(57)【要約】【課題】現像剤の長寿命化をはかり、長期にわたり安定した画像濃度が得られる現像装置、及び画像形成装置を提供すること。【解決手段】回収スクリューＡ、攪拌搬送スクリューＢ、供給スクリューＣの３つのスクリューを有し、回収スクリューＡの高さｈ（Ａ）、攪拌搬送スクリューＢの高さｈ（Ｂ）、供給スクリューＣの高さｈ（Ｃ）が、ｈ（Ａ）＞ｈ（Ｂ）、ｈ（Ｂ）＞ｈ（Ｃ）の関係を有することを特徴とする現像装置、及び画像形成装置１００を提供することができる。【選択図】図１
2007147807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に対向して配置された現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の内部に配置された磁界発生手段と、
前記現像剤担持体の回転軸方向に沿って現像剤を搬送して前記現像剤担持体に供給する供給スクリューＣと前記供給スクリューＣを収容する供給スクリューＣ攪拌室と、
前記供給スクリューＣの上方に配置される回収スクリューＡと前記供給スクリューＣ攪拌室のほぼ直上に設けられ前記回収スクリューＡを収容する回収スクリューＡ攪拌室と、
攪拌搬送スクリューＢと前記攪拌搬送スクリューＢを収容する攪拌搬送スクリューＢ攪拌室と、
前記回収スクリューＡ攪拌室と攪拌搬送スクリューＢ攪拌室とに連通し前記回収スクリューＡの現像剤搬送方向下流側から前記攪拌搬送スクリューＢの上流側に受け渡しさせるための第１開口部と、
前記攪拌搬送スクリューＢ攪拌室と供給スクリューＣ攪拌室とに連通し前記攪拌搬送スクリューＢの現像剤搬送方向下流側から前記供給スクリューＣの上流側に受け渡しさせるための第２開口部を備える一方向循環現像装置において、
前記現像装置は、
前記回収スクリューＡの高さｈ（Ａ）、攪拌搬送スクリューＢの高さｈ（Ｂ）、供給スクリューＣの高さｈ（Ｃ）が、
ｈ（Ａ）＞ｈ（Ｂ）、ｈ（Ｂ）＞ｈ（Ｃ）
の関係を有する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１記載の現像装置において、
前記現像装置は、前記回収スクリューＡ、攪拌搬送スクリューＢ、供給スクリューＣの中心間距離をそれぞれ１（ＡＢ）、１（ＢＣ）、１（ＣＡ）としたときに、
１（ＡＢ）＝１（ＢＣ）＝１（ＣＡ）
の関係を有する
ことを特徴とする現像装置。 
【請求項３】
請求項１記載の現像装置において、
前記現像装置は、前記回収スクリューＡ、攪拌搬送スクリューＢ、供給スクリューＣが、ほぼ垂直に配置される
ことを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つに記載の現像装置において、
前記現像装置は、前記第１開口部の単位時間あたりの現像剤通過量［ｋｇ／ｓ］と、前記第２開口部の単位時間あたりの現像剤通過量がほぼ等しい
ことを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つに記載の現像装置において、
前記現像装置は、第１開口部または第２開口部の上部に、トナー供給口を設置する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一つに記載の現像装置において、
前記現像装置は、トナー供給口は前記回収スクリューＡ部分に設置する
ことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一つに記載の現像装置において、
前記現像装置は、未使用のあらかじめ混合した現像剤を供給する現像剤供給手段と、現像装置内の現像剤を現像装置の外に排出する現像剤排出手段と、を備える
ことを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか一つに記載の現像装置において、
前記現像装置は、未使用のキャリアを供給するキャリア供給部と未使用のトナーを供給するトナー供給部から構成される現像剤供給手段を有し、キャリアの補給動作とトナーの補給動作が独立に制御される
ことを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の現像装置おいて、
前記現像装置は、未使用現像剤、あるいは未使用のキャリアを供給するキャリア供給部と未使用のトナーを供給するトナー供給部の供給位置を、第１開口部とする
ことを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
カラー画像形成装置は、請求項１乃至９のいずれか一つに記載の現像装置が複数備えられ、表面に静電潜像が形成される像担持体と記録材にカラー画像を形成することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のカラー画像形成装置において、
前記カラー画像形成装置は、用紙第一面（表面）に転写される第一トナー像は、各色毎に現像器と感光体を少なくとも有する第一画像形成ユニット群と前記第一画像形成ユニット群にて形成された第一トナー像が転写され担持される第一トナー像担持ベルトからなる第一画像ステーションにより形成され、
用紙第二面（裏面）に転写される第二トナー像は、各色毎に現像器と感光体を少なくとも有する第二画像形成ユニット群と前記第二画像形成ユニット群にて形成された第二トナー像が転写され担持される第二トナー像担持ベルトからなる第二画像ステーションにより形成され、
定着前において第一のトナー像と第二のトナー像が同時もしくは順次に用紙に転写される１パス両面転写方式である
ことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項１２】
キャリアは、請求項１乃至９のいずれか一つに記載の現像装置に用いられるキャリアであって、体積平均粒径が２０乃至６０μｍであることを特徴とするキャリア。
【請求項１３】
トナーは、請求項１乃至９のいずれか一つに記載の現像装置に用いられるトナーであって、体積平均粒径が３乃至８μｍで、体積平均粒径（Ｄ４）と個数平均粒径（Ｄ１）との比（Ｄ４／Ｄ１）が１．００乃至１．４０の範囲にあることを特徴とするトナー。
【請求項１４】
トナーは、請求項１乃至９のいずれか一つに記載の現像装置に用いられるトナーであって、形状係数ＳＦ−１が１００乃至１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００乃至１８０の範囲にあることを特徴とするトナー。
【請求項１５】
トナーは、請求項１乃至９のいずれか一つに記載の現像装置に用いられるトナーであって、トナー母体粒子表面に平均一次粒径が５０乃至５００ｎｍで、嵩密度が０．３ｇ／ｃｍ3以上の微粒子が外添加されていることを特徴とするトナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に使用される現像装置に関するものである。特にカラー作像が可能な複数の現像装置及び現像装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来知られている電子写真方式の複写機等の画像形成装置は、像担持体に帯電及び露光を行い、静電潜像を形成する。像担持体上に形成された潜像は現像装置によりトナー像となり、転写手段により用紙上に転写される。その後、定着装置により熱定着され、画像が形成される。そして、現像装置は、トナーとキャリアから成る二成分現像剤を用いて像担持体上に形成された静電潜像を現像して可視化している。
