(57)【要約】【課題】  現像剤担持体を回転するための回転軸が倒れても、現像濃度ムラを低減することができるようにする。【解決手段】  現像装置は、円筒状の現像スリーブ２０２に回転軸２０５を設けている。回転軸２０５端部を孔に挿通してギヤ３０１が取り付けられている。回転軸２０５の倒れ方向と現像面（感光体２１０側）とが互いに反対に位置している。ギヤ３０１は回転軸２０５に対して回転軸２０５の倒れ方向側に偏心している。この偏心は、孔内で回転軸２０５とギヤ３０１との間の回転軸２０５の倒れ方向側にスペーサ３０３を介装して実現している。【選択図】    図３
2007079470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体上に形成された潜像をトナーで可視化する現像装置において、
円筒状の現像担持体と、
前記現像担持体に設けられた回転軸と、
前記回転軸に取り付けられ前記現像担持体を回転駆動するギヤと、
を備え、
前記回転軸の倒れ方向と現像面とが互いに反対に位置していて、
前記ギヤは前記回転軸に対して前記倒れ方向とは逆側に偏心していることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記ギヤは、孔を有し当該孔に前記回転軸が挿通されて取り付けられていて、
前記孔内で前記回転軸と前記ギヤとの間の前記倒れ方向側に介装され前記偏心を生じさせるスペーサを備えていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記スペーサは、表面の少なくとも一部が粘着性で前記回転軸の表面に貼り付けされていることを特徴とする請求項２記載の現像装置。
【請求項４】
前記現像担持体は、その表面に溝深さが当該現像担持体表面から０.０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下であり、溝深さ偏差は０％以上３０％以下である複数の溝が形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の現像装置。
【請求項５】
感光体表面に対する現像キャップの設定値を０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下として配置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の現像装置。
【請求項６】
現像剤は、トナーと磁性粒子とからなる二成分現像剤であり、当該磁性粒子の粒径は２０μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の現像装置。
【請求項７】
前記磁性粒子は、磁性体の芯材に樹脂コート膜を被覆したものであり、
当該樹脂コート膜は、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ことを特徴とする請求項６に記載の現像装置。
【請求項８】
前記トナーは、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、及び離型剤を有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られたものであることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の現像装置。
【請求項９】
前記トナーは、体積平均粒径が３〜８μｍで、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にあることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の現像装置。
【請求項１０】
前記トナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあることを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の現像装置。
【請求項１１】
前記トナーは、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請求項１〜１０の何れか一項に記載の現像装置。
【請求項１２】
電子写真方式の画像形成装置において、
現像装置として請求項１〜１１の何れか一項に記載の現像装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
電子写真方式の画像形成装置本体に着脱自在であり、現像装置、帯電装置、及びクリーニング装置のうち少なくとも前記現像装置を含む装置が搭載されたプロセスカートリッジにおいて、
現像装置として請求項１〜１１の何れか一項に記載の現像装置を備えて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、電子写真方式の画像形成装置に用いる現像装置、並びに、この現像装置を備えた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】
従来、潜像が形成された潜像担持体としての感光体の表面にトナーを供給して、トナー像を形成する現像装置を有し、このトナー像を紙などのシート状の転写材に転写するように構成した電子写真方式の画像形成装置が知られている。
現像装置としては、例えば、図１および図２に示すものが知られている。
図１は、現像装置の現像ローラの概略図である。この現像ローラ２０１は、円筒状の現像スリーブ２０２と、その両端部にそれぞれ固定されたフランジ２０３を備えている。現像スリーブ２０２の外周には、現像ローラ２０１が高速で回転しても現像スリーブ２０２で現像剤が現像ドクタ近傍の現像スリーブ２０２の回転方向上流側でスリップして停滞しないように、軸方向にのびる複数の溝や、サンドブラストによる荒らし加工が施されている。また、現像スリーブ２０２の内部には磁場発生手段としてのマグネット２０４が設けられている。フランジ２０３には回転軸２０５が設けられている。また、現像スリーブ２０２の周囲には、現像スリーブ２０２と所定の間隔をとって現像ローラ２０１（図１２参照）の軸方向にのびる規制ブレード２０６が設けられている。この規制ブレード２０６は、感光体２１０に搬送される現像剤の量を規制する。
