(57)【要約】【課題】  現像ローラとドクタとの隙間を通過する現像剤量のばらつきを抑えた現像装置、該現像装置を備えた画像形成装置、およびプロセスカートリッジを提供すること。【解決手段】  ドクタの中央の位置から該現像ローラの中心を基準としてとして±５°以上回転させた範囲の法線方向磁束密度の最大値と最小値との差を１０［ｍＴ］以下としている。このように、ドクタ付近の法線方向磁束密度の変動を小さくしているので、ドクタの中央部がたわんで、端部と位置が異なってもドクタ中央部と端部との磁場の差を小さくすることができる。【選択図】  図４
2005352359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性現像剤を収容する現像剤収容部と、複数の磁界発生手段を内包した回転可能な非磁性のスリーブからなり、該磁界発生手段により該現像剤収容部内の磁性現像剤を表面に担持させて像担持体と対向する現像領域まで搬送する現像ローラと、該現像ローラと隙間を形成し、該隙間に該現像剤ローラ上の現像剤を通過させることで、該現像ローラ上の現像剤の層厚を規制するドクタとを備えた現像装置において、
該現像ローラの回転軸に直交する仮想面において、該ドクタの該現像ローラ表面と最も近接し、且つ該現像ローラ回転方向最も上流側の位置と、該現像ローラの中心とを結ぶ仮想線を基準線として、該基準線から該現像ローラの中心を基準として±５°以上回転させた範囲における該現像ローラ表面の法線方向磁束密度の最大値と法線方向磁束密度の最小値との差を１０［ｍＴ］以下とした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、上記磁界発生手段のうち、ひとつを上記ドクタと対向する位置に設け、該ドクタと対向する位置にある磁界発生手段から発生する磁束が、上記現像ローラの回転軸に直交する仮想面において、該現像ローラ表面の最大法線方向磁束密度の２つの半値点を結んだ仮想線分の中央の位置と該現像ローラの中心とを結ぶ仮想線を基準線とし、該基準線から該現像ローラの中心を基準としてとして±１５°以上回転させた範囲にある該現像ローラ表面の法線方向磁束密度の最大値と法線方向磁束密度の最小値との差が５［ｍＴ］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、上記現像ローラ表面に、長手方向に延びる複数の溝を有し、該溝の深さが０．０５［ｍｍ］以上、０．１５［ｍｍ］以下であることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１、２または３の現像装置において、上記現像剤として、トナーと磁性粒子とからなる二成分現像剤を用い、該磁性粒子の粒径を２０［μｍ］以上５０［μｍ］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って、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、上記現像剤に含まれるトナーとして、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て得られるもの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又は６の現像装置において、上記現像剤に含まれるトナーとして、体積平均粒径が３［μｍ］以上８［μｍ］以下で、体積平均粒径に対する個数平均粒径の比が１．００以上１．４０以下のもの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又は７の現像装置において、上記現像剤に含まれるトナーとして、形状係数ＳＦ−１が１００以上１８０以下で、かつ、形状係数ＳＦ−２が１００以上１８０以下であるもの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、上記トナーは、略球形状であり、その形状が長軸ｒ１、短軸ｒ２、厚さｒ３で規定され（但し、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３とする。）、長軸ｒ１と短軸ｒ２との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲にあり、厚さｒ３と短軸ｒ２との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲にあることを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
潜像担持体の表面に形成された静電潜像に対し、現像剤に含まれるトナーを現像装置により付着させてトナー像化し、そのトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像を形成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又は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】
請求項１０の画像形成装置において、上記現像装置が有する現像ローラの表面と上記潜像担持体の表面との間隔が最小となる現像ギャップを、０．１［ｍｍ］以上、０．４［ｍｍ］以下に設定したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
潜像担持体の表面に形成された静電潜像に対し、現像剤に含まれるトナーを現像装置により付着させてトナー像化し、そのトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像を形成するとともに、該潜像担持体の表面からトナー像を転移させた後に残留したトナーをクリーニングする画像形成装置の本体に対して着脱自在であって、該潜像担持体の周囲に配置される装置又は部材のうち少なくとも現像装置と該潜像担持体とを一体に支持した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又は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、現像装置、画像形成装置およびプロセスカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１３に示すように、現像ローラ２０１の表面に、磁性キャリアおよびトナーからなる２成分現像剤を担持させ、潜像担持体としての感光体２１０に対向する現像領域に搬送し、感光体上の静電潜像を現像する現像装置を用いるものが知られている。また、現像ローラ２０１の内部には、複数の磁石２０３を備えたマグローラ２０２が配置されている。これらの磁石２０３から現像ローラ表面に図中点線のような法線方向磁束密度分布の磁界が形成されている。そして、これらの磁石２０３の磁力により、表面に現像剤をブラシ状に穂立ちさせる。そして、これら磁石に対して現像ローラ２０１が相対移動することで、現像ローラ２０１表面にブラシ状に穂立ちした現像剤（以下磁気ブラシとする）が現像ローラ２０１の表面移動に伴って搬送される。図１３に示す法線方向磁束密度分布の高いところでは、現像ローラ上の磁気ブラシは、穂立ちした状態で搬送される。一方、法線方向磁束密度分布の低いところは、現像ローラ上を穂倒れした状態で搬送される。
【０００３】
また、図１３の現像装置では、現像ローラ２０１上の現像剤汲み上げ量を所望の値になるように調整するために、現像剤量規制部材としてドクタ２０６を設けている。このドクタ２０６と現像ローラ２０１との隙間（以下ドクタギャップ）を現像剤が通過する際、磁気ブラシがドクタ２０６に穂切りされる。これにより、現像領域に搬送される現像剤の量が整えられ、安定した搬送量が確保される。
【０００４】
現像領域に搬送する現像剤を軸方向に一定にするため、ドクタギャップが軸方向に一定となるようにドクタ２０６が設けられている。しかし、実際は、ドクタが堰き止める現像剤の圧力によって、図１４に示すようにドクタ１４５がたわんで変形し、端部のドクタギャップ（図中のＤＧ１）に対し、中央部のドクタギャップ（図中のＤＧ２）が広がってしまう。この結果、ドクタギャップの中央部を通過する現像剤の量が端部を通過する現像剤量に比べて多くなる。よって、現像領域に搬送する現像剤を軸方向に一定にすることができず、画像の濃度ムラなどを引き起こしていた。そこで、特許文献１や特許文献２には、現像ローラを停止した状態で、ドクタギャップを軸方向中央にいくに従って狭くしたものが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１２２１１３号公報