そして、現像領域で現像処理を終了してトナーが消費された現像剤は回収され、補給されるトナーと混合、攪拌され、再び現像に供される。このような構成の現像装置に用いられる現像剤は、安定したトナー画像を得るために、一定のトナー濃度と帯電量を維持する必要がある。トナー濃度は現像で消費したトナーと補給トナー分布により決定される。帯電量はキャリアとトナーとの混合時の摩擦帯電により決定される。現像装置は、トナーとキャリアから成る二成分現像剤の攪拌を充分に行い、トナー濃度分布を均一化するとともに、トナーに付与する帯電量を飽和させて、トナー画像の安定化を行っている。
【０００３】
そこで、従来、２軸搬送タイプの現像装置が開示されている（図９参照）。具体的には、現像ローラへの現像剤供給及び回収用のオーガ及び供給回収搬送路とトナー補給後の搬送攪拌用オーガ及び攪拌搬送搬送路の２つの搬送オーガ及び２つの搬送路で構成し、現像ローラの下方に水平方向に配置することが、開示されている。しかしながら、２軸方式では、一方向循環方式に比べて現像剤寿命の点でも劣るという問題点があった。
【０００４】
そこで、特許文献１乃至３には、一方向循環方式の現像装置が開示されている（図１０乃至１２）。また特許文献４には、現像剤担持体の現像剤搬送量に対して、回収スクリューに充分な現像剤搬送量をもたせ、回収スクリューの現像剤搬送量に対して、攪拌スクリュー又は搬送スクリューの現像剤搬送量を上回らせることが、開示されている（図１３）。これにより、現像装置内部の現像剤の流れを円滑にし、現像剤の滞留による現像剤担持体へ供給する現像剤量が不足すること、また、それに伴う画像濃度ムラを防止し、高画質の画像を得る現像装置を提供することができた。
【０００５】
しかしながら、一方向循環方式にすることで、現像後のトナー濃度の低下した現像剤は全て回収部にて回収されてすぐに現像に使われることがないため、安定した画像濃度を得ることが可能となったものの、現像剤は経時において劣化していくため、トナーの帯電付与能力が減少していき、正常な現像機能が得られなくなっていく。そのため画像濃度の変動を引き起こすという問題点があった。
また、スクリュー間における現像剤受け渡し部や現像規制部が与える剤ストレスによる剤の劣化は依然として発生している。さらに一方向循環方式においては、現像器の下部に位置する回収・攪拌部での現像剤を現像器の上部に位置する供給部へと持ち上げることが必要であったり、スクリュー本数の増加による受けたし回数の増加することが考えられ、場合によっては、２軸方式よりも剤へのストレスが増加することが考えられる。このために、一方向循環方式であるにもかかわらず、従来の２軸方式よりも現像剤は劣化の進行が早まり、結果としてキャリアの帯電付与能力が低下することで正常なトナー帯電が得られなくなることから、安定した現像機能がなされず、画像濃度変動が生じてしまうという問題点があった。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１６７２６０号公報
【特許文献２】特開２００１−２４９５４５号公報
【特許文献３】特許第３１２７５９４号公報
【特許文献４】特開２００３−２６３０２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、現像剤の長寿命化をはかり、長期にわたり安定した画像濃度が得られる現像装置、及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明は、像担持体に対向して配置された現像剤担持体と、前記現像剤担持体の内部に配置された磁界発生手段と、前記現像剤担持体の回転軸方向に沿って現像剤を搬送して前記現像剤担持体に供給する供給スクリューＣと前記供給スクリューＣを収容する供給スクリューＣ攪拌室と、前記供給スクリューＣの上方に配置される回収スクリューＡと前記供給スクリューＣ攪拌室のほぼ直上に設けられ前記回収スクリューＡを収容する回収スクリューＡ攪拌室と、攪拌搬送スクリューＢと前記攪拌搬送スクリューＢを収容する攪拌搬送スクリューＢ攪拌室と、前記回収スクリューＡ攪拌室と攪拌搬送スクリューＢ攪拌室とに連通し前記回収スクリューＡの現像剤搬送方向下流側から前記攪拌搬送スクリューＢの上流側に受け渡しさせるための第１開口部と、前記攪拌搬送スクリューＢ攪拌室と供給スクリューＣ攪拌室とに連通し前記攪拌搬送スクリューＢの現像剤搬送方向下流側から前記供給スクリューＣの上流側に受け渡しさせるための第２開口部を備える一方向循環現像装置において、前記現像装置は、前記回収スクリューＡの高さｈ（Ａ）、攪拌搬送スクリューＢの高さｈ（Ｂ）、供給スクリューＣの高さｈ（Ｃ）が、ｈ（Ａ）＞ｈ（Ｂ）、ｈ（Ｂ）＞ｈ（Ｃ）の関係を有することを特徴とする現像装置である。
【０００９】
本発明は、前記回収スクリューＡ、攪拌搬送スクリューＢ、供給スクリューＣの中心間距離をそれぞれ１（ＡＢ）、１（ＢＣ）、１（ＣＡ）としたときに、１（ＡＢ）＝１（ＢＣ）＝１（ＣＡ）の関係を有することを特徴とする。 
【００１０】
本発明は、前記回収スクリューＡ、攪拌搬送スクリューＢ、供給スクリューＣが、ほぼ垂直に配置されることを特徴とする。
【００１１】
本発明は、前記第１開口部の単位時間あたりの現像剤通過量［ｋｇ／ｓ］と、前記第２開口部の単位時間あたりの現像剤通過量がほぼ等しいことを特徴とする。
本発明は、第１開口部または第２開口部の上部に、トナー供給口を設置することを特徴とする。
本発明は、トナー供給口は前記回収スクリューＡ部分に設置することを特徴とする。
【００１２】
本発明は、未使用のあらかじめ混合した現像剤を供給する現像剤供給手段と、現像装置内の現像剤を現像装置の外に排出する現像剤排出手段と、を備えることを特徴とする。
本発明は、未使用のキャリアを供給するキャリア供給部と未使用のトナーを供給するトナー供給部から構成される現像剤供給手段を有し、キャリアの補給動作とトナーの補給動作が独立に制御されることを特徴とする。
本発明は、未使用現像剤、あるいは未使用のキャリアを供給するキャリア供給部と未使用のトナーを供給するトナー供給部の供給位置を、第１開口部とすることを特徴とする。
【００１３】
本発明は、カラー画像形成装置は、前記記載の現像装置が複数備えられ、表面に静電潜像が形成される像担持体と記録材にカラー画像を形成することを特徴とするカラー画像形成装置である。
本発明は、用紙第一面（表面）に転写される第一トナー像は、各色毎に現像器と感光体を少なくとも有する第一画像形成ユニット群と前記第一画像形成ユニット群にて形成された第一トナー像が転写され担持される第一トナー像担持ベルトからなる第一画像ステーションにより形成され、用紙第二面（裏面）に転写される第二トナー像は、各色毎に現像器と感光体を少なくとも有する第二画像形成ユニット群と前記第二画像形成ユニット群にて形成された第二トナー像が転写され担持される第二トナー像担持ベルトからなる第二画像ステーションにより形成され、定着前において第一のトナー像と第二のトナー像が同時もしくは順次に用紙に転写される１パス両面転写方式であることを特徴とするカラー画像形成装置である。
【００１４】
本発明は、キャリアは、前記記載の現像装置に用いられるキャリアであって、体積平均粒径が２０乃至６０μｍであることを特徴とするキャリアである。
本発明は、トナーは、前記記載の現像装置に用いられるトナーであって、体積平均粒径が３乃至８μｍで、体積平均粒径（Ｄ４）と個数平均粒径（Ｄ１）との比（Ｄ４／Ｄ１）が１．００乃至１．４０の範囲にあることを特徴とするトナーである。
本発明は、トナーは、前記記載の現像装置に用いられるトナーであって、形状係数ＳＦ−１が１００乃至１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００乃至１８０の範囲にあることを特徴とするトナーである。