図２は、現像装置の概略図である。この現像装置には、図１に示した現像ローラ２０１が感光体２１０と対抗する位置に隙間（以下、現像ギャップという）をもって設けられている。この現像装置内には、トナーと磁性キャリアを含む二成分系の現像剤が内包されている。この現像ローラ２０１は、図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転する。現像ローラ２０１の内部のマグネット２０４は、図の点線に示すような磁力線を発している。現像装置内には、現像ローラ２０１に隣あうように攪拌ローラ２０７が配置されている。この攪拌ローラ２０７も図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転する。
そして、最近の画像形成装置は、精度の高い画像を得るべく、感光体２１０と現像ローラ２０１との現像ギャップを狭める傾向にある。
ところが、このように現像ローラ２０１と感光体２１０との現像ギャップを狭めると、現像ローラ２０１の振れによる濃度ムラが発生したり現像スリーブにトナーが固着したりする問題が発生する場合がある。上述の濃度ムラは、現像ローラ２０１と感光体２１０との間の現像ギャップの変動によって発生する。トナーの固着は、スリーブ２０２上のトナーが感光体と強く接触することで発生する。このトナーの固着は、規制ブレード２０６と現像ローラ２０１との隙間を狭くして、現像領域へ搬送する現像剤の量を減らすことで解消することができる。しかし、現像領域へ搬送する現像剤の量を減らすと、画像濃度が低下し濃度ムラが顕著に現れてしまう。
これらの問題に対し、特許文献１には、現像スリーブの振れを抑えるために、現像スリーブおよび軸部材を切削加工または研削加工して２０μｍ以下の振れとした後、サンドブラスト加工を施した点が記載されている。
【特許文献１】特開平８−７４８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、図１、図２の現像装置では、現像ローラ２０１の組立において、回転軸２０５が現像ローラ２０１の軸心とずれる、すなわち回転軸２０５が倒れた状態で組まれるという問題がある。これにより、現像ローラ２０１の回転に振動を生じさせ、現像ローラ２０１と感光体２１０との距離（現像ギャップ）が一定に保たれないという不具合を生じる。現像ギャップが一定に保たれないと、現像ローラ２０１が一周する間に現像ギャップが狭い時には現像能力が高くなるため、画像は濃く、現像ギャップが広いときには現像能力が低下するため、薄くなり、現像ローラ２０１の一周の間に濃淡（以下、現像濃度ムラという）が生じてしまう不具合がある
とりわけ、写真など面積率の比較的大きい画像をプリントアウトすると、テキスト文章などの面積率の比較的小さい画像に比べ、現像濃度ムラが目立つ、面積率の高い大きな単色画像では、通紙方向に一定の現像濃度ムラが縞状に発生して美観が損なわれる、また、面積率の大きなフルカラー画像では、各色の現像濃度ムラが色相のズレとなって現れる、などの不具合を生じる。一般市場においては、例えばデザイン系の職業において、このような大きな画像を取り扱うことがあり、縞状の現像濃度ムラによって商品価値を著しく低減してしまうことになる。
一方、近年は、装置の高耐久化の要望に加えて、高画質化の要望が高まっている。そして、高画質化を実現するために、現像ローラ２０１と感光体２１０との間のギャップが狭小化される傾向にある。
しかし、このギャップの狭小化が進むにつれて、現像ギャップ変動による現像濃度ムラは狭小化する前と比べて、同じ現像ギャップ変動でも割合が大きくなり、現像ムラが顕著になり、現像濃度ムラの問題が拡大してしまう不具合がある。
そこで、本発明の目的は、現像剤担持体を回転するための回転軸が倒れても、現像濃度ムラを低減することができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に記載の発明は、感光体上に形成された潜像をトナーで可視化する現像装置において、円筒状の現像担持体と、前記現像担持体に設けられた回転軸と、前記回転軸に取り付けられ前記現像担持体を回転駆動するギヤと、を備え、前記回転軸の倒れ方向と現像面とが互いに反対に位置していて、前記ギヤは前記回転軸に対して前記倒れ方向とは逆側に偏心していることを特徴とする現像装置である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の現像装置において、前記ギヤは、孔を有し当該孔に前記回転軸が挿通されて取り付けられていて、前記孔内で前記回転軸と前記ギヤとの間の前記倒れ方向側に介装され前記偏心を生じさせるスペーサを備えていることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の現像装置において、前記スペーサは、表面の少なくとも一部が粘着性で前記回転軸の表面に貼り付けされていることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の現像装置において、前記現像担持体は、その表面に溝深さが当該現像担持体表面から０.０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下であり、溝深さ偏差は０％以上３０％以下である複数の溝が形成されていることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の現像装置において、感光体表面に対する現像キャップの設定値を０．１ｍｍ以上０．４ｍｍ以下として配置されていることを特徴とする。
【０００５】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の現像装置において、現像剤は、トナーと磁性粒子とからなる二成分現像剤であり、当該磁性粒子の粒径は２０μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の現像装置において、前記磁性粒子は、磁性体の芯材に樹脂コート膜を被覆したものであり、当該樹脂コート膜は、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ことを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７の何れか一項に記載の現像装置において、前記トナーは、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、及び離型剤を有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られたものであることを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８の何れか一項に記載の現像装置において、前記トナーは、体積平均粒径が３〜８μｍで、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にあることを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９の何れか一項に記載の現像装置において、前記トナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあることを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０の何れか一項に記載の現像装置において、前記トナーは、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。