【特許文献２】特開２０００−９８７３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１や２のようにドクタの中央部がたわんだときにドクタギャップを軸方向に一定にしても、中央部と端部とで現像剤の搬送量が異なる場合があった。また、ドクタの中央部のたわみ量が僅かで、たわみによるギャップの広がりが無視できる範囲であっても、中央部と端部とで現像量が異なる場合があった。これは、たわみによりドクタ中央部と端部とで法線方向磁束密度に差が生じ、この法線方向磁束密度の差が、たわみによるギャップの広がりがほとんどなくても、ドクタギャップを通過する現像剤量に差を生じさせてしまうことがわかった。
【０００７】
すなわち、法線方向磁束密度が高い位置においては、現像ローラ上の磁気ブラシが、穂立ちした状態でドクタギャップを通過するため、ドクタによる穂切り量が多くなり、通過する現像剤量は少なくなる。一方、法線方向磁束密度が低い位置においては、現像ローラ上の磁気ブラシは穂倒れした状態でドクタギャップを通過するため、ドクタによる穂切り量が少なくなり、通過する現像剤量は多くなる。このように、ドクタ中央部の位置における法線方向磁束密度とドクタ端部の位置における法線方向磁束密度とが異なる結果、ドクタギャップの変化が無視できる範囲にあるにもかかわらず、通過する現像剤量が軸方向で異なってしまう原因であることがわかった。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像ローラとドクタとの隙間を通過する現像剤量のばらつきを抑えた現像装置、該現像装置を備えた画像形成装置、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】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、磁性現像剤を収容する現像剤収容部と、複数の磁界発生手段を内包した回転可能な非磁性のスリーブからなり、該磁界発生手段により該現像剤収容部内の磁性現像剤を表面に担持させて像担持体と対向する現像領域まで搬送する現像ローラと、該現像ローラと隙間を形成し、該隙間に該現像剤ローラ上の現像剤を通過させることで、該現像ローラ上の現像剤の層厚を規制するドクタとを備えた現像装置において、該現像ローラの回転軸に直交する仮想面において、該ドクタの該現像ローラ表面と最も近接し、且つ該現像ローラ回転方向最も上流側の位置と、該現像ローラの中心とを結ぶ仮想線を基準線として、該基準線から該現像ローラの中心を基準として±５°以上回転させた範囲における該現像ローラ表面の法線方向磁束密度の最大値と法線方向磁束密度の最小値との差を１０［ｍＴ］以下としたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記磁界発生手段のうち、ひとつを上記ドクタと対向する位置に設け、該ドクタと対向する位置にある磁界発生手段から発生する磁束が、上記現像ローラの回転軸に直交する仮想面において、該現像ローラ表面の最大法線方向磁束密度の２つの半値点を結んだ仮想線分の中央の位置と該現像ローラの中心とを結ぶ仮想線を基準線とし、該基準線から該現像ローラの中心を基準としてとして±１５°以上回転させた範囲にある該現像ローラ表面の法線方向磁束密度の最大値と法線方向磁束密度の最小値との差が５［ｍＴ］以下であることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の現像装置において、上記現像ローラ表面に、長手方向に延びる複数の溝を有し、該溝の深さが０．０５［ｍｍ］以上、０．１５［ｍｍ］以下である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、上記現像剤として、トナーと磁性粒子とからなる二成分現像剤を用い、該磁性粒子の粒径を２０［μｍ］以上５０［μｍ］以下としたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、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って、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の発明は、請求項１、２、３、４または５の現像装置において、上記現像剤に含まれるトナーとして、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て得られ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７の発明は、請求項１、２、３、４、５又は６の現像装置において、上記現像剤に含まれるトナーとして、体積平均粒径が３［μｍ］以上８［μｍ］以下で、体積平均粒径に対する個数平均粒径の比が１．００以上１．４０以下のものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１、２、３、４、５、６又は７の現像装置において、上記現像剤に含まれるトナーとして、形状係数ＳＦ−１が１００以上１８０以下で、かつ、形状係数ＳＦ−２が１００以上１８０以下であ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９の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７または８の現像装置において、上記トナーは、略球形状であり、その形状が長軸ｒ１、短軸ｒ２、厚さｒ３で規定され（但し、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３とする。）、長軸ｒ１と短軸ｒ２との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲にあり、厚さｒ３と短軸ｒ２との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲にあることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、潜像担持体の表面に形成された静電潜像に対し、現像剤に含まれるトナーを現像装置により付着させてトナー像化し、そのトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像を形成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又は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の発明は、請求項１０の画像形成装置において、上記現像装置が有する現像ローラの表面と上記潜像担持体の表面との間隔が最小となる現像ギャップを、０．１［ｍｍ］以上、０．４［ｍｍ］以下に設定したことを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、潜像担持体の表面に形成された静電潜像に対し、現像剤に含まれるトナーを現像装置により付着させてトナー像化し、そのトナー像を最終的に記録材上に転移させて画像を形成するとともに、該潜像担持体の表面からトナー像を転移させた後に残留したトナーをクリーニングする画像形成装置の本体に対して着脱自在であって、該潜像担持体の周囲に配置される装置又は部材のうち少なくとも現像装置と該潜像担持体とを一体に支持した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又は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】
【００１０】
請求項１乃至１１の発明によれば、ドクタの中央の位置から該現像ローラの中心を基準としてとして±５°以上回転させた範囲の法線方向磁束密度の最大値と最小値との差を１０［ｍＴ］以下としている。このように、ドクタ付近の法線方向磁束密度の変動を小さくしているので、ドクタの中央部がたわんで、端部と位置が異なってもドクタ中央部と端部との磁場の差を小さくすることができる。これにより、ドクタ中央部と端部との法線方向磁束密度の差による現像剤量の軸方向のばらつきを抑制することができる。その結果、画像の濃度を均一に保つことができ、良好な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
［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。
【００１３】
［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。
【００１４】
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。
【００１５】
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、ドクタ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。
【００１６】