本発明は、トナーは、前記記載の現像装置に用いられるトナーであって、トナー母体粒子表面に平均一次粒径が５０乃至５００ｎｍで、嵩密度が０．３ｇ／ｃｍ3以上の微粒子が外添加されていることを特徴とするトナーである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、上記解決するための手段によって、現像剤の長寿命化をはかり、長期にわたり安定した画像濃度が得られる現像装置、及び画像形成装置を提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１７】
本現像装置は現像剤の受け渡し部に高低差を持たせることで、重力の働きにより受け渡し効率を向上でき、受け渡しの時に剤が受けるストレスを飛躍的に低減させることができる。さらに本現像装置は全ての受け渡し部で高低差を持って構成するので、現像装置全体での現像剤の搬送効率を飛躍的に向上させることができる。また本構成では、高い順に回収スクリューＡ→攪拌搬送スクリューＢ→供給スクリューＣと設置され回収スクリューＡ→攪拌搬送スクリューＢ、攪拌搬送スクリューＢ→供給スクリューＣの現像剤の受け渡しが重力の働きによりスムーズに行われることにより、現像剤に余分なストレスを与えることがなくなるので、現像剤特性変動が少なくなり飛躍的に現像剤寿命が延びるとともに長期にわたり安定した画像濃度の得られる現像装置を得ることができる。
さらに、各中心間距離を等しくすることで、現像装置がコンパクトになり、それによって機械全体の幅を縮小でき、省スペース化につながる。
また、現像剤の受け渡しが重力による真下への落下で行われるため、搬送路が必要なく部品点数を少なくでき、さらに現像剤の搬送効率を飛躍的に向上させられる。
【００１８】
本発明は、回収スクリューＡ、攪拌搬送スクリューＢの現像剤搬送量をそれぞれで設定することで、現像装置内の剤循環における剤容量のバランスを保ち、現像装置内での現像剤の枯渇や飽和を抑制することができる。
また、第１開口部または第２開口部で現像剤は上から下に落下することによって搬送され、この流れの始めの部分にトナーを供給することにより、現像剤に余分なストレスをかけることなく供給されたトナーと現像剤が混合でき、安定した画像濃度の得られる現像装置を得ることができる。
さらに、トナー供給口を上流側にして、供給されたトナーが現像剤担持体に搬送されるまでの時間が長くとることにより、確実に混合できる。
【００１９】
本発明では、劣化した現像剤を排出し未使用のあらかじめ混合した現像剤を供給することで、現像装置内の剤容量をほぼ一定に保ちながら常に劣化の少ない現像剤で像形成が行える。よって、現像剤特性変動が少なくなり、長期にわたり安定した画像濃度の得られる現像装置を得ることができる。さらには、あらかじめ混合した現像剤を使用することにより現像剤補給に必要な収容容器数を減らすことができ、省スペース化、制御簡略化を達成することができる。
また、キャリアの補給動作とトナーの補給動作を独立に制御することで、トナーの消費状況に応じた剤補給が可能となり、現像装置内のトナー濃度を常に一定に保ちながら劣化の少ない現像剤で像形成が行える。よって、現像剤特性変動が少なくなり、長期にわたり安定した画像濃度の得られる現像装置を得ることができる。
さらに、未使用の現像剤の供給位置を前記回収スクリューＡから前記攪拌搬送スクリューＢへの現像剤受け渡し部とすることで、前記回収スクリューＡから前記前記攪拌搬送スクリューＢへ受け渡しされている現像剤と供給される未使用現像剤を混合しながら前記回収スクリューＡへ投入でき、現像剤の撹拌効率を飛躍的に向上させることができる。さらに前記供給スクリューＣへの現像剤受け渡し部は現像剤担持体への剤供給部から充分に離れている為、未使用現像剤の帯電量やトナー濃度が完全に安定してから現像剤担持体に剤を供給できる。よって、安定した画像濃度の得られる現像装置を得ることができる。
【００２０】
本発明の現像装置を用いることで長期間にわたって常に安定したトナー付着量を得ることができるので、画像濃度の安定性が高く、色再現性やカラーバランスの優れた高画質カラー画像を得ることのできる画像形成装置を提供することが可能になる。
また、本発明の現像装置を１パス両面構成の画像形成装置に用いることにより、長期的に濃度安定性に優れたカラー画像を非常に生産性高く得ることが可能となる。それにより表裏での画質差がなく、常に画質の安定したカラー両面画像を得ることが可能となる。
【００２１】
本発明では、小粒径なキャリアを用いることで、現像能力を低下させることなく、くみあげ量を低減することができ、現像装置内で循環する現像剤量を低減することができる。特にストレスのかかる現像剤規制部材を通過する現像剤量が少なくなることから、長寿命化に寄与する。またキャリアの低容量化がなされるため、キャリア貯蔵部等の装置の小型化が図れる。さらには現像領域における磁気ブラシがより緻密になるために高画質化や画質の安定性が達成される。
なおキャリアの平均粒径が６０μmより大きいと現像剤循環部でオーバーフローする現像剤が多くなり、安定な剤循環が行えない。さらには磁気ブラシが粗くなるため満足の行く画質を得ることができない。また２０μｍより小さいと感光体にキャリアが付着したり、現像器からキャリアが飛散しやすくなるという不具合が発生する。
また、粒径が小さくかつ粒径分布のシャープなトナーを用いることで、トナー粒子間の間隙が小さくなるため、色再現性を損なうことなくトナーの必要付着量を低減することができる。よって現像における濃度変動を小さくすることができる。また微小なドット画像の安定再現性が向上し、長期間安定した高画質を得ることができる。なお、平均粒径（Ｄ４）が３μｍ未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった不具合が発生しやすい。平均粒径（Ｄ４）が８μｍを超えると、現像剤の流動性が悪化するとともに、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しく長期間画質を安定に維持することが困難となる。
さらに、トナーが球形に近いことにより、現像剤の流動性がよくなることで、剤循環におけるストレスが小さくなり、長期的に安定した剤循環と現像を行うことが可能となる。
さらに、トナーにおける外添剤の埋没が少なく、経時にて現像剤の流動性および帯電特性の変化が小さいため、長期的に安定した剤循環と現像を行うことが可能となる。
【００２２】
（実施例）
本発明の現像装置についての詳細説明を図１（ａ）、図２を用いて以下に行う。
図１は、現像器を前から見た図である。図２は、現像器を横から見た透視図である。感光体１、現像ローラＳは図中矢印方向に回転して現像を行う。また図中Ａ乃至Ｃにはスクリューが設置されている。
現像ローラＳ上の現像済の現像剤は、現像ローラＳの磁界により回収スクリューＡ上に搬送され、そして回収スクリューＡの回転によって矢印の方向に搬送される。回収スクリューＡの搬送方向下流側には第１開口部４と回収スクリューＡの斜め下に位置する攪拌搬送スクリューＢ上への搬送路があり、搬送された現像剤は落下により第１開口部４より搬送路を経由して攪拌搬送スクリューＢの上流側に搬送される。また第１開口部４の上部にはトナー補給口３が設置されており、消費した分のトナー補給が行われ、現像剤と一緒に、落下により攪拌搬送スクリューＢの上側に補給される。攪拌搬送スクリューＢに搬送された現像剤とトナーは、攪拌搬送スクリューＢの下流側に搬送される間に完全に混合される。