請求項１２に記載の発明は、電子写真方式の画像形成装置において、現像装置として請求項１〜１１の何れか一項に記載の現像装置を備えていることを特徴とする画像形成装置である。
請求項１３に記載の発明は、電子写真方式の画像形成装置本体に着脱自在であり、現像装置、帯電装置、及びクリーニング装置のうち少なくとも前記現像装置を含む装置が搭載されたプロセスカートリッジにおいて、現像装置として請求項１〜１１の何れか一項に記載の現像装置を備えていることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明（請求項１）によれば、ギヤの偏心により、現像ギャップが広くなるときには現像担持体表面線速を早くし、現像ギャップが狭くなるときには現像担持体表面線速を遅くすることができ、回転軸の軸倒れが発生しても、現像能力のムラが少ない、すなわち現像濃度ムラの少ない現像装置を提供することができる。ギヤの偏心は例えばスペーサの介装により容易に実現できる（請求項２）。
各請求項に特有の効果を説明すると、まず、請求項３記載の発明によれば、貼り付けするだけなので、スペーサの取り付け作業の向上を図り、スペーサの脱落を防止することができる。
請求項４記載の発明によれば、溝ピッチのムラ発生を防止し、現像担持体一周のピッチムラを防止して、良好な画像が得られる。
請求項５記載の発明によれば、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、現像スリーブにトナーが固着するのを防止できる。
請求項６記載の発明によれば、よりドット再現性に優れた画像を形成することができ、作像時の現像剤穂（キャリアチェーン）の太さを均一に細くすることが可能になるなどの効果を奏する。
【０００７】
請求項７記載の発明によれば、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などの効果を奏する。
請求項８記載の発明によれば、粉砕トナーに比べて、球に近い形状を得ることができ、粒状度もよくなり、ザラツキのない高画質な画像を得ることができる。
請求項９記載の発明によれば、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。
請求項１０記載の発明によれば、転写率が高くなり、現像されたトナー像が忠実に再現される。
請求項１１記載の発明によれば、トナーの流動性を向上させることができるなどの効果を奏する。
請求項１２又は１３記載の発明によれば、請求項１〜１１の何れか一項に記載の発明と同様の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について複数例説明する。
［実施形態１］
本実施形態の現像装置は、感光体上に形成された潜像をトナーで可視化する装置であり、その基本構成自体は、前述の図１、図２を参照して説明したものと同様である。
すなわち、図１に示すように、現像ローラ２０１は、円筒状の現像担持体である現像スリーブ２０２と、その両端部にそれぞれ固定されたフランジ２０３とを備えている。現像スリーブ２０２の外周には、現像ローラ２０１が高速で回転しても現像スリーブ２０２で現像剤が現像ドクタ近傍の現像スリーブ２０２の回転方向上流側でスリップして停滞しないように、軸方向にのびる複数の溝や、サンドブラストによる荒らし加工が施されている。また、現像スリーブ２０２の内部には磁場発生手段としてのマグネット２０４が設けられている。フランジ２０３には回転軸２０５が設けられている。また、現像スリーブ２０２の周囲には、現像スリーブ２０２と所定の間隔をとって現像ローラ２０１の軸方向にのびる規制ブレード２０６が設けられている。この規制ブレード２０６は、感光体２１０（図２参照）に搬送される現像剤の量を規制する。
また、図２に示すように、この現像装置には、図１に示した現像ローラ２０１が感光体２１０の表面と対抗する位置の間隔である現像ギャップをもって設けられている。この現像装置内には、トナーと磁性キャリアを含む二成分系の現像剤が内包されている。この現像ローラ２０１は、図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転する。現像ローラ２０１の内部のマグネット２０４は、図の点線に示すような磁力線を発している。現像装置内には、現像ローラ２０１に隣あうように攪拌ローラ２０７が配置されている。この攪拌ローラ２０７も図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転する。
【０００９】
図３は、一方の回転軸２０５の周囲の拡大図（ａ）と、縦断面図（ｂ）である。回転軸２０５端部には現像スリーブ２０２を回転駆動する現像ギヤ３０１が設けられ（図１を参照。図１では、回転軸２０５から現像ギヤ３０１を外して図示）ている。これは、現像ギヤ３０１の孔３０２ａ（図１）に回転軸２０５が挿通されて取り付けられている。この現像ギヤ３０１に噛み合う駆動ギヤ３０２を介して図示しない駆動手段によって現像ローラ２０１は回転する。
前述のとおり、現像ローラ２０１の組立において、回転軸２０５が現像スリーブ２０２の軸心とずれる、すなわち回転軸２０５が倒れた状態で組まれるという場合がある（この倒れ方向を図３中矢印で示す）。
そこで、本実施形態の現像装置では、現像ギヤ３０１を取り付ける回転軸２０５の倒れ方向と現像面（現像ギャップ）とが互いに反対に位置しているときに、現像ギヤ３０１の孔３０２ａ内で回転軸２０５の駆動入力方向面と現像ギヤ３０１との間に回転軸２０５の倒れ方向側に厚さ例えば１０〜７５μｍ程度のスペーサ３０３を挟むことで、ギヤ３０１を回転軸２０５に対して回転軸２０５の倒れ方向とは逆側に偏心させ、現像ギャップと現像ローラ２０１表面線速の位相とを合わせるようにしている。具体的には、樹脂部材などを挟むようにする。