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、上記ドクタ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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
［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。
【００２１】
［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。
【００２２】
［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。
【００２３】
［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。
【００２４】
次に、現像ローラについて説明する。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。現像ローラの材料は、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。
【００２５】
図３に示すように、本実施形態の現像ローラ４２Ｙの溝深さＨは、０．０５〜０．１５［ｍｍ］に設定している。溝深さが０．１５［ｍｍ］以上だと溝ピッチのムラが発生し、０．０５［ｍｍ］と搬送力が十分でなくななってしまう。また、溝深さ偏差があると、それに起因するスリーブ一周ピッチムラが発生するため、溝深さ偏差を３０％以下にしている。溝深さ偏差を３０％以下に抑えることで、溝深さ偏差に起因するピッチムラを抑制した良好な画像を得ることができる。
【００２６】
また、従来においては、現像ローラ表面にサンドブラスト処理を施して、現像ローラ表面を適度に荒らして、現像剤の搬送力を補助していた。しかし、サンドブラスト処理が施されたスリーブは摩耗により荒らされた突起が径時でな無くなっていき、搬送能力が径時において低下してしまう。このため、径時において現像剤汲み上げ量を確保することができない。しかし、本実施形態では、現像ローラ表面に溝を設けているので、摩耗による搬送能力が低下することがない。このため、径時に渡り安定した汲み上げ量を確保することができる。このように。径時に渡り汲み上げ量を確保することができるので、画像の濃度低下や、ザラツキ、また現像能力低下によるトナー濃度の上昇を径時に渡り抑制することができ、径時に渡り高品位な画像を提供できる現像装置とすることができる。
【００２７】
本プリンタでは、図３に示すように、感光体２Ｙと現像ローラ４２Ｙとの現像ギャップＧを０．４ｍｍ以下に設定している。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。
【００２８】
また、図４に示すように、本実施形態の現像ローラ４２Ｙは、その内部に５つの磁石５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、５０ｅを備えたマグローラ５３が配置されている。このマグローラ５３のドクタ磁石５０ｂは、ドクタ４５Ｙと対向する位置に配置されている。このマグローラ５３の各磁石から図４の実線に示すような磁束密度分布が形成されている。ドクタ４５は、静止状態において、現像ギャップが軸方向で均一となるように構成されている。そして、本実施形態の現像ローラ４２Ｙは、ドクタ４５Ｙと最も近接するドクタ磁石５０ｂを、ドクタ４５Ｙ付近の法線方向磁束密度分布がほぼ平坦となるように着磁させている。具体的には、ドクタ４５Ｙと最も近接するドクタ磁石５０ｂから発生する法線方向磁束密度のピーク値の２つの半値点Ｂ、Ｃを結んだ線（以下、半値幅）の中央の位置Ａから、現像ローラ４２Ｙの中心を基準として±１５°の範囲における法線方向磁束密度の最大値と最小値との差が５［ｍＴ］以下となるようにドクタ磁石５０ｂを着磁させる。なお、図４に示す点線は、従来の現像ローラの法線方向磁束密度分布を示している。
【００２９】
図５は、ドクタと対向する位置のドクタ磁石５０ｂの磁束密度における半値幅の中央の位置と現像ローラの中心とを結ぶ線分を基準（０°）として、各角度における磁束密度を示したグラフである。図中の点線は、従来の現像ローラの磁束密度を示し、図中の実線は、本実施形態の現像ローラ４５Ｙの磁束密度を示す。図５からわかるように、本実施形態の現像ローラ４５Ｙは、−１５°から１５°までの範囲における磁束密度が５［ｍＴ］以下としているので、ピーク値付近の磁束密度をほぼ平坦になっている。一方、従来の現像ローラは、−１５°から１５°までの範囲における磁束密度が５［ｍＴ］以上となっており、ピーク値付近の法線方向磁束密度が増減していることがわかる。
【００３０】
図６は、現像中の現像剤の圧力によるドクタ４５Ｙのたわみによる変動と法線方向磁束密度との関係を示した図である。現像中の現像剤の圧力によるドクタ４５Ｙの中央部はたわんで、図５中の点線の静的位置から実線に動的位置まで移動する。すると、従来の現像ローラにおいては、ドクタ４５Ｙが実線まで移動すると法線方向磁束密度が低下していることがわかる（点Ｄ→点Ｄ´）。一方、本実施形態の現像ローラ４２Ｙにおいては、ドクタが移動しても法線方向磁束密度は、ほぼ同値を示していることがわかる（点Ｅ→点Ｅ´）。従来の現像ローラのドクタギャップを通過した現像剤と本実施形態の現像ローラ４２Ｙのドクタギャップを通過した現像剤量と比較すると、本実施形態の現像ローラ４２Ｙは、従来の現像ローラに比べて現在剤が軸方向均一となっていた。これは、従来の現像ローラは、ドクタ端部とたんわんだ中央部とで法線方向磁束密度が異なるため、たわんだ中央部の位置における法線方向磁束密度は端部の位置における法線方向磁束密度より小さくなっている。このため、中央部付近の磁気ブラシは、端部の磁気ブラシよりも倒れてドクタギャップを通過する。よって、端部においては、ドクタ４５Ｙによる穂切り量が多くなり、中央部においては、ドクタ４５Ｙによる穂切り量が少なくなる。この結果、従来の現像ローラにおいては、ドクタギャップを通過した現像剤量が軸方向で不均一になってしまい、濃度ムラを生じてしまう。
一方、本実施形態の現像ローラ４５Ｙは、ドクタ４５Ｙの端部の位置における法線方向磁束密度とたわんだ中央部における法線方向磁束密度との差がほとんどない。このため、ドクタギャップを通過する磁気ブラシの穂立ち量を同じにすることができ、ドクタギャップを通過する現像剤の量を端部とたわんだ中央部とでほぼ同じにすることができる。よって、本実施形態の現像ローラ４５Ｙにおいては、ドクタギャップを通過した現像剤量を軸方向均一にすることができる、高品位な画像を得ることができる。
【００３１】
また、図５に示すように、従来の現像ローラは、ピーク値付近の僅かの領域のみ磁束密度分布が平坦である。このため、従来の現像ローラにおいては、マグローラの取り付け誤差により、ドクタと対向する位置に磁束密度のピーク値を配置することができず、ドクタギャップに働く磁力が現像装置毎に異なってしまう場合があった。また、精度よくマグローラを取り付けたとしても、マグローラ自体のばらつきにより、ドクタと対向する位置に磁束密度のピーク値が配置されず、ドクタギャップに働く磁力が現像装置毎に異なってしまう場合もあった。その結果、ドクタギャップを通過する現像剤の量が装置ごとに異なり、現像領域に搬送される現像剤の量が装置ごとに異なってしまうことがあった。
一方、本実施形態の現像ローラの磁束密度分布には、ピーク値の平坦な領域が十分あるので、多少、マグローラの取り付け誤差やマグローラの製造誤差があっても、ドクタと対向する位置に磁束密度のピーク値を配置することができる。これにより、ドクタギャップに働く磁力が現像装置毎に異なることが抑制され、ドクタギャップを現像剤の量が装置ごとに異なることが抑制される。その結果、現像領域に搬送される現像剤の量が装置ごとに異なることが抑制される。
【００３２】
また、本実施形態の現像ローラは、±１５°回転させた範囲の法線方向磁束密度の最大値と最小値との差を５［ｍＴ］としているが、±１５°以上回転させた範囲の法線方向磁束密度の最大値と最小値との差を５［ｍＴ］としても良い。±１５°以上回転させた範囲の法線方向磁束密度の最大値と最小値との差を５［ｍＴ］とすることで、ピーク値をより平坦にすることができる。また、ピーク値の平坦な領域が増えるので、現像装置毎の現像領域に搬送される現像剤の量の誤差を無くすことができる。
【００３３】
また、図７に示すように、ドクタ４５０Ｙ近傍の磁石の法線方向磁束密度のピーク値から大きく外れた位置にドクタ４５０Ｙが配置される場合は、上述のような厳しい条件でなくても良い。図４に示すように、ドクタ４５Ｙを磁石５０ｂの法線方向磁束密度のピーク値付近に配置した場合、ドクタ４５Ｙ付近の磁気ブラシは、最も穂立ちした状態であり、穂切りされる現像剤量が多い。このため、法線方向磁束密度が僅かでも低くなって、磁気ブラシが僅かに穂倒れしただけでも、ドクタによって穂切りされる現像剤量が異なってくる。よって、たわんだ中央部の位置と端部の位置とで少しでも法線方向磁束密度に差がでてしまうと、ドクタギャップを通過する現像剤量に差がでて、濃度ムラを引き起こしてしまう。このため、図４においては、厳しい条件で法線方向磁束密度を規定する必要がある。
