(57)【要約】【課題】現像濃度ムラを低減することができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】固定磁極を有するマグネットローラ２０４と、マグネットローラの軸と同軸上に配置されている回転可能な非磁性円筒体から成る現像スリーブ２０２と、で構成された現像ローラ２０１を具備し、現像スリーブ表面と感光体ドラム表面がギャップＧにより現像する現像装置を有し、ギャップＧが、装置本体に支持された感光体に対して現像ローラの両端に設けられた軸を装置本体に支持することによって所定値に保たれ、かつ、現像ローラ２０１が現像スリーブ２０２と一体に回転する部分で現像装置筐体に対して回転可能に位置決め支持され、マグネットローラの軸が装置本体に対して回転できないよう回り止めを備えており、マグネットローラの軸の回り止め手段を本体側に設けたことを特徴とする画像形成装置を提供することができる。【選択図】図９
2007140091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体ドラム上に潜像を形成して、その潜像を現像装置において可視化し、その可視化像を転写して転写紙に記録を行う画像形成装置において、
前記画像形成装置は、
前記現像装置が、複数の固定磁極を有するマグネットローラと、
前記マグネットローラの軸と同軸上に内包する形で配置されている回転可能な非磁性円筒体から成る現像スリーブと、で構成された現像ローラを少なくとも具備し、
前記現像スリーブ表面と前記感光体ドラム表面が一定のギャップにより現像する現像装置であり、
前記ギャップが、前記画像形成装置本体に支持された前記感光体に対して前記現像ローラの両端に設けられた軸を前記画像形成装置本体に支持することによって所定の値に保たれ、
かつ、
前記現像ローラが前記現像スリーブと一体に回転する部分で現像装置筐体に対して回転可能に位置決め支持され、
前記マグネットローラの軸が前記画像形成装置本体に対して回転できないよう回り止めを備えており、
前記マグネットローラの軸の回り止め手段を前記画像形成装置本体側に設けた
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、前記現像スリーブの溝深さが、現像スリーブ表面から０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下であり、溝深さ偏差を３０％以下にする
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、前記ギャップの設定値が０．１ｍｍ以上、０．４ｍｍ以下である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、磁性キャリア粒子の粒径が２０乃至５０μｍである現像剤を使用した
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、
前記磁性キャリア粒子が、磁性体の芯材に樹脂コート膜を被覆したものであり、
前記樹脂コート膜が、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
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、トナーが、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
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、前記トナーが、体積平均粒径が３乃至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乃至１．４０の範囲にあることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、前記トナーが、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
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、前記トナーは、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乃至１．０の範囲にあり、厚さｒ３と短軸ｒ２との比（ｒ３／ｒ２）が０．７乃至１．０の範囲にある
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、
プロセスカートリッジが、現像装置と、
像担持体と、
帯電装置及びクリーニング装置から選択された少なくとも一つ以上を含む装置と、
を一体に支持し、
前記画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジを有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等に用いられる画像形成装置に関するものである。詳しくは、現像剤担持体に担持された現像剤を、像担持体と現像剤担持体とが間隙をもって対向する現像領域に搬送し、像担持体上の静電潜像を現像してトナー像化するための画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、潜像が形成された潜像担持体としての感光体の表面にトナーを供給して、トナー像を形成する現像装置を有し、このトナー像を紙などのシート状の転写材に転写するように構成した画像形成装置が知られている。
上記現像装置としては例えば、図１１および図１２に示すものがある。図１１は、従来の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、２１４を備えている。現像スリーブ２０２の外周には、現像ローラ２０１が高速で回転しても現像スリーブ２０２で現像剤が現像ドクタ近傍の現像スリーブ回転方向上流側でスリップして停滞しないように軸方向にのびる複数の溝や、サンドブラストによる荒らし加工が施されている。
また、前記現像スリーブ２０２の内部には磁場発生手段としてのマグネット２０４が設けられている。前記フランジ２０３、２１４にはジャーナル部２０５、２１２が設けられている。現像ローラはジャーナル２０５、２１２により現像装置筐体に対して回転可能に位置決め支持されている。また、現像スリーブの周囲には、現像スリーブ２０２と所定の間隔をとって現像ローラ２０１の軸方向にのびる規制ブレード２０６が設けられている。この規制ブレード２０６は、感光体２１０に搬送される現像剤の量を規制する。
【０００３】
