛染ＳＯＴ染料Ｙｅｌｌｏｗ−１，３，４、Ｏｒａｎｇｅ−１，２，３、Ｓｃａｒｌｅｔ−１、Ｒｅｄ−１，２，３、Ｂｒｏｗｎ−２、Ｂｌｕｅ−１，２、Ｖｉｏｌｅｔ−１、Ｇｒｅｅｎ−１，２，３、Ｂｌａｃｋ−１，４，６，８やＢＡＳＦ社製のｓｕｄａｎ染料、Ｙｅｌｌｏｗ−１４０，１５０、Ｏｒａｎｇｅ−２２０、Ｒｅｄ−２９０，３８０，４６０、Ｂｌｕｅ−６７０や三菱化成社製のダイアレジン、Ｙｅｌｌｏｗ−３Ｇ，Ｆ，Ｈ２Ｇ，ＨＧ，ＨＣ，ＨＬ、Ｏｒａｎｇｅ−ＨＳ，Ｇ、Ｒｅｄ−ＧＧ，Ｓ，ＨＳ，Ａ，Ｋ，Ｈ５Ｂ、Ｖｉｏｌｅｔ−Ｄ、Ｂｌｕｅ−Ｊ，Ｇ，Ｎ，Ｋ，Ｐ，Ｈ３Ｇ，４Ｇ、Ｇｒｅｅｎ−Ｃ、Ｂｒｏｗｎ−Ａやオリエント化学社製のオイルカラー、Ｙｅｌｌｏｗ−３Ｇ，ＧＧ−Ｓ，＃１０５、Ｏｒａｎｇｅ−ＰＳ，ＰＲ，＃２０１、Ｓｃａｒｌｅｔ−＃３０８、Ｒｅｄ−５Ｂ、Ｂｒｏｗｎ−ＧＲ，＃４１６、Ｇｒｅｅｎ−ＢＧ，＃５０２、Ｂｌｕｅ−ＢＯＳ，ＨＮ、Ｂｌａｃｋ−ＨＢＢ，＃８０３，ＥＥ，ＥＸ、住友化学工業社製のスミプラスト、ブルーＧＰ，ＯＲ、レッドＦＢ，３Ｂ、イエローＦＬ７Ｇ，ＧＣ、日本化薬社製のカヤロン、ポリエステルブラックＥＸ−ＳＨ３、カヤセットＲｅｄ−ＢのブルーＡ−２Ｒなどを使用することができる。もちろん染料は樹脂粒子と染着時に使用する溶媒の組み合わせで適宜選択されるため、上記例に限られるものではない。
【０１０１】
染料を樹脂粒子に染着させるために用いる染着用有機溶媒としては、使用する樹脂粒子が溶解しないもの、あるいは若干の膨潤をきたすもの、具体的には溶解性パラメーター（ＳＰ値）の差が１．０以上、好ましくは２．０以上のものが使用される。例えば、スチレン−アクリル系樹脂粒子に対しては、ＳＰ値が高いメタノール、エタノール、ｎ−プロパノールなどのアルコール系、あるいはＳＰ値が低いｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタンなどを使用する。ＳＰ値の差があまりに大きすぎると、樹脂粒子に対する濡れが悪くなり、樹脂粒子の良好な分散が得られないため、最適なＳＰ値の差は２〜５が好ましい。
【０１０２】
染料を溶解した有機溶媒中に樹脂粒子を分散させた後、液温度を樹脂粒子のガラス転移温度以下に保ち、撹拌することが好ましい。これにより、樹脂粒子の凝集を防ぎながら染着することが可能となる。撹拌の方法は市販されている撹拌機、例えばホモミキサー、マグネチックスタラーなどを用いて撹拌すればよい。また、分散重合などで重合終了時得られるスラリー、つまり有機溶媒中に重合樹脂粒子が分散している状態の分散液に、染料を直接添加して前記の条件にて加熱撹拌してもよい。加熱温度がガラス転移温度超過の場合は樹脂粒子同士の融着が生じてしまう。染着後のスラリーを乾燥する方法としては、特に限定はされないが、濾過した後に減圧乾燥あるいは濾別しないで直接減圧乾燥すればよい。本発明において濾別した後に風乾または減圧乾燥して得られた着色粒子は、凝集は殆どなく、投入した樹脂粒子の粒度分布を殆ど損なわないで再現する。
【０１０３】
次に、上述したようにトナー静電搬送手段１２を用いてＥＴ現像を行なう場合、トナー静電搬送手段１２に対して安定して帯電したトナーを供給しなければならない。特に、最近の画像形成装置においては、印字や複写の高速化に伴い、単位時間当たりのトナー消費量が増大する分、急速にトナーを補給すると共に、短時間で現像剤を十分混合、攪拌して現像に適する程度までトナーの帯電量を上げる必要がある。従来のスクリュー状の羽根を有する攪拌搬送手段では、このような要請に対応することができない。
【０１０４】
そこで、上述した画像形成装置においては、攪拌槽２３内に配置した回転攪拌手段である現像剤攪拌搬送用スクリュー２７を配置し、更にトナー静電搬送手段１２と現像剤攪拌搬送用スクリュー２７との間にメッシュ電極２８を配置することによって、トナー静電搬送手段１２に対して、短時間で現像剤を十分混合、攪拌して現像に適する程度まで帯電量を上げたトナーを補給できるようにしている。
【０１０５】
具体的には、例えば、現像容器２１内に図８に示すような螺旋状スクリュー２７として、主軸φ６ｍｍ、長さ２３０ｍｍ、スクリュー領域１７５ｍｍのガラス繊維３０％入りＡＢＳ樹脂／ＰＣ樹脂の溶融樹脂を射出したスクリュー部材を用い、且つ、スクリュー表面にトナーに対して帯電機能材料とな無機微粒子（チタバリガラスパウダ平均粒径：５ミクロン）３３を高速噴射にて成膜した現像剤攪拌搬送スクリューを配置した。