一方、図７に示すように、磁石の法線方向磁束密度のピーク値から大きく外れた位置にドクタ４５０Ｙが配置される場合は、法線方向磁束密度が低いので、磁気ブラシが穂倒れした状態でドクタギャップを通過するため、ドクタによる穂切り量が少ない。このため、磁気ブラシの穂倒れ量が多少異なっても、ドクタによる穂切り量が大幅に変化することがない。このため、たわんだ中央部の位置と端部の位置とで多少法線方向磁束密度が異なっても、ドクタギャップを通過する現像剤量の差を許容範囲におさめることができる。具体的には、ドクタ４５０Ｙの現像ローラ表面と最も近接し、且つ該現像ローラ回転方向最も上流側の位置（ギャップ位置）から現像ローラ４２０Ｙの中心を基準として±５°の範囲の法線方向磁束密度の最大値と最小値との差を１０［ｍＴ］以下とする。ドクタ４５０Ｙのギャップ位置から±５°の範囲で法線方向磁束密度の最大値と最小値との差を１０［ｍＴ］以下とすれば、ドクタの中央部と端部とでドクタギャップを通過する現像剤量の差を許容範囲におさめることができる。
【００３４】
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。
【００３５】
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、作像時の磁気ブラシ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、現像ローラ上の単一面積当たりにおける磁気ブラシ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。
【００３６】
また、トナーについては、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーである。以下に、トナーの構成材料及び製造方法について説明する。
【００３７】
（ポリエステル）
ポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる。
多価アルコール化合物（ＰＯ）としては、２価アルコール（ＤＩＯ）および３価以上の多価アルコール（ＴＯ）が挙げられ、（ＤＩＯ）単独、または（ＤＩＯ）と少量の（ＴＯ）との混合物が好ましい。２価アルコール（ＤＩＯ）としては、アルキレングリコール（エチレングリコール、１、２−プロピレングリコール、１、３−プロピレングリコール、１、４−ブタンジオール、１、６−ヘキサンジオールなど）；アルキレンエーテルグリコール（ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど）；脂環式ジオール（１、４−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールＡなど）；ビスフェノール類（ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳなど）；上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物；上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数２〜１２のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数２〜１２のアルキレングリコールとの併用である。３価以上の多価アルコール（ＴＯ）としては、３〜８価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール（グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど）；３価以上のフェノール類（トリスフェノールＰＡ、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど）；上記３価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
多価カルボン酸（ＰＣ）としては、２価カルボン酸（ＤＩＣ）および３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）が挙げられ、（ＤＩＣ）単独、および（ＤＩＣ）と少量の（ＴＣ）との混合物が好ましい。２価カルボン酸（ＤＩＣ）としては、アルキレンジカルボン酸（コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など）；アルケニレンジカルボン酸（マレイン酸、フマール酸など）；芳香族ジカルボン酸（フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など）などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数４〜２０のアルケニレンジカルボン酸および炭素数８〜２０の芳香族ジカルボン酸である。３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）としては、炭素数９〜２０の芳香族多価カルボン酸（トリメリット酸、ピロメリット酸など）などが挙げられる。なお、多価カルボン酸（ＰＣ）としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル（メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど）を用いて多価アルコール（ＰＯ）と反応させてもよい。
多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の比率は、水酸基［ＯＨ］とカルボキシル基［ＣＯＯＨ］の当量比［ＯＨ］／［ＣＯＯＨ］として、通常２／１〜１／１、好ましくは１．５／１〜１／１、さらに好ましくは１．３／１〜１．０２／１である。
【００３８】
多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の重縮合反応は、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。ポリエステルの水酸基価は５以上であることが好ましく、ポリエステルの酸価は通常１〜３０、好ましくは５〜２０である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすく、さらには記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。しかし、酸価が３０を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。
また、重量平均分子量１万〜４０万、好ましくは２万〜２０万である。重量平均分子量が１万未満では、耐オフセット性が悪化するため好ましくない。また、４０万を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。
【００３９】
ポリエステルには、上記の重縮合反応で得られる未変性ポリエステルの他に、ウレア変性のポリエステルが好ましく含有される。ウレア変性のポリエステルは、上記の重縮合反応で得られるポリエステルの末端のカルボキシル基や水酸基等と多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）とを反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋及び／又は伸長されて得られるものである。
多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）としては、脂肪族多価イソシアネート（テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２、６−ジイソシアナトメチルカプロエートなど）；脂環式ポリイソシアネート（イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど）；芳香族ジイソシアネート（トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど）；芳香脂肪族ジイソシアネート（α、α、α’、α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど）；イソシアネート類；前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの；およびこれら２種以上の併用が挙げられる。
【００４０】