図１２は、従来の現像装置の概略図である。この現像装置には、図１１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）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ローラ２０４は、図の点線に示すような磁力線を発している。マグネット２０１が本体に対して回転しないように、軸２１３の周り止めの役割を持つ位置決め板２０８が現像装置筐体に締結されている。また、現像ローラ２０１に隣り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。
【０００４】
ところが、このように現像ローラ２０１と感光体２１０との現像ギャップを狭めると現像ローラ２０１の振れによる濃度ムラが発生したり、現像スリーブにトナーが固着したりする問題が発生する場合がある。濃度ムラは、現像ローラ２０１と感光体２１０との間の現像ギャップの変動によって発生する。トナーの固着は、スリーブ上のトナーが感光体と強く接触することで発生する。このトナーの固着は、規制ブレード２０６と現像ローラ２０１との隙間を狭くして、現像領域へ搬送する現像剤の量を減らすことで解消することができる。しかしながら、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という問題点があった。
【０００５】
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ものが記載されている。
しかしながら、前記サンドブラスト加工を施した場合、現像スリーブを経時的に使用するうちに、現像剤との磨耗などで微細な凹凸がなくなり現像剤搬送能力が低下する問題点があった。
【０００６】
そこで、経時的に現像剤搬送能力を維持するためには、溝を形成する方法が考えられ、スリーブに切削や引き抜き加工等により溝を形成した後、スリーブの外径を切削や研削してスリーブの振れ精度を上げることが試みられていた。しかしながら、溝の深さに偏差が発生し、トナーの搬送能力が周方向および軸方向で均一でなくなり、画像の濃度ムラを引き起こすという問題点があった。
【０００７】
そこで、溝付きスリーブについての振れを抑えても、溝の深さに偏差があると、濃度ムラとなってしまう問題点に対しては、周方向の溝深さの偏差を±３０％に抑えた。さらに、前記の現像ローラには、マグネットローラ２０４が内包されており、図１２の点線で示すような磁束密度分布を持っている。この波形を所定の位置で固定する（回転させない）ために、位置決め板２０８がマグネットローラ２０４の軸２１３を固定している。回転止めとしては、マグネットローラ２０４の軸２１３をＤカットにし、位置決め板２０８のＤ穴に挿入し、位置決め板２０８をユニットにネジ締結、もしくは圧入固定している。これにより、濃度ムラを防止することができた。
【０００８】
【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】
【０００９】
しかしながら、ジャーナルが偏肉等で振れている場合、現像装置はマグネット軸を中心に振動してしまうという問題点があった。さらには、位置決め板と現像装置は一体となっているため、その振動はマグネット軸に伝わり、現像ギャップを変動させ、濃度ムラが発生してしまうという問題点があった。特に、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っていた。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しまうという問題点があった。
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という問題点があった。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という問題点があった。
さらに、近年、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、現像ローラと感光体との間のギャップが狭小化される傾向にある。しかしながら、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るという問題点があった。
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、現像濃度ムラを低減することができる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】
【００１０】
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、感光体ドラム上に潜像を形成して、その潜像を現像装置において可視化し、その可視化像を転写して転写紙に記録を行う画像形成装置において、前記画像形成装置は、前記現像装置が、複数の固定磁極を有するマグネットローラと、前記マグネットローラの軸と同軸上に内包する形で配置されている回転可能な非磁性円筒体から成る現像スリーブと、で構成された現像ローラを少なくとも具備し、前記現像スリーブと前記感光体ドラム表面が一定のギャップにより現像する現像装置であり、前記ギャップが、前記画像形成装置本体に支持された前記感光体に対して前記現像ローラの両端に設けられた軸を前記画像形成装置本体に支持することによって所定の値に保たれ、かつ、前記現像ローラが前記現像スリーブと一体に回転する部分で現像装置筐体に対して回転可能に位置決め支持され、前記マグネットローラの軸が前記画像形成装置本体に対して回転できないよう回り止めを備えており、前記マグネットローラの軸の回り止め手段を前記画像形成装置本体側に設けたことを特徴とする画像形成装置である。
【００１１】
本発明は、前記記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、前記現像スリーブの溝深さが、現像スリーブ表面から０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下であり、溝深さ偏差を３０％以下にすることを特徴とする画像形成装置である。
【００１２】
本発明は、前記記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、前記ギャップの設定値が０．１ｍｍ以上、０．４ｍｍ以下であることを特徴とする画像形成装置である。
本発明は、前記記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、磁性キャリア粒子の粒径が２０乃至５０μｍである現像剤を使用したことを特徴とする画像形成装置である。
【００１３】