攪拌攪拌スクリューＢの下流側には第２開口部５と斜め下に位置する供給スクリューＣ上への搬送路があり、完全に混合された現像剤は、落下により供給スクリューＣの上流側に搬送される。現像剤は供給スクリューＣにより上流から下流側に搬送されるが、その間に現像ローラＳの磁界により現像ローラＳ上に組みあがり、現像が行われる。
この装置では、スクリュー間の搬送は高低差を利用して落下によって搬送する為、現像剤に余分なストレスを与えない搬送が実現できる。
【００２３】
安定した画像品質を得るためには、現像ローラＳに組みあがる現像剤の量を充分にする必要がある。またＡ乃至Ｃ各部分で現像剤の枯渇やあふれが起こってはいけない。そのためには次の部屋へ受け渡される各々の開口部での現像剤通過量がほぼ等しくなるように、スクリューの回転数、形状を工夫する。
図１（ｂ）のように各スクリューの中心間距離が等しく配置されている場合、現像剤の搬送力にも問題なく、現像器の幅方向への省スペースをはかることができた。
図１（ｃ）のように各スクリューがほぼ垂直に配置されている場合、上記実施例で設置されていた、開口部から次のスクリューに搬送するための搬送路がなくても自然落下により搬送されるので、部品を少なくコストダウンすることができる。また現像器の幅方向への省スペースをはかることができる。
【００２４】
次に上記トナー補給口３と同じ場所に現像剤を供給する現像器について説明する。
図３（ａ）の現像剤供給手段は、内部に未使用のトナー３１が収納されているトナー収納容器３２を備えたトナー供給手段３０と、内部に未使用のキャリア３７が収納されているキャリア収納容器３８を備えたキャリア供給手段３６とトナー補給制御手段３４とキャリア補給制御手段３５と現像剤供給搬送路３３とからなる。トナー収納容器３２とキャリア収納容器３８は現像剤供給搬送路３３の途中で合流し、現像剤として搬送され現像装置の現像剤供給口につながっている。トナーの補給量はトナー補給手段３４で、キャリア補給量はキャリア補給手段３５でそれぞれ制御される。
【００２５】
図３（ｂ）の現像剤供給手段４０は、内部に未使用の現像剤（トナーとキャリアが予め混合されている状態）が収容されている現像剤収容容器４２と、現像剤補給手段４４、および現像剤供給搬送路４３からなり、現像装置の現像剤供給口につながっている。ここで未使用の現像剤４５は現像剤中のキャリア重量比で１５ｗｔ％前後のキャリアが混合されているものである。なお、このキャリア重量比の値は限定するものでなく、現像装置や収納容器の容量や設定寿命等に合わせて適宜設定されるものである。現像剤補給量は現像剤補給手段４４で制御される。現像剤補給手段４４は、例えば一軸偏心スクリューポンプ（通称：モーノポンプ）を使用することができる。攪拌搬送路の下方には、トナー濃度センサーが設けられており、このセンサー出力により現像剤の補給制御が行われる。
図３（ａ）（ｂ）とも現像剤を補給するので、現像機内のキャリアの量は増加していく。そこで余剰剤はスクリューＣの下流で回収される。
【００２６】
図４は、本発明が適用される画像形成装置の内部の構成を示した略中央断面図である。図４に示す画像形成装置本体１００の内部において、記録体搬送路１４３Ａを境にして、上部には矢印方向に無端移動する第１像担持ベルト１２１を備えた第１像担持体ユニット１２０を、下部には矢印方向に無端移動する第２像担持ベルト１３１を備えた第２像担持体ユニット１３０が配備されている。第１像担持ベルト１２１の上部張架面には、４個の第１画像形成ユニット１８０Ｙ、１８０Ｃ、１８０Ｍ、１８０Ｋが、第２像担持ベルト１３１の傾斜した張架面には、４個の第２画像形成ユニット１８１Ｙ、１８１Ｃ、１８１Ｍ、１８１Ｋが配備されている。これら第１、第２画像形成ユニットの番号に沿えたＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋは、扱うトナーの色と対応させているもので、Ｙはイエロー、Ｃはシアン、Ｍはマゼンタ、Ｋはブラックを意味している。第１、第２画像形成ユニットに備えられ、第１像担持ベルト１２１と第２像担持ベルト１３１とともに回転する感光体１に対しても同じ意味あいでＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋを沿えている。なお感光体１Ｙから１Ｋは同間隔で配置され、少なくとも画像形成時にはそれぞれ像担持ベルト１２１、１３１との張架部の一部と接触する。
【００２７】
図５において、画像形成装置１００の動作時に、不図示の駆動源により、矢印方向に回転するよう回転可能に支持された円筒状の感光体１の周囲に、静電写真プロセスに従い帯電手段であるスコロトロンチャージャ１１３、露光装置１１４、現像装置１１５、クリーニング装置１１２、光除電装置Ｑ等の作像部材や電位センサＳ１、画像センサＳ２が配設されている。
感光体１は、例えば直径３０乃至１２０ｍｍ 程度のアルミニウム円筒表面に光導電性物質である有機感光層（ＯＰＣ）を形成したものである。アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層を形成した感光体も採用可能である。またベルト状の感光体も採用できる。クリーニング装置１１２は、クリーニングブラシ１１２ａ、クリーニングブレード１１２ｂ、回収部材１１２ｃを備え、感光体表面に残留するトナー等の異物を除去、回収する。
露光装置１１４は、各色毎の画像データ対応の光を、帯電手段で一様に帯電済みの各感光体１の表面に走査し、静電潜像を形成する。図示例の露光装置１１４は、発光素子としてＬＥＤ（発光ダイオード）アレイと結像素子からなる露光装置であるが、レーザ光源、ポリゴンミラー等を用い、形成すべき画像データに応じて変調したビーム光によるレーザスキャン方式の露光装置も採用できる。
帯電手段として、チャージャ１１３のほかに、感光体１の表面に接触させるタイプ、たとえば帯電ローラも採用できる。
【００２８】
本実施例の現像は、トナーとキャリヤからなる２成分現像剤を採用している現像方式である。負荷電の感光体１に対しレーザビームにより各感光体１の表面に形成された色毎の静電潜像は、感光体の帯電極性と同極性（マイナス極性）の所定の色のトナーで現像され、顕像となる。いわゆる反転現像がおこなわれる。現像装置の構成の詳細説明については前述したとおりである。
複数のローラ１２３，１２４，１２５、１２６（２個）、１２７、１２８、１２９により支持されて矢印方向に走行する、像担持体としての第１像担持ベルト１２１が、第１の画像形成ユニット１８０Ｙ〜１８０Ｋにおける感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの下部に設けられている。この像担持ベルト１２１は無端状で、各感光体の現像工程後の一部が接触するように張架、配置されている。また第１像担持ベルト１２１の内周部には各感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋに対向させて１次転写ローラ１２２が設けられている。
第１像担持ベルト１２１の外周部には、ローラ１２３に対向する位置にクリーニング装置１２０Ａが設けられている。このクリーニング装置１２０Ａは、像担持ベルトベルト１２１の表面に残留する不要なトナーや、紙粉などの異物を拭い去る。
上記の像担持ベルト１２１に関連する部材は、第１像担持体ユニット１２０として一体的に構成してあり、画像形成装置１００に対し着脱が可能となっている。