多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）の比率は、イソシアネート基［ＮＣＯ］と、水酸基を有するポリエステルの水酸基［ＯＨ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＯＨ］として、通常５／１〜１／１、好ましくは４／１〜１．２／１、さらに好ましくは２．５／１〜１．５／１である。［ＮＣＯ］／［ＯＨ］が５を超えると低温定着性が悪化する。［ＮＣＯ］のモル比が１未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）構成成分の含有量は、通常０．５〜４０ｗｔ％、好ましくは１〜３０ｗｔ％、さらに好ましくは２〜２０ｗｔ％である。０．５ｗｔ％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、４０ｗｔ％を超えると低温定着性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の１分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常１個以上、好ましくは、平均１．５〜３個、さらに好ましくは、平均１．８〜２．５個である。１分子当たり１個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
【００４１】
次に、ポリエステルプレポリマー（Ａ）と反応させるアミン類（Ｂ）としては、２価アミン化合物（Ｂ１）、３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）、アミノアルコール（Ｂ３）、アミノメルカプタン（Ｂ４）、アミノ酸（Ｂ５）、およびＢ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）などが挙げられる。
２価アミン化合物（Ｂ１）としては、芳香族ジアミン（フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、４、４’−ジアミノジフェニルメタンなど）；脂環式ジアミン（４、４’−ジアミノ−３、３’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど）；および脂肪族ジアミン（エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど）などが挙げられる。３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール（Ｂ３）としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン（Ｂ４）としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸（Ｂ５）としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。Ｂ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）としては、前記Ｂ１〜Ｂ５のアミン類とケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類（Ｂ）のうち好ましいものは、Ｂ１およびＢ１と少量のＢ２の混合物である。
アミン類（Ｂ）の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中のイソシアネート基［ＮＣＯ］と、アミン類（Ｂ）中のアミノ基［ＮＨｘ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］として、通常１／２〜２／１、好ましくは１．５／１〜１／１．５、さらに好ましくは１．２／１〜１／１．２である。［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］が２を超えたり１／２未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
【００４２】
また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常１００／０〜１０／９０であり、好ましくは８０／２０〜２０／８０、さらに好ましくは、６０／４０〜３０／７０である。ウレア結合のモル比が１０％未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。
【００４３】
ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法、などにより製造される。多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで４０〜１４０℃にて、これに多価イソシアネート（ＰＩＣ）を反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得る。さらにこの（Ａ）にアミン類（Ｂ）を０〜１４０℃にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。
（ＰＩＣ）を反応させる際、及び（Ａ）と（Ｂ）を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤（トルエン、キシレンなど）；ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）；エステル類（酢酸エチルなど）；アミド類（ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど）およびエーテル類（テトラヒドロフランなど）などのイソシアネート（ＰＩＣ）に対して不活性なものが挙げられる。
【００４４】
また、ポリエステルプレポリマー（Ａ）とアミン類（Ｂ）との架橋及び／又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン（ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど）、およびそれらをブロックしたもの（ケチミン化合物）などが挙げられる。
【００４５】
ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常１万以上、好ましくは２万〜１０００万、さらに好ましくは３万〜１００万である。１万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常２０００〜１５０００、好ましくは２０００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００である。２００００を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
【００４６】
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性およびフルカラー画像形成装置１００に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。尚、未変性ポリエステルはウレア結合以外の化学結合で変性されたポリエステルを含んでも良い。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは、少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。
また、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとの重量比は、通常２０／８０〜９５／５、好ましくは７０／３０〜９５／５、さらに好ましくは７５／２５〜９５／５、特に好ましくは８０／２０〜９３／７である。ウレア変性ポリエステルの重量比が５％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを含むバインダー樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は、通常４５〜６５℃、好ましくは４５〜６０℃である。４５℃未満ではトナーの耐熱性が悪化し、６５℃を超えると低温定着性が不十分となる。
また、ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。
【００４７】
（着色剤）
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ピグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常１〜１５重量％、好ま
しくは３〜１０重量％である。
【００４８】