なお、現像ギャップは回転軸２０５と感光体ドラム２１０を支持する軸等で決められる構造であり、ギャップコロ（又は突き当てコロ）ではない。駆動ギヤ３０２は現像装置内に具備されていても、画像形成装置本体側に具備されていて現像装置の着脱時にドッキングする方式でもどちらでも良い。
スペーサ３０３の厚さは、回転軸２０５の倒れ量によって変えるのが望ましい。しかしながら、ギヤ３０２と回転軸２０５との隙間は多くはなく、通常５０μｍ程度である。そのため、軽圧入にはなるがこの場合は上限を７５μｍとしている。また、回転軸２０５の倒れ方向は、画像発生時にユニットを分解して現像ローラ２０１を測定することで可能であるが、現像スリーブ２０２上にテープなどを貼ってムラと軸の位置を確認することでも可能である。製造上において、回転軸２０５の倒れ方向に傾向がある場合は、事前にスペーサ３０３を挟み込んでしまうことも有効である。
【００１０】
図４は、回転軸２０５にとりつけるギヤ３０１のピッチ円が直径１４ｍｍの場合の例を説明するグラフである。図４に示すように、回転軸２０５の軸倒れが発生したときのギャップ（現像ギャップ）の変動を実線である。現像ローラ２０１が一周する間にギャップ（現像ギャップ）が変動する。
スペーサ３０３を挟んだ場合、ギヤ３０１が片側に寄せられるため、軸中心に対する半径が変化する。スペーサ３０３により強制的にギヤ３０１を回転軸２０５に対して偏心させているため、一周する間に速度変動が生じる。その速度変動を図４に一点鎖線で示している。速度が速いと遅い場合に対して現像能力が上がり、画像濃度を濃くする作用がある。図４の０°の場合を例に取ると、現像ギャップが狭くなったときに現像能力が上がるが、その代わりに速度変動で遅くなるので、現像能力が下がる。同じように、１８０°においてはギャップが広くなるので現像能力が下がるが、速度変動は早くなっているので現像能力が上がり、お互いが打ち消しあうことになる。
このように、スペーサ３０３を挟み込むことにより、本実施形態の現像装置では、現像ギャップの増減と現像スリーブ２０２表面の線速の位相を合わせる、すなわち現像ギャップが広くなるときに、現像スリーブ２０２表面線速を早くし、現像ギャップが狭くなるときには現像スリーブ２０２表面線速を遅くすることにより、回転軸２０５の軸倒れが発生しても、現像能力のムラが少ない、すなわち現像濃度ムラの少ない現像装置を提供することが出来る。
スペーサ３０３は、その表面の少なくとも一部が粘着性でシールのように回転軸２０５表面に貼り付けすることができるようにしてもよい。
この場合は、貼り付けするだけなので、スペーサ３０３の取り付け作業の向上を図り、スペーサ３０３の脱落を防止することができる。
また、現像スリーブ２０２の溝Ｈの溝深さは坦持体表面から０.０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下であり、溝深さ偏差を０％以上３０％以下にしている。
【００１１】
図５に示す現像スリーブ２０２は、次のようにして製造される。まず、アルミニウムを熱間で押出し、円筒状に形成する。現像スリーブ２０２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２０２の外周に軸方向にのびる溝Ｈが形成される。
ここで、ダイスの内径をスリーブ２０２の外径より僅かに小さくして、溝Ｈの加工と同時にスリーブ２０２の振れ精度を上げる加工を行ってもよい。また、外径φ１８ｍｍで溝の本数は５０〜１００本程度としている。溝Ｈ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。
本例では、溝深さが深すぎると溝ピッチのムラが発生し、浅すぎると搬送力が十分でないため、図５に示す溝深さは０.０５〜０.２ｍｍとしている。
また、溝深さ偏差があると、それに起因するスリーブ２０２一周のピッチムラが発生するため、３０％以下にすることが好ましい。溝深さ偏差を３０％以下に抑えると、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が得られる。通常、カラープリンタ（複写機）において、現像スリーブ２０２はサンドブラスト処理で適度に荒らしたものを使用して現像剤の搬送力を補助している。サンドブラスト処理スリーブは耐磨耗性において溝付きスリーブより劣り、径時において磨耗する（荒らされた突起がなくなっていく）ため、規制ブレード裏側に滞留している現像剤を搬送する力が落ちていく。そのため、径時の磨耗によって、現像剤汲み上げ量が低下していく。
【００１２】
本実施形態においては、現像スリーブ２０２を溝Ｈ付きのスリーブにすることで、耐磨耗性に優れ、磨耗による経時的な汲み上げ量低下が無く、十分な搬送力を持つため、サンドブラスト処理スリーブに比べて経時汲み上げ量低下を抑制することが可能である。
また、溝偏差を３０％以内に抑えることで、これに起因するスリーブ２０２一周のピッチ濃度ムラは防止できるが、回転軸２０５の軸倒れによる現像ギャップ（図５中Ｇ）変動に起因した濃度ムラは防止できない。
本実施形態のスペーサ３０３を挟むことで、現像ギャップＧの変動による現像能力の変動を速度変動による現像能力変動で低減できるため、更に現像濃度ムラの少ない現像装置を提供できる。
このように、溝Ｈ付き現像スリーブ２０２を使用することにより、汲み上げ量低下を抑制でき、濃度低下を抑え、ザラツキ（穂跡）の防止、現像能力低下に起因するトナー濃度の上昇を抑え（トナー飛散の防止）、また、現像濃度ムラの少ない、ひいては高画質な現像装置を提供できる。
また、現像ギャップＧは、０．１ｍｍ以上、０．４ｍｍ以下とする。すなわち、感光体２１０と現像スリーブ２０２との現像ギャップＧを、０．４ｍｍ以下に設定して、従来に比べ狭小化している。
この場合には、これよりもギャップＧを広くする場合に比べ、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よりも小さいと、現像スリーブ２０２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Ｇは０．１ｍｍ以上が望ましい。
【００１３】