複数のローラ１３３、１３４、１３５、１３６（２個）、１３７、１３８により支持されて矢印方向に走行する、像担持体としての第２像担持ベルト１３１が、第２の画像形成ユニット１８１Ｙ〜１８１Ｋにおける感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋに接触して、設けられている。この第２像担持ベルト１３１は無端状で、各感光体の現像工程後の一部が接触するように張架、配置されている。第２像担持ベルト１３１の内周部には各感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋに対向させて１次転写ローラ１３２が設けられている。
【００２９】
第２像担持ベルト１３１の外周部には、ローラ１３３に対向する位置にクリーニング装置１３０Ａが設けられている。このクリーニング装置１３０Ａは、第２像担持ベルト１３１の表面に残留する不要なトナーや、紙粉などの異物を拭い去る。
上記の第２像担持ベルト１３１に関連する部材は、第２像担持体ユニット１３０として一体的に構成してあり、画像形成装置１００に対し着脱が可能となっている。
さらに上記第１像担持ベルト１２１の外周で、支持ローラ１２８の近傍には、第１の２次転写ローラ１４６が設けてある。第１像担持ベルト１２１と２次転写ローラ１４６の間に記録媒体（以下用紙Ｐ）を通過させながら、第１の２次転写ローラ１４６にバイアスを印加することで第１像担持ベルト１２１が担持するトナーによる画像が用紙Ｐに転写される。
上記第２像担持ベルト１３１の外周で、支持ローラ１３４の近傍には、第２の２次転写手段である転写チャージャ１４７が設けてある。転写チャージャ１４７は公知のタイプで、タングステンや金の細い線を放電電極とし、ケーシングで保持し、放電電極に不図示の電源から転写電流が印加される。像担持ベルト１３１と転写チャージャ１４７の間に用紙Ｐを通過させながら、転写電流を印加することで第２像担持ベルト１３１が担持するトナーによる画像が用紙Ｐに転写される。上記転写ローラ１４６と転写チャージャ１４７に印加される転写電流の極性は、ともにトナーの極性と逆のプラス極性である。
【００３０】
画像形成装置１００の右側には用紙を供給可能に収納した給紙装置１４０が配備されており、確実に一枚だけが複数の搬送ローラ対１４２Ｂにより記録体搬送路１４３Ｂや１４３Ａに送られる。
記録体搬送路１４３Ａの延長上に、前記第２の転写ステーションを通過した用紙を、記録体の搬送方向下流に備えた定着装置１６０における定着ニップまで、平面状態を保って搬送させるための、記録体移送手段１５０を備えている。記録体移送手段１５０は、矢印方向に無端移動する搬送ベルト１５１を支持するローラ１５２、１５３，１５４，１５５，１５６を有し、搬送ベルト１５１の外側には、ローラ１５５に対向させてクリーニング装置１５０Ａ，ローラ１５６に対向させて記録体Ｐを吸着させるための吸着用チャージャ１５７、ローラ１５４に対向させて除電・分離チャージャ１５８を備えている。
未定着のトナー画像と接触しながら記録体Ｐとともに移動する搬送ベルト１５１は、前記吸着用チャージャ１５７により、トナーの極性と同極性のマイナス帯電が施される。搬送ベルト１５１として、金属ベルト、ポリイミドベルト、ポリアミドベルトなどが採用できる。表面にトナーとの離型性を与えるとともに、帯電可能の抵抗値を備える。この搬送ベルト１５１の走行速度は、定着装置における記録体の走行速度と合わせてある。
【００３１】
記録体搬送手段１５０の用紙搬送方向下流側には、加熱手段を有する定着装置１６０が設けられている。ローラ内部にヒータを備えるタイプ、加熱されるベルトを走行させるベルト定着装置、また加熱の方式に誘導加熱を採用した定着装置などが採用できる。用紙両面の画像の色合い、光沢度を同じにするため、定着ローラ、定着ベルトの材質、硬度、表面性などを上下同等にしてある。また、フルカラーとモノクロ画像、あるいは片面か両面かにより定着条件を制御したり、用紙の種類に応じて最適な定着条件となるよう、不図示の制御手段により制御される。定着の終了した用紙を冷却し、不安定なトナーの状態を早期に安定させるため、冷却機能を有した冷却ローラ対１７０を定着後の搬送路に備えている。放熱部を有するヒートパイプ構造のローラが採用できる。冷却された用紙は、排紙ローラ対１７１により、画像形成装置１００の左側に設けた排紙スタック部１７５に排紙、スタックさせる。この排紙スタック部は、大量の用紙をスタック可能にするため、不図示のエレベータ機構により、スタックレベルに応じて、受け部材が上下する機構を採用している。なお排紙スタック部１７５を通過させ、別の後処理装置に向けて用紙を搬送させることもできる。別の後処理装置としては、穴あけ、断裁、折、綴じなど製本のための装置である。
【００３２】
未使用のキャリアを含む現像剤が収納された各色のカートリッジ１８６Ｙ，１８６Ｃ，１８６Ｍ、１８６Ｋが、着脱可能に収納空間１８５に収納される。不図示の現像剤搬送手段により、各現像装置に必要に応じ現像剤を供給するようになっている。本実施例の構成は、上下に配された画像形成ユニット１８０、１８１に対し、カートリッジは共通にしているが、別々にすることもできる。消耗の多いブラックトナー用のカートリッジ１８６Ｋを、特に大容量としておくことも可能である。この収納空間１８５は、画像形成装置上面で操作方向から見て奥側にあって、画像形成装置上面の手前側は平面部分が確保されているため、作業台として利用できる。
【００３３】
上記の構成において、用紙Ｐの片面にフルカラー画像を形成する片面記録時の動作について説明する。
片面記録の方法は基本的に２種類あって、選択が可能となっている。２種類のうちの一つは、第１の像担持ベルト１２１に担持させた画像を用紙の片面に直接転写する方法であり、他の方法は、第２の像担持ベルト１３１に担持させた画像を用紙の片面に直接転写する方法である。本実施の形態では画像形成装置１００の構成から、第１の像担持ベルト１２１に担持させた画像を用紙の片面に直接転写する場合には、画像が用紙の上面に、第２の像担持ベルト１３１に担持させた画像を用紙の片面に直接転写する場合には、画像が用紙の下面に形成される。記録するべきデータが複数の頁になるケースでは、排紙スタック部１７５上で頁が揃うように作像順序を制御するのが好都合である。
【００３４】
最後の頁の画像データから順に記録して頁順を揃わせるよう、第１の像担持ベルト１２１に画像を担持させた後、用紙に転写させる方法について説明する。
画像形成装置１００を稼動させると、第１の像担持ベルト１２１と第１の画像形成ユニット１８０Ｙ〜１８０Ｋにおける感光体１Ｙ，１Ｃ、１Ｍ，１Ｋが回動する。同時に第２の像担持ベルト１３１が回動するが、第２の画像形成ユニット１８１Ｙ〜１８１Ｋにおける感光体１Ｙ，１Ｃ、１Ｍ，１Ｋは第２の像担持ベルト１３１と離間されるとともに不回転状態にされる。まず、画像形成ユニット１８０Ｙによる画像形成から開始される。ＬＥＤ（発光ダイオード）アレイと結像素子からなる露光装置１１４の作動により、ＬＥＤから出射されたイエロー用の画像データ対応の光が、帯電装置１１３により一様帯電された感光体１Ｙの表面に照射されて静電潜像が形成される。
静電潜像は現像ローラ１１５ａによりイエロートナーで現像され、可視像となり、１次転写ローラ１２２の転写作用により感光体１Ｙと同期して移動する第１像担持ベルト１２１上に静電的に１次転写される。このような潜像形成、現像、１次転写動作が感光体１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ側でもタイミングをとって順次同様に行われる。
この結果、第１像担持ベルト１２１上には、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色トナー画像が、順次重なり合ったフルカラートナー画像として担持され、第１像担持ベルト１２１とともに矢印の方向に移動される。