着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、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などのスチレン及びその置換体の重合体、あるいはこれらとビニル化合物との共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
【００４９】
（荷電制御剤）
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン０３、４級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、含金属アゾ染料のボントロンＳ−３４、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ−８２、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４、フェノール系縮合物のＥ−８９（以上、オリエント化学工業社製）、４級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（以上、保土谷化学工業社製）、４級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹ  ＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、４級アンモニウム塩のコピーチャージ  ＮＥＧ  ＶＰ２０３６、コピーチャージ  ＮＸ  ＶＰ４３４（以上、ヘキスト社製）、ＬＲＡ−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カーリット社製）、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、４級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
【００５０】
荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の範囲で用いられる。好ましくは、０．２〜５重量部の範囲がよい。１０重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
【００５１】
（離型剤）
離型剤としては、融点が５０〜１２０℃の低融点のワックスが、バインダー樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びおよびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、１２−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−ｎ−ステアリルメタクリレート、ポリ−ｎ−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体（例えば、ｎ−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等）等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダー樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。
【００５２】
（外添剤）
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、５×１０−３〜２μｍであることが好ましく、特に５×１０−３〜０．５μｍであることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００ｍ２／ｇであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの０．０１〜５ｗｔ％であることが好ましく、特に０．０１〜２．０ｗｔ％であることが好ましい。
【００５３】
無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に両微粒子の平均粒径が５×１０−２μｍ以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像装置内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。
【００５４】
酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が０．３〜１．５ｗｔ％の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。
【００５５】
次に、トナーの製造方法について説明する。ここでは、好ましい製造方法について示すが、これに限られるものではない。
【００５６】
（トナーの製造方法）
１）着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。
有機溶媒は、沸点が１００℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、１、２−ジクロロエタン、１、１、２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは２種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、１、２−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー１００重量部に対し、通常０〜３００重量部、好ましくは０〜１００重量部、さらに好ましくは２５〜７０重量部である。
【００５７】
２）トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。
水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール（メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど）、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類（メチルセルソルブなど）、低級ケトン類（アセトン、メチルエチルケトンなど）などの有機溶媒を含むものであってもよい。
トナー材料液１００重量部に対する水系媒体の使用量は、通常５０〜２０００重量部、好ましくは１００〜１０００重量部である。５０重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。２００００重量部を超えると経済的でない。
【００５８】
また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。
界面活性剤としては、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、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、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、ピリジニウム塩、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４級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、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、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）グリシンやＮ−アルキル−Ｎ、Ｎ−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
【００５９】
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数２〜１０のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、３−［ω−フルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１１）オキシ］−１−アルキル（Ｃ３〜Ｃ４）スルホン酸ナトリウム、３−［ω−フルオロアルカノイル（Ｃ６〜Ｃ８）−Ｎ−エチルアミノ］−１−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル（Ｃ１１〜Ｃ２０）カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸（Ｃ７〜Ｃ１３）及びその金属塩、パーフルオロアルキル（Ｃ４〜Ｃ１２）スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、Ｎ−プロピル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）−Ｎ−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１６）エチルリン酸エステルなどが挙げられる。