近年の高画質の流れを受けて、ギャップの狭小化が進んでいる。前述のように、現像ギャップＧを縮めることにより、ドット再現性、すなわち粒状度の改善がみこめるなど高画質に多いに寄与し、またはトナー飛散などの問題も回避できるなどメリットが多い反面、先にのべた回転軸２０５の軸倒れによる現像ギャップＧの変動に対しては顕在化する恐れがある。なぜなら、同じ現像ギャップＧの変動であるならば、現像ギャップＧが狭い方が変動の割合が大きくなるため、現像能力の変動も大きくなる。そこで、前述のスペーサ３０３を用いた構成により、現像濃度ムラが少なく、粒状度が良く、高画質な現像装置を提供できる。
本実施形態の現像装置は、現像剤がトナーと磁性粒子とからなる二成分現像剤であり、該磁性粒子の粒径を２０μｍ以上５０μｍ以下としている。
このように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ができる。キャリア粒径を従来よりも小さく、さらに粒径をこのような範囲に設定することで、作像時の現像剤穂（キャリアチェーン）の太さを均一に細くすることが可能になる。よって、より緻密なトナーの受け渡しをすることができる。
【００１４】
また、現像スリーブ２０２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、感光体ドラム２１０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。ただし、ドット再現性が高くなる、高画質になると現像ムラ等の再現性も高くなってしまう恐れがある。本発明を使用することで、キャリアを小粒径化することによるドット再現性に優れた画像を提供できるだけでなく、現像ムラの少ない現像装置を提供できる。
この現像材の磁性粒子として、磁性体の芯材に樹脂コート膜を被覆したものであり、該樹脂コート膜は、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。
具体的には、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。
【００１５】
図６は、このキャリア５００の具体例の説明図である。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６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の発生を抑制する。
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、現像剤汲上量の安定化、すなわち品質の安定化を期待できる。長寿命化することにより、ユーザーメンテナンスの低減はもちろんのこと、製造するメーカーにとってはコスト的にも有意義である。
しかしながら、長寿命化するということは、部品レベルの高耐久化が必須であることは無論であるが、現像装置ユニットを交換以外の場合に取り出したりする扱い方で、軸を曲げてしまったり（倒してしまう）するケースが増えることになる。
本実施形態では、正常に製造された現像装置ユニット（プロセスカートリッジ）がイレギュラーな扱い方をされて、万一、回転軸２０５をまげて現像ムラが発生することになっても、前述のようにスペーサ３０３を挟むことで、前述のとおりその不具合を低減することが可能である。
本実施形態の現像装置で使用するトナーは、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、及び離型剤を有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーである。
【００１６】
以下に、このトナーの構成材料及び製造方法について詳細に説明する。
（ポリエステルについて）
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。
【００１７】
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。
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。
【００１８】
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。
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。
【００１９】
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、あるいは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。
【００２０】
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。
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。
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。
【００２１】
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。
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。
【００２２】
（着色剤について）
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。
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。
【００２３】
（荷電制御剤について）
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。
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。
【００２４】
（離型剤について）
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。
【００２５】
（外添剤について）
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。
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。
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。
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、もちろん、これに限定されるものではない。
【００２６】
（トナーの製造方法について）