同時に給紙装置１４０のなかの給紙トレイ１４０ａあるいは給紙カセット１４０ｂ〜１４０ｄから、記録に使われる用紙Ｐがその供給のための給紙・分離手段１４１Ａから１４１Ｄの一つにより繰り出され、搬送ローラ対１４２Ｂ，１４２Ｃにより記録体搬送路１４３Ｃに搬送される。用紙の先端がレジストローラ対１４５に咥えられない前に、ジョガー１４４は、用紙の搬送方向に対し両方の横方向から、用紙の両辺を押すように作動し、用紙横方向の位置整合がはかられる。レジストローラ対１４５は静止しており、用紙の先端はレジストローラ対１４５のニップに入り込んだ状態で静止するが、第１像担持ベルト１２１上の画像との位置が正規なものとなるよう、タイミングをとってレジストローラ対１４５が回転し、用紙を転写領域に搬送する。
【００３５】
第１像担持ベルト１２１上のこのフルカラートナー画像は、第１像担持ベルト１２１と同期して搬送される用紙Ｐの上面に、二次転写ローラ１４６による転写作用を受けて転写される。二次転写ローラ１４６に与えられるバイアスは、トナーの帯電極性と逆のプラス極性である。
その後、第１像担持ベルト１２１の表面が、ベルトクリーニング装置１２０Ａによりクリーニングされる。また１次転写を終了した第１の画像形成ユニット１８０Ｙ〜１８０Ｋにおける感光体１Ｙ，１Ｃ、１Ｍ，１Ｋの表面に残留するトナー等の異物はクリーニング装置１１２のクリーニングブラシ１１２ａ、クリーニングブレード１１２ｂにより、各感光体の表面から除去される。各感光体の表面は除電装置Ｑによる残留電位の除電作用がおこなわれて次の作像・転写工程に備える。除去されたトナー等の異物は、回収部材１１２ｃにより、回収部１８７に送られる。なおセンサＳ１、Ｓ２は、感光体表面の露光後の表面電位と、現像工程後の感光体表面に付着しているトナーの濃度が適切なものであるかを検知し、適宜作像条件の設定、制御のために不図示の制御手段に情報を出す。
【００３６】
像担持ベルト１２１に重ねられて担持されていたトナー画像が転写された用紙Ｐは、記録体移送手段１５０の搬送ベルト１５１により定着装置１６０に向け移送される。用紙Ｐを確実に搬送ベルト１５１とともに移送できるよう、あらかじめ移送ベルト１５１の表面を、用紙の吸着用チャージャ１５７により帯電する。用紙Ｐが搬送ベルト１５１から分離され、確実に定着装置１６０に送られるよう、除電・分離チャージャ１５８が作動する。
用紙Ｐ上に重ねられていた各色のトナーが定着装置１６０の熱による定着作用を受け、溶融、混色されて完全にカラー画像となる。用紙の片面（上面）だけにトナーを有しているので、両面にトナーを有している両面記録時に比べ、定着に要する熱エネルギーは少なくて済む。不図示の制御手段が画像に応じて定着装置の使用する電力を最適に制御する。定着されたトナーも用紙上で完全に固着するまでは、搬送路のガイド部材等にこすられ、画像が欠落したり、乱れたりする。この不具合を防止するため、冷却手段である冷却ローラ対１７０が作動し、トナーと用紙を冷却する。その後、排紙ローラ１７１により排紙スタック部１７５に、画像面が上向きとなって排紙される。排紙スタック部１７５では若い頁の記録物が順次上に重ねられるようにスタックされるよう、作像順序がプログラムされているので、頁順が揃う。排紙スタック部１７５は、排紙される用紙の増加に従って、下降するので、用紙は整然と確実にスタックでき、頁順が乱れることがない。記録済みの用紙を排紙スタック部１７５に直接スタックする代わりに、穴あけ加工処理を実施するとか、ソータ、コレータや綴じ装置や折り装置など後処理装置に搬送することもできる。
用紙Ｐの片面に画像を形成させる他の方法では、第１の画像形成ユニット１８０Ｙ〜１８０Ｋにおける画像の形成をおこなわないようにするのと、頁揃えのために若い頁の画像データから順に像形成をさせる点が異なるが、基本的には上記の片面記録の工程と同じである。
【００３７】
つぎに用紙Ｐの両面に画像を形成する両面記録時の動作について説明する。画像形成装置に開始信号が入力されると、上記、片面記録の動作で説明した第１の画像形成ユニット１８０Ｙ、１８０Ｃ、１８０Ｍ、１８０Ｋで順次形成する各色ごとの画像を、第１像担持ベルト１２１に順次１次転写させ、第１の画像として担持させる工程とほぼ平行して、第２の画像形成ユニット１８１Ｙ、１８１Ｃ、１８１Ｍ、１８１Ｋで順次形成する各色ごとの画像を第２像担持ベルト１３１に順次１次転写させ、第２の画像として担持させる工程がおこなわれる。図１に示す構成なので、上記第１の画像と第２の画像が、用紙の搬送方向先端で位置的に合致するためには、第１の画像の形成開始より遅れて第２の画像の形成が開始される。また用紙はレジストローラ対１４５で静止と再送がおこなわれるので、その時間も見込んで給紙され、ジョガー１４４で整合される。レジストローラ対１４５は、タイミングをとって用紙を第１の２次転写手段である２次転写ローラ１４６と第１像担持ベルト１２１で構成された第１転写ステーションに搬送する。２次転写ローラ１４６にプラス極性の転写電流が印加され、第１像担持ベルトから用紙Ｐの片面（図では上面）に画像が転写される。
このようにして片面に画像を有した用紙Ｐは、２次転写ローラ１４６の搬送作用により、引き続き第２の２次転写手段たる転写チャージャ１４７のある第２転写ステーションに送られる。そしてチャージャにプラス極性の転写電流が印加されることにより、第２像担持ベルト１３１にあらかじめ担持されているフルカラーの第２の画像が、一括して用紙Ｐの下面に転写される。
【００３８】
このようにして両面にフルカラートナー像が転写された用紙Ｐは、搬送ベルト１５１により定着装置１６０へと移送される。吸着用チャージャにより、搬送ベルト１５１の表面はトナーの極性と同じマイナス極性で帯電される。用紙下面の未定着のトナーがベルトに移らないようにしている。除電・分離チャージャ１５８には、交流が印加され、用紙はベルト１５１から分離され、定着装置１６０へと移送される。定着装置１６０の熱による定着処理を受け、用紙の両面のトナー画像が溶融、混合される。用紙は引き続いて冷却ローラ対を通過し、排紙ローラ１７１により排紙スタック部１７５上に排紙される。
複数の頁の用紙に両面記録する場合、若い頁の画像が下面となって排紙スタック部１７５にスタックされるように作像順序を制御すると、そこから取り出し、上下面を逆にしたとき記録物は上から順に１頁、その裏に２頁、２枚目が３頁、その裏が４頁となり頁順が揃う。このような作像順序の制御や、定着装置に入力する電力を片面記録時より増やすなどの制御は、制御手段（不図示）により実行される。
片面記録、両面記録動作に関して、フルカラー記録を実行させる例で説明したが、ブラックトナーだけによるモノクロ記録も可能である。
【００３９】
次に実施の他の形態について図６に示す。
これは前述の図４に対して通常の片面のみを一度に作像するカラー方式であるタンデム構成である。概略構成を以下に示す。
図６のカラー画像形成装置は、いわゆるタンデム方式といわれ、各色毎のプロセスカートリッジ６０が直列に配置された構成になっている。各色毎のプロセスカートリッジは、感光体１を中心に帯電装置５２、現像装置５４、クリーニング装置５６等から構成される。また各プロセスカートリッジの感光体に対し、露光装置５３、中間転写装置５５が配置されており、その他に、用紙搬送部、紙転写装置５８、定着装置５９などを備えている。本発明においては、上述の感光体１、帯電装置５２、現像装置５４及びクリ−ニング装置５６等の構成要素のうち、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する。これらの作像動作は前述の図４において裏面（第二面）の作像がないだけである。