商品名としては、サーフロンＳ−１１１、Ｓ−１１２、Ｓ−１１３（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−９３、ＦＣ−９５、ＦＣ−９８、ＦＣ−１２９（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−１０１、ＤＳ−１０２（ダイキン工業社製）、メガファックＦ−１１０、Ｆ−１２０、Ｆ−１１３、Ｆ−１９１、Ｆ−８１２、Ｆ−８３３（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１０２、１０３、１０４、１０５、１１２、１２３Ａ、１２３Ｂ、３０６Ａ、５０１、２０１、２０４、（トームプロダクツ社製）、フタージェントＦ−１００、Ｆ１５０（ネオス社製）などが挙げられる。
【００６０】
また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を右する脂肪族１級、２級もしくは２級アミン酸、パーフルオロアルキル（Ｃ６−Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンＳ−１２１（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−１３５（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−２０２（ダイキンエ業杜製）、メガファックＦ−１５０、Ｆ−８２４（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１３２（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−３００（ネオス社製）などが挙げられる。
【００６１】
樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が１０〜９０％の範囲になるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子１μｍ、及び３μｍ、ポリスチレン微粒子０．５μｍ及び２μｍ、ポリ（スチレン―アクリロニトリル）微粒子１μｍ、商品名では、ＰＢ−２００Ｈ（花王社製）、ＳＧＰ（総研社製）、テクノポリマーＳＢ（積水化成品工業社製）、ＳＧＰ−３Ｇ（総研社製）、ミクロパール（積水ファインケミカル社製）等がある。
【００６２】
また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。
上記の樹脂微粒子、無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。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（メタ）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−ヒドロキシプロビル、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−ロロ２−ヒドロキシプロビル、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、酪酸ビニルなど、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含窒素化合物、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、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などが使用できる。
【００６３】
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を２〜２０μｍにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常１０００〜３００００ｒｐｍ、好ましくは５０００〜２００００ｒｐｍである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常０．１〜５分である。分散時の温度としては、通常、０〜１５０℃（加圧下）、好ましくは４０〜９８℃である。
【００６４】
３）乳化液の作製と同時に、アミン類（Ｂ）を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）との反応を行わせる。
この反応は、分子鎖の架橋及び／又は伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー（Ａ）の有するイソシアネート基構造とアミン類（Ｂ）との反応性により選択されるが、通常１０分〜４０時間、好ましくは２〜２４時間である。反応温度は、通常、０〜１５０℃、好ましくは４０〜９８℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
【００６５】
４）反応終了後、乳化分散体（反応物）から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。
有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
【００６６】
５）上記で得られたトナー母体粒子に、荷電制御剤を打ち込み、ついで、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。
荷電制御剤の打ち込み、及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。
これにより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状からラクビーボール状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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、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）
【００７０】
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。
【００７１】
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）
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
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、形状係数ＳＦ−２のいずれかも１８０以下であることが望ましい。
【００７５】
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３〜８μｍであり、個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００以上、１．４０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。
【００７６】
また、本実施形態のトナーの形状は略球形状であり、以下の形状規定によって表すことができる。
図１１は、本実施形態のトナーの形状を模式的に示す図である。図１１において、略球形状のトナーを長軸ｒ１、短軸ｒ２、厚さｒ３（但し、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３とする。）で規定するとき、のトナーは、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）（図１１（ｂ）参照）が０．５〜１．０で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）（図１１（ｃ）参照）が０．７〜１．０の範囲にあることが好ましい。長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５未満では、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７未満では、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が１．０では、長軸を回転軸とする回転体となり、トナーの流動性を向上させることができる。