【０１０６】
そして、この現像剤攪拌搬送スクリュー２７を周速６０ｍｍ／secで回転させ、平均粒径７μｍの重合トナーにて、トナーＴの送りだしエリア５×１００ｍｍのメッシュ電極エリアから送り出されたトナーパタ−ンを目視にて観察した結果、トナームラのない帯びが確認できた。
【０１０７】
このように、像担持体に形成した静電潜像をトナーとキャリアを含む二成分現像剤にて現像する場合、現像剤を攪拌する回転する部材からなる攪拌手段と、トナーを現像領域に進行波電界にて搬送するトナー静電搬送手段と、攪拌手段とトナー搬送手段の間に配置したメッシュ電極とを有することで、攪拌搬送性に優れた静電現像装置が得られる。
【０１０８】
そして、攪拌手段としてスクリュー部材を用いることで、構成が簡単であり、このスクリュー部材の表面に帯電機能材料を形成することで、効率的な攪拌帯電を行うことができる。
【０１０９】
また、スクリュー部材に代えてファーブラシを用いることもできる。ファーブラシとしては、ＳＵＳ等の芯金に絶縁性繊維（ブラシ）を巻き付けた構成とし、絶縁性繊維としては太さφ０．１〜１ｍｍ、植密度４〜２０万本、パイル長１〜１５ｍｍでナイロン製のものを用いることができる。この場合、ファーブラシは、ブラシ先端がメッシュ電極２８に接するように設置することが好ましい。
【０１１０】
この場合には、現像容器２１のトナーホッパ２２内でキャリアＣと補給されるトナーＴとをアジテータ２６にて混合・攪拌生成し、攪拌槽２３内に送り込み、トナーＴが回転攪拌手段であるファーブラシに接触することにより選択された電荷（負）に帯電され、ファーブラシの繊維間並びにその表面に鏡像力等の付着力によって担持され、ファーブラシの回転と共にメッシュ電極２８の位置に到達した帯電トナーは、電界によって、ブラシから離れやすくなる。また、静電吸着したトナーは機械的なはぎ取り力が働き、トナーがブラシから離れやすくなる。このようにファーブラシを用いた場合には、トナーの供給が容易になるとともに、メッシュの目詰まり防止も図れる。  
【０１１１】
次に、静電現像手段の他の例について図１２をも参照して説明する。
このトナー静電搬送手段１２では、駆動回路１４６から駆動波形Ｖａ１〜Ｖｃ１及びＶａ２〜Ｖｃ２を与える電極４２の範囲及び像担持体１との関係において、トナーＴを像担持体１近傍まで移送する搬送領域１２Ａ、像担持体の潜像にトナーＴを付着させてトナー像を形成するための現像領域１２Ｂ、トナーＴをトナー静電搬送手段１２側に回収するための現像領域通過後の領域（回収領域）１２Ｃとに分けられる。
【０１１２】
そして、トナー静電搬送手段１２の搬送領域１２ＡではトナーＴを像担持体１の近傍まで移送し、現像領域１２Ｂでは像担持体１上の潜像の画像部に対してはトナーＴが像担持体１側に向かい、非画像部に対してはトナーＴが像担持体１と反対側（搬送手段側）に向かう方向の電界を形成して、トナーＴを潜像に付着させて現像を行うための電界を発生し、回収領域１２ＣではトナーＴが潜像の画像部及び非画像部のいずれに対しても像担持体１と反対側（搬送手段側）に向かう方向の電界を形成する。
【０１１３】
これにより、現像領域１２Ｂでは像担持体１上の潜像にトナーが付着して可視像化され、現像に寄与しなかったトナーは像担持体１の回転方向（移動方向）下流側の回収領域で搬送手段１２側に回収されるので、飛散トナーの発生が防止される。
【０１１４】
このトナー静電搬送手段１２に対する駆動波形を印加する駆動回路１４６は、図１３に示すように、パルス信号を生成出力するパスル信号発生回路１５１と、このパルス信号発生回路１５１からのパルス信号を入力して駆動波形Ｖａ１、Ｖｂ１、Ｖｃ１を生成出力する波形増幅器１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃと、パルス信号発生回路１５１からのパルス信号を入力して駆動波形Ｖａ２、Ｖｂ２、Ｖｃ２を生成出力する波形増幅器１５３ａ、１５３ｂ、１５３ｃとで構成することができる。
【０１１５】
パルス信号発生回路１５２は、例えばロジックレベルの入力パルスを受けて、各１２０°に位相シフトした２組みのパルスで、次段の波形増幅器１５２ａ〜１５２ｃ、１５３ａ〜１５３ｃに含まれるスイッチング手段、例えばトランジスタを駆動して１００Ｖのスイッチングを行うことができるレベルの出力電圧１０〜１５Ｖのパルス信号を生成して出力する。