【００４０】
次に本発明に用いられる現像剤の特性について説明する。
キャリアについては、体積平均粒径が２０乃至６０μｍが好ましい。平均粒径が６０μｍ以下の小粒径のキャリアを用いることで、現像能力を低下させることなく、くみあげ量を低減することができ、現像装置内で循環する現像剤量を低減することができる。特にストレスのかかる現像剤規制部材を通過する現像剤量が少なくなることから、長寿命化に寄与する。またキャリアの低容量化がなされるため、キャリア貯蔵部等の装置の小型化が図れる。さらには現像領域における磁気ブラシがより緻密になるために高画質化や画質の安定性が達成される。なおキャリアの平均粒径が６０μｍより大きいと現像剤循環部でオーバーフローがおきやすくなり、安定な剤循環が行えない。また２０μｍより小さいと感光体にキャリアが付着したり、現像器からキャリアが飛散しやすくなるという不具合が発生する。
キャリアの平均粒径測定については、マイクロトラック粒度分析計（日機装株式会社）のＳＲＡタイプを使用し、０．７［μｍ］以上、１２５［μｍ］以下のレンジ設定で行うことができる。
【００４１】
次にトナー特性について説明する。粒径について、トナーの体積平均粒径は３乃至８μｍが好ましい。粒径が小さくかつ粒径分布のシャープなトナーを用いることで、トナー粒子間の間隙が小さくなるため、色再現性を損なうことなくトナーの必要付着量を低減することができる。よって現像における濃度変動を小さくすることができる。また６００ｄｐｉ以上の微小なドット画像の安定再現性が向上し、長期間安定した高画質を得ることができる。一方、体積平均粒径（Ｄ４）が３μｍ未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象が発生しやすい。体積平均粒径（Ｄ４）が８μｍを超えると、画像のパイルハイトが大きくなり、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しい。また、同時に重量平均粒径（Ｄ４）と個数平均粒径（Ｄ１）との比（Ｄ４／Ｄ１）は１．００乃至１．３０の範囲にあることが好ましい。
（Ｄ４／Ｄ１）が１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
【００４２】
次に、トナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）があげられる。以下に測定方法について述べる。
まず、電解水溶液１００乃至１５０ｍＬ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１乃至５ｍＬ加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。ここで、更に測定試料を２乃至２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１乃至３分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径（Ｄ４）、個数平均粒径（Ｄ１）を求めることができる。
【００４３】
チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μｍ以上乃至４０．３０μｍ未満の粒子を対象とする。
【００４４】
トナーの形状係数ＳＦ−１は１００乃至１８０、形状係数ＳＦ−２は１００乃至１８０の範囲にあることが好ましい。図７、図８は、形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式（１）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）  ・・・式（１）
ＳＦ−１の値が１００の場合トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。
また、形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式（２）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００／４πを乗じた値である。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）  ・・・式（２）
ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析して計算した。トナーの形状が球形に近くなると、トナー間の接触状態が点接触となるためにトナー同士の吸着力は弱まりしたがって流動性が高くなる。ゆえに剤の循環性が向上するため、ストレスが小さくなり、長期的に安定した一方向循環を行うことが可能となる。また、トナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなり高画質化に寄与する。一方、形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、流動性が悪化し、剤循環性が悪いために好ましくない。また転写率が低下するため好ましくない。
【００４５】
本発明のトナーは、トナーの粒子表面に平均一次粒径が５０乃至５００ｎｍで、嵩密度が０．３ｍｇ／ｃｍ3以上の微粒子（以下、単に微粒子という）を付着させたものである（請求項１８に対応）。なお、通常の流動性向上剤にシリカ等がよく用いられるが、例えば、このシリカの平均一次粒径は通常１０乃至３０ｎｍ、嵩密度が０．１乃至０．２ｍｇ／ｃｍ3である。
本発明において、トナーの表面に適切な特性の微粒子が存在することで、トナー粒子と対象体との間に適度な空隙が形成される。また、微粒子は、トナー粒子、感光体、帯電付与部材との接触面積が非常に小さく、均等に接触するので付着力低減効果が大きく、現像・転写効率の向上に有効である。また現像剤の流動性が高まるためストレスの低減効果があり、長寿命化にも寄与する。さらに、コロの役割を果たすため、感光体を摩耗または損傷させることなく、クリーニングブレードと感光体との高ストレス（高荷重、高速度等）下でのクリーニングの際も、トナー粒子に埋没し難く、あるいは少々埋没しても離脱、復帰が可能であるので、長期間にわたって安定した特性を得ることができる。さらに、トナーの表面から適度に脱離し、クリーニングブレードの先端部に蓄積し、いわゆるダム効果によって、ブレードからトナーが通過する現象を防止する効果がある。これらの特性は、トナー粒子の受けるシェアを低減させる作用を示すので、高速定着（低エネルギー定着）のためトナーに含有されている低レオロジー成分によるトナー自身のフィルミングの低減効果を発揮する。しかも、微粒子として、平均一次粒径が５０乃至５００μｍの範囲のものを用いると、十分にその優れたクリーニング性能を活かすことができる上、極めて小粒径であるため、トナーの粉体流動性を低下させることがない。さらに、詳細は明らかでないが、表面処理された微粒子はトナーに外部添加されても、仮にキャリアを汚染した場合においても現像剤劣化の度合が少ない。よって経時的にトナーの流動性および帯電性の変化が少ないため、長期的に現像剤の循環を安定に行うことができる。また画質の安定性も高くなる。
【００４６】
微粒子の平均一次粒径（以下、平均粒径という）は、５０乃至５００ｎｍのものが用いられ、特に１００乃至４００ｎｍのものが好ましい。５０ｎｍ未満であると、微粒子がトナー表面の凹凸の凹部分に埋没してコロの役割を低下する場合が生じる。一方、５００μｍよりも大きいと、微粒子がブレードと感光体表面の間に位置した場合、トナー自身の接触面積と同レベルのオーダーとなり、クリーニングされるべきトナー粒子を通過させる、即ちクリーニング不良を発生させやすくなる。