なお、ｒ１、ｒ２、ｒ３は、例えば以下の方法により測定することができる。即ち、トナーを平滑な測定面上に均一に分散付着させ、該トナーの粒子１００個について、カラーレーザー顕微鏡「ＶＫ−８５００」（キーエンス社製）により５００倍に拡大して、該１００個のトナー粒子の長軸ｒ１（μｍ）、短軸ｒ２（μｍ）、厚さｒ３（μｍ）を測定し、それらの算術平均値から求めることができる。
【００７７】
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１２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。
【００７８】
（１）
以上、本実施形態の現像装置によれば、ドクタ付近の法線方向磁束密度の変動を小さくしているので、ドクタの中央部がたわんでも、ドクタギャップを通過する端部と中央部との現像剤の量の差を小さくすることができる。これにより、法線方向磁束密度の変動によるドクタギャップを通過する現像剤量の軸方向のばらつきを抑制することができ、画像の濃度ムラを抑制することができる。
（２）
また、本実施形態の現像装置によれば、ドクタと対向する位置の磁石の法線方向磁束密度における半値幅の中央の位置と現像ローラの中心とを結ぶ線分を基準（０°）として、それぞれ１５°以上回転させた範囲の法線方向磁束密度の最大値と最小値の差を５［ｍＴ］としている。これにより、ピーク値付近の法線方向磁束密度をほぼ平坦にすることができる。その結果、ドクタの中央部がたわんで端部と位置が異なっても、端部と中央部との法線方向磁束密度をほぼ同じにすることができる。よって、ドクタギャップを通過する現像剤量を端部と中央部とでほぼ同じにできる。
また、、ピーク値の平坦な領域が十分あるので、マグローラの取り付け誤差や、マグローラ自体の製造誤差があっても、容易にドクタと対向する位置に法線方向磁束密度のピーク値がくるように配置することができる。これにより、現像装置ごとの現像領域に搬送される現像剤の量のばらつきが抑制される。
（３）
また、現像剤担持体の表面の長手方向に延びた複数の溝の深さが０．０５ｍｍ以上、０．１５ｍｍ以下とし、さらに溝深さ偏差を３０％以下とすることで、ピッチムラの発生を防止しつつ、現像剤搬送性能を維持することができる。
（４）
また、本実施形態では、現像剤として、トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像剤を用い、その磁性キャリアの粒径を２０［μｍ］以上５０［μｍ］以下とした。これにより、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、現像ローラ４２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２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２０［μｍ］よりも小さすぎると、感光体２へのキャリア付着が増加してしまうので、２０［μｍ］以上が望ましい。
（５）
また、本実施形態では、磁性キャリアとして、磁性体の芯材に樹脂コート膜を被覆したものであって、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。
（６）
また、本実施形態では、トナーとして、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て得られるものを用いた。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。
（７）
また、本実施形態では、トナーとして、その体積平均粒径（Ｄｖ）に対する個数平均粒径（Ｄｎ）の比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００以上１．４０以下のものを用いた。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撹拌でも、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。
（８）
また、本実施形態では、トナーとして、形状係数ＳＦ−１が１００以上１８０以下、かつ、形状係数ＳＦ−２が１００以上１８０以下であるものを用いた。実験によれば、形状係数ＳＦ−１が１８０以下で、形状係数ＳＦ−２が１８０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。
（９）
また、本実施形態では、略球形状のトナーを長軸ｒ１、短軸ｒ２、厚さｒ３（但し、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３とする。）で規定するとき、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲としている。長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５未満では、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７未満では、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が１．０では、長軸を回転軸とする回転体となり、トナーの流動性を向上させることができる。
（１０）
また、本実施形態の画像形成装置は、潜像担持体である感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの表面に形成された静電潜像に対し、現像剤に含まれるトナーを現像装置により付着させてトナー像化し、そのトナー像を最終的に記録材である転写紙上に転移させて画像を形成するプリンタであり、その現像装置とし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、画像濃度ムラが緩和された良好な画像を得ることができる。
（１１）
また、現像ギャップＧを０．１［ｍｍ］〜０．４［ｍｍ］とすることで、画像の粒状度が良好で、高画質な画像を得ることができる。また、現像ローラ４２にトナーが固着することもない。
（１２）
また、本実施形態のプロセスカートリッジは、感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの表面に形成された静電潜像に対し、現像剤に含まれるトナーを現像装置により付着させてトナー像化し、そのトナー像を最終的に転写紙上に転移させて画像を形成するとともに、感光体表面からトナー像を転移させた後に残留したトナーをクリーニングするプリンタの本体に対して着脱自在であって、感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの周囲に配置される装置又は部材のうち少なくとも現像装置と感光体２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋとを一体に支持したものであり、その現像装置とし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、画像濃度ムラが緩和された良好な画像を得ることができる。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】
【００７９】
【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のＹ用のプロセスカートリッジを示す拡大構成図。
【図３】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４】現像ローラの要部説明図。
【図５】法線方向磁束密度分布を示す図である。
【図６】法線方向磁束密度分布とドクタの変動とを示す図。
【図７】ドクタ磁石がドクタと対向しない位置に配置した現像装置を示す図。
【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】トナーの形状を模式的に示す図。
【図１２】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１３】従来の現像ローラの要部説明図。
【図１４】ドクタがたわんだ状態を説明する概略図。
【符号の説明】
【００８０】
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）
４５Ｙ            ドクタ
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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【図１４】
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