（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種以上組み合わ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。
【００２７】
（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。
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。
【００２８】
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、（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−１００、Ｆ１５０（ネオス社製）などが挙げられる。
【００２９】
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有する脂肪族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。
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。
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。
【００３０】
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−クロロ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。
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。
【００３１】
（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。
（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、一定の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。
【００３２】
（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。
以上説明した製造方法を用いると、粉砕トナーに比べて、球に近い形状を得ることが出来る。そのため、粒状度もよくなり、ザラツキのない高画質な画像を得ることが出来る。また、小粒径化も容易であり、更に高画質にたいして有効である。その反面、ムラの顕在化もあるため、前述のようにスペーサ３０３を用いることにより、高画質で濃度ムラの少ない現像装置を提供できる。
また、使用するトナーは、体積平均粒径が３〜８μｍで、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にある。
６００ｄｐｉ以上の微少ドットを再現するために、トナーの体積平均粒径は３〜８μｍが好ましい。体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）は１．００〜１．４０の範囲にあることが好ましい。（Ｄｖ／Ｄｎ）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。そして、前述のようにスペーサ３０３を用いることにより、高画質で濃度ムラの少ない現像装置を提供できる。
さらに、使用するトナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあるものを用いる。
【００３３】
トナーの形状係数ＳＦ−１は１００〜１８０、形状係数ＳＦ−２は１００〜１８０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、下式（１）で表される。これは、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）  ……（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、下式（２）で表される。これは、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、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）2／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）  ……（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する。
【００３４】
トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体２１０との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、転写率が低下するため好ましくない。転写率が高くなるということは、現像されたトナー像が忠実に再現されるということである。これは、現像のトナー像に現像ムラがあれば、転写後もぼやけることなく忠実に再現されるということである。そのため、現像ムラが顕在化する恐れがあるため、本発明と組み合わせることで、高画質で、現像ムラの少ない現像装置を提供できる。
さらに、図９（ａ）に示すように、本実施形態で使用するトナーＴ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）（図９（ｂ）参照）が０．５〜１．０の範囲にあり、厚さｒ３と短軸ｒ２との比（ｒ３／ｒ２）（図１１（ｃ）参照）が０．７〜１．０の範囲にある。
すなわち、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。
【００３５】
次に、本発明の画像形成装置及びプロセスカートリッジの実施形態について説明する。この画像形成装置及びプロセスカートリッジは、図１〜図９を参照して前述した現像装置を備えている。以下では、前記の説明では詳述しなかった現像装置の他の構成についても説明する。
以下に説明するのは、画像形成装置の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）及びレーザプリンタに着脱自在のプロセスカートリッジの例である。
［全体構成］
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。