嵩密度が０．３ｍｇ／ｃｍ3未満では、流動性向上への寄与はあるものの、トナー及び微粒子の飛散性および付着性が高くなるために、トナーとコロとしての効果や、クリーニング部で蓄積して、トナーのクリーニング不良を防止するいわゆるダム効果といった働きが低下してしまう。
【００４７】
本発明の微粒子において、無機化合物としては、ＳｉＯ2 、ＴｉＯ2 、Ａｌ2Ｏ3
、ＭｇＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ2 、ＣｅＯ2 、Ｆｅ2Ｏ3 、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｋ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、ＺｒＯ2
、ＣａＯ・ＳｉＯ2 、Ｋ2Ｏ（ＴｉＯ2）ｎ、Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2、ＣａＣＯ3
、ＭｇＣＯ3 、ＢａＳＯ4 、ＭｇＳＯ4 、ＳｒＴｉＯ3等を例示することができ、好ましくは、ＳｉＯ2
、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3があげられる。特にこれら無機化合物は各種のカップリング剤、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジクロロシラン、オクチルトリメトキシシラン等で疎水化処理が施されていてもよい。
また，有機化合物の微粒子としては、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよく、例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂微粒子としては、上記の樹脂を２
種以上併用しても差し支えない。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。
ビニル系樹脂の具体的な例としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、（メタ）アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体等が挙げられる。
【００４８】
なお、微粒子の嵩密度は下記の方法により測定した。１００ｍＬのメスシリンダーを用いて、微粒子を徐々に加え１００ｍＬにした。その際、振動は与えなかった。このメスシリンダーの微粒子を入れる前後の重量差により嵩密度を測定した。
嵩密度（ｇ／ｃｍ3）＝微粒子量（ｇ／１００ｍＬ）÷１００
【００４９】
本発明の微粒子を、トナー表面に外添加し付着させる方法としては、トナー母体粒子と微粒子を各種の公知の混合装置を用いて、機械的に混合して付着させる方法や、液相中でトナー母体粒子と微粒子を界面活性剤などで均一に分散させ、付着処理後、乾燥させる方法などがある。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】現像器を前から見た図である。
【図２】現像器を横から見た透視図である。
【図３】本発明の現像器を示した図である。
【図４】本発明が適用される画像形成装置の内部の構成を示した略中央断面図である。
【図５】本発明が適用される画像形成装置の内部の構成を示した図である。
【図６】タンデム型の画像形成装置の内部の構成を示した図である。
【図７】形状係数ＳＦ−１を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。
【図８】形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。
【図９】２軸搬送タイプの現像装置を示す図である。
【図１０】特許文献１の現像装置を示す図である。
【図１１】特許文献２の現像装置を示す図である。
【図１２】特許文献３の現像装置を示す図である。
【図１３】特許文献４の現像装置を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  像担持体
２  現像剤担持体
３  トナー補給口
４  第１開口部
５  第２開口部  
３０  トナー供給手段
３１  未使用のトナー
３２  トナー収納容器
３３  現像剤供給搬送路
３４  トナー補給制御手段  
３５  キャリア補給制御手段
３６  キャリア供給手段
３７  未使用のキャリア
３８  キャリア収納容器
４０  現像剤供給手段
４２  現像剤収容容器
４３  現像剤供給搬送路
４４  現像剤補給手段
４５  未使用の現像剤
５２  帯電装置
５３  露光装置
５４  現像装置
５５  中間転写装置
５６  クリーニング装置
５８  紙転写装置
５９  定着装置
６０  プロセスカートリッジ
Ａ  回収スクリュー
Ｂ  攪拌搬送スクリュー
Ｃ  供給スクリュー
Ｓ  現像ローラ
１００  画像形成装置
１１２  クリーニング装置
１１２ａ  クリーニングブラシ
１１２ｂ  クリーニングブレード
１１２ｃ  回収部材
１１３  スコロトロンチャージャ（帯電装置）
１１４  露光装置
１１５  現像装置
１１５ａ  現像ローラ
１２０  第１像担持体ユニット
１２０Ａ  クリーニング装置
１２１  第１像担持ベルト
１２２  １次転写ローラ
１２３  ローラ
１２４  ローラ
１２５  ローラ
１２６  ローラ
１２７  ローラ
１２８  ローラ
１２９  ローラ
１３０  第２像担持体ユニット
１３０Ａ  クリーニング装置
１３１  第２像担持ベルト
１３３  ローラ
１３４  ローラ
１３５  ローラ
１３６  ローラ
１３７  ローラ
１３８  ローラ
１４０  給紙装置
１４０ａ  給紙トレイ
１４０ｂ  給紙カセット
１４０ｃ  給紙カセット
１４０ｄ  給紙カセット
１４１Ａ  給紙・分離手段
１４１Ｂ  給紙・分離手段
１４１Ｃ  給紙・分離手段
１４１Ｄ  給紙・分離手段
１４２Ｂ  搬送ローラ対
１４２Ｃ  搬送ローラ対
１４３Ａ  記録体搬送路
１４３Ｂ  記録体搬送路
１４３Ｃ  記録体搬送路
１４４  ジョガー
１４５  レジストローラ対
１４６  ２次転写ローラ
１４７  転写チャージャ
１５０  記録体移送手段
１５１  搬送ベルト
１５２  ローラ
１５３  ローラ
１５４  ローラ
１５５  ローラ
１５６  ローラ
１５７  吸着用チャージャ
１５８  除電・分離チャージャ
１６０  定着装置
１７０  冷却ローラ対
１７１  排紙ローラ対
１７５  排紙スタック部
１８０Ｙ  第１画像形成ユニット
１８０Ｃ  第１画像形成ユニット
１８０Ｍ  第１画像形成ユニット
１８０Ｋ  第１画像形成ユニット
１８１Ｙ  第２画像形成ユニット
１８１Ｃ  第２画像形成ユニット
１８１Ｍ  第２画像形成ユニット
１８１Ｋ  第２画像形成ユニット
１８５  収納空間
１８６Ｙ  カートリッジ
１８６Ｃ  カートリッジ
１８６Ｍ  カートリッジ
１８６Ｋ  カートリッジ
１８７  回収部
Ｑ  光除電装置
Ｓ１  電位センサ
Ｓ２  画像センサ
【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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