【０１１６】
波形増幅器１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃは、搬送領域１２Ａの各電極４２及び回収領域１２Ｃの各電極４２に対して、例えば図１４に示すように、各相の＋１００Ｖの印加時間ｔａを繰り返し周期ｔｆの１／３である約３３％に設定した（これを「搬送電圧パターン」又は「回収搬送電圧パターン」という。）３相の駆動波形（駆動パルス）Ｖａ１、Ｖｂ１、Ｖｃ１を印加する。
【０１１７】
波形増幅器１５２ａ、１５３ｂ、１５３ｃは、現像領域１２Ｂの各電極４２に対して、例えば図１５又は図１６に示すように、各相の＋１００Ｖ又は０Ｖの印加時間ｔａを繰り返し周期ｔｆの２／３である約６７％に設定した（これを「ホッピング電圧パターン」という。）３相の駆動波形（駆動パルス）Ｖａ２、Ｖｂ２、Ｖｃ２を印加する。
【０１１８】
特に、ＥＴ現像においては、トナーの静電搬送を利用するものであるが、従来の静電搬送を用いた現像装置のように、静電搬送に伴って自然発生的に生じるトナーのスモーク化、クラウド化を利用して現像するのではなく、トナーを積極的に像担持体に向かって打ち上げて現像するものである。
【０１１９】
これまでの実験によると、電極４２上のトナーを真っ直ぐ打ち上げるに適した駆動波形パターンは、前述した図１５又は図１６に示すように各相の＋１００Ｖ又は０Ｖの印加時間ｔａを繰り返し周期ｔｆの２／３である約６７％に設定したホッピング電圧パターンである。また、トナーの搬送を行うための駆動波形パターンとしては、前述した図１４に示すように各相の＋１００Ｖの印加時間ｔａを繰り返し周期ｔｆの１／３である約３３％に設定した搬送電圧パターンである。
【０１２０】
ここで、図１６に示すホッピング電圧パターンの駆動波形のように、０〜−１００Ｖで遷移するパルス状電圧波形である場合、像担持体１上の非画像部電位が−１００Ｖより低いときには、画像部に対してはトナーが像担持体１側に向かい、非画像部に対してはトナーが像担持体２と反対側に向かうことになる。この場合、潜像の非画像部の電位を−１５０Ｖや−１７０Ｖとした場合に、トナーが像担持体側に向かうことが確認された。
【０１２１】
また、ホッピング電圧パターンの駆動波形が２０Ｖ〜−８０Ｖで遷移するパルス状電圧波形である場合、画像部の電位を約０Ｖ、非画像部の電位が−１１０Ｖのときにも、パルス状駆動波形のローレベルの電位が潜像の画像部電位と非画像部電位との間にあるので、同様に、画像部に対してはトナーが像担持体側に向かい、非画像部に対してはトナーが像担持体と反対側に向かうことになる。
【０１２２】
つまり、パルス状駆動波形のローレベルの電位を潜像の画像部の電位と非画像部の電位との間の電位に設定することで、非画像部へのトナーの付着を防止し、高品質の現像を行うことができる。
【０１２３】
次に、本発明に係るプロセスカートリッジの一例について図１７を参照して説明する。
このプロセスカ−トリッジ２００は、像担持体２０１、帯電手段２０２、静電現像手段２０３、クリーニング装置２０４等の構成要素のうち、少なくとも現像手段２０３を含む複数のものをプロセスカ−トリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカ−トリッジを複写機やプリンタ等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成している。
【０１２４】
通常、カラーの画像形成装置は複数の画像形成部を有するため装置が大きくなってしまう。また、現像装置、クリーニングや帯電などの各ユニットが個別で故障したり、寿命による交換時期がきたりした場合は、装置が複雑でユニットの交換に非常に手間がかかっていた。
【０１２５】
そこで、少なくとも現像手段を含む複数の構成要素をプロセスカ−トリッジ２００として一体に結合して構成することによって、ユーザーによる交換も可能な小型で高耐久のカラー画像形成装置を提供することができる。
【０１２６】
さらに、このプロセスカートリッジ２００に、像担持体２０１の表面摩擦係数を維持するための機能性材料を塗布する手段（図５、図６の例のものなど）を含めることによって、像担持体の表面摩擦係数を維持するための構成も簡単になる。
【０１２７】
次に、本発明に係るプロセスカートリッジを複数備えた画像形成装置の一例について図１８を参照して説明する。