本発明は、前記記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、前記磁性キャリア粒子が、磁性体の芯材に樹脂コート膜を被覆したものであり、前記樹脂コート膜が、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画像形成装置である。
本発明は、前記記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、トナーが、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ことを特徴とする画像形成装置である。
【００１４】
本発明は、前記記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、前記トナーが、体積平均粒径が３乃至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乃至１．４０の範囲にあることを特徴とする画像形成装置である。
本発明は、前記記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、前記トナーが、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画像形成装置である。
本発明は、前記記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、前記トナーは、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乃至１．０の範囲にあり、厚さｒ３と短軸ｒ２との比（ｒ３／ｒ２）が０．７乃至１．０の範囲にあることを特徴とする画像形成装置である。
【００１５】
本発明は、前記記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、プロセスカートリッジが、現像装置と、像担持体と、帯電装置及びクリーニング装置から選択された少なくとも一つ以上を含む装置と、を一体に支持し、前記画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、上記解決するための手段によって、現像濃度ムラを低減することができる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】
【００１７】
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。
【００１８】
図１は、現像ローラの要部説明図である。図２は、現像装置の要部説明図である。本発明では、位置決め板２０８を現像装置に設けず、マグネット軸２１３は、本体側の面板により回り止めされる。具体的には、図１と図２に示す本体側面板に取り付けられたホルダ２０９をＤ穴にし、そこにマグネット軸２１３を差し込むことで、マグネットローラ２０４の位置決めと、現像ギャップの位置決めをあわせて行う。
ジャーナル２１２が振れていた場合（偏心）、現像装置は軸２１３を中心に振動をする。その振動は位置決め板２０８を通じて軸２１３に伝わり、現像ギャップを変動させる。そして、現像ギャップの変動は、濃度ムラの要因となる（現像ギャップが狭いと濃く、現像ギャップが広いと薄くなる）。
本発明では、位置決め板２０８を設けず、本体面板２１１に設けたホルダ２０９で位置決めを行うため、現像ユニット筐体から振動が伝わらず、振動による現像ギャップの変動を防止でき、ひいては濃度ムラの少ない画像形成装置を提供できる。
【００１９】
また、一般的にマグネットローラ２０４の軸２１３をＤカット形状にする場合には、組立性から位置決め板を取り付ける位置まで、Ｄカット形状にしなくてはならない（フライス加工面が長くなる）。その場合、長くなれば長くなるほど軸の真直度が低下することが知られている。真直度が低下するということは、マグネット軸の場合には現像ギャップの精度にかかわる問題となる。現像ギャップがばらつく要因となり、好ましくない。
本発明では、本体側、すなわち先端に近い部分のみをＤカット形状にすれば良いため、加工精度の低下を防止できる（精度良く仕上がる）。ひいては現像ギャップのばらつきも防止できる。
また、Ｄカット形状が長いということは、軸の強度低下にもつながる。強度低下は振動に対して不利である。本発明では、Ｄカット形状を短くできるため、強度を確保しつつ、加工精度低下による現像ギャップのばらつきも防止でき、ひいては濃度ムラの少ない高画質な画像形成装置を提供できる。
【００２０】
図３は、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である。図３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現像スリーブ２０２の外周に軸方向にのびる溝が形成される。ここで、ダイスの内径を現像スリーブ２０２の外径より僅かに小さくして、溝の加工と同時に現像スリーブ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乃至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。
【００２１】
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３に示す溝深さＨは０．０５乃至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一周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、カラープリンター（複写機）において、現像スリーブ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、経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、経時の磨耗によって、現像剤汲み上げ量が低下していく。
本発明においては、現像スリーブ２０２を溝付き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一周ピッチ濃度ムラは防止できるが、振動による現像ギャップ（図中Ｇ）変動に起因した濃度ムラは防止できない。本発明である位置決め板を現像装置側ではなく、画像形成装置本体側に持たせることで、マグネット軸の振動を防止でき、現像ギャップＧの変動による現像能力の変動を低減できるため、更に現像濃度ムラの少ない現像装置を提供できる。
さらに、溝付きスリーブを使用することにより、汲み上げ量低下も抑制でき、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、高画質な画像形成装置を提供できる。