図１は、本実施形態の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）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（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、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを備えている。各符号の数字の後に付されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー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。
［光書込ユニットについて］
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。
【００３６】
［プロセスカートリッジについて］
図１１は、プロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを代表して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、１Ｃ、１Ｋ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３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、クリーニング装置４８Ｙなどを有している。なお、本実施形態のプロセスカートリッジとしては、感光体２Ｙ、帯電装置３０Ｙ、現像装置４０Ｙ、クリーニング装置４８Ｙのうち、少なくとも現像装置４０Ｙを備えていればよい。プロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋはレーザプリンタ本体に着脱自在である。
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のトナー像となる。
現像装置４０Ｙは、そのケーシングの開口から一部露出させるように配設された現像ローラ４２Ｙを有している。また、第１搬送スクリュウ４３Ｙ、第２搬送スクリュウ４４Ｙ、規制ブレード４５Ｙ、トナー濃度センサ（以下、Ｔセンサという）４６Ｙなども有している。現像装置４０Ｙは、図１〜図９を参照して前述した現像装置である（現像装置４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋについても同様）。
上記ケーシング内には、磁性キャリアと、マイナス帯電性のＹトナーとを含む二成分現像剤が収容されている。この二成分現像剤は上記第１搬送スクリュウ４３Ｙ、第２搬送スクリュウ４４Ｙによって撹拌搬送されながら摩擦帯電せしめられた後、上記現像ローラ４２Ｙの表面に担持される。そして、上記規制ブレード４５Ｙによってその層厚が規制されてから感光体２Ｙに対向する現像領域に搬送され、ここで感光体２Ｙ上の静電潜像にＹトナーを付着させる。この付着により、感光体２Ｙ上にＹのトナー像が形成される。現像によってＹの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。
【００３７】
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。
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４９Ｙ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。
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。
【００３８】
［転写ユニットについて］
先に示した図１０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、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｋ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、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ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。
［給紙カセットについて］
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。
【００３９】
［レジストローラ対について］
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。
［定着ユニットについて］
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。
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などにも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。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態である現像ローラの正面図である。
【図２】現像ローラの縦断面図である。
【図３】現像ローラへのスペーサの介装について説明する説明図である。
【図４】現像ローラ周に対する現像ギャップ変動と速度変動との関係を説明する図である。
【図５】現像スリーブ表面の溝について説明する現像スリーブの縦断面図である。
【図６】キャリアの拡大断面図である。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】トナー粒子について説明する説明図である。
【図１０】本発明の一実施形態であるレーザプリンタの概略構成図である。
【図１１】本発明の一実施形態であるプロセスカートリッジの概略構成図である。
【図１２】本発明の別実施形態であるリボルバ型現像装置の説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
２１０  感光体
２０２  現像担持体
２０５  回転軸
３０１  ギヤ
３０１ａ  孔
３０３  スペーサ
【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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