この画像形成装置は、垂直に延在する転写ベルト（像担持体）２５１に沿って、上述した各色のプロセスカ−トリッジ２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｃ、２００Ｂｋ（以下「プロセスカートリッジ２６０」とも総称する。）を縦方向に並べて配置したカラー画像形成装置である。なお、プロセスカ−トリッジ２００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で説明したが、この順番に特定されるものではなく、どの順番で並べて配置してもよい。
【０１２８】
ここで、各色のプロセスカ−トリッジ２００Ｙ、２００Ｍ、２００Ｃ、２００Ｂｋで現像された像担持体２０１上の現像トナーは垂直方向に延在する転写電圧が印加された転写ベルト２５１に順次転写される。
【０１２９】
このようにイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと画像の形成が行なわれ、転写ベルト２５１上に多重に転写され、転写手段２５２で転写材２５３にまとめて転写される。そして、転写材２５３上の多重トナー像は図示しない定着装置によって定着される。
【０１３０】
このように、本発明に係る画像形成装置は、本発明に係るプロセスカートリッジを備えているので、転写効率を向上しつつ高品質の現像を行うことができて高品質画像を形成できる。なお、ここでは、画像形成装置に着脱自在な本発明に係るプロセスカートリッジを備える構成で説明しているが、静電現像手段や像担持体の表面摩擦係数を維持するための機能性材料を塗布する手段を組み込んだ構成とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の要部を説明する概略構成図である。
【図２】同装置の現像装置の要部平面説明図
【図３】像担持体の表面摩擦係数の測定方法の説明に供する説明図である。
【図４】像担持体の表面摩擦係数を低減する構成の一例を説明する説明図である。
【図５】像担持体の表面に表面摩擦係数を低減する機能性材料を塗布する構成の一例を説明する説明図である。
【図６】像担持体の表面に表面摩擦係数を低減する機能性材料を塗布する構成の他の例を説明する説明図である。
【図７】像担持体の表面摩擦係数を低減する機能性材料の摩擦係数を説明する説明図である。
【図８】現像装置の現像剤攪拌搬送スクリューの説明図である。
【図９】トナー静電搬送手段に印加する駆動波形の一例を示す説明図である。
【図１０】像担持体表面摩擦係数を変化させたときの現像濃度の説明に供する説明図である。
【図１１】トナーの円形度の説明に供する説明図である。
【図１２】トナー静電搬送手段の他の例を説明する概略構成図である。
【図１３】同トナー静電搬送手段に駆動波形を印加する駆動回路の一例を示すブロック説明図である。
【図１４】同駆動回路から出力する搬送電圧パターン及び回収搬送電圧パターンの駆動波形の一例を示す説明図である。
【図１５】同じくホッピング電圧パターンの駆動波形の一例を示す説明図である。
【図１６】同じくホッピング電圧パターンの駆動波形の他の例を示す説明図である。
【図１７】本発明に係るプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。
【図１８】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図１９】従来の二成分現像装置の説明図である。
【図２０】従来の一成分現像装置の説明図である。
【図２１】従来のトナークラウド方式の現像装置の説明図である。
【図２２】従来のＡＣバイアス方式の現像装置の説明図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１…像担持体
２…現像装置
１１…トナー供給部
１２…トナー静電搬送手段
４２ａ〜４２ｃ…搬送電極
２００、２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｙ、２０１Ｂ…プロセスカートリッジ    ２０３…現像手段。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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