【００２２】
本プリンタ（複写機）では、図３に示すように感光体２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。そうすると、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、現像ギャップが０．１ｍｍよりも小さすぎると、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Ｇ０．１ｍｍ以上が望ましい。
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。先にも延べたように、ギャップ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見込める等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、先に述べた振動による現像ギャップＧ変動に対しては顕在化する虞がある。なぜなら、同じ現像ギャップの変動であるならば、ギャップＧが狭い方が、変動の割合が現像ギャップが広い場合に比べ、大きくなるため現像能力の変動も必然的に大きくなる。本発明を用いることで現像濃度ムラが少なく、粒状度が良く、高画質な画像形成装置を提供できる。
【００２３】
本発明では、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ができる。具体的には、キャリア粒径の大きさは、２０μｍ以上、５０μｍ以下が望ましい。キャリア粒径を従来よりも小さく、さらに粒径をこのような範囲に設定することで、作像時の現像剤穂（キャリアチェーン）の太さを均一に細くすることが可能になる。よって、より緻密なトナーの受け渡しをすることができる。
また、現像スリーブ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、マグネット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の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、現像ムラの少ない画像形成装置を提供できる。
【００２４】
また、本発明は、前記磁性キャリア粒子として、磁性体の芯材に樹脂コート膜を被覆したものであり、該樹脂コート膜が、熱可塑性樹脂とメラニン樹脂とを架橋させた樹脂成分と、帯電調整剤とを含有するものを用いることを特徴とするものである。
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。図４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５００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、従来のキャリア粒子に比べ、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。
また、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。本発明では、Ｄカット形状部が短く、長い場合に比べ強度ＵＰが計れる。耐久が満足できない場合、マグネット軸の変形が起こり、現像ギャップの変動につながり、奥側と手前側の濃度の差になって現れる。場合によってはトナー飛散やトナー固着の原因になる恐れがある。キャリアの寿命ＵＰとともに本発明を用いることで、高耐久かつ濃度ムラの少ない高画質な画像形成装置を提供できる。
【００２５】
本発明の画像形成装置に好適に用いられるトナーは、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、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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、セレ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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
（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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−３−クロロ２−ヒドロキシプロビル、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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
上記方法を用いると、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できる。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、本発明と組み合わせることにより、高画質で濃度ムラの少ない画像形成装置を提供できる。
【００５２】
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乃至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乃至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。本発明と組み合わせることにより、高画質で濃度ムラの少ない画像形成装置を提供できる。
【００５３】
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５、６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、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）  ・・・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、トナーとトナーあるいは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。
それは、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、現像ムラの少ない画像形成装置を提供できる。
【００５４】
本発明に係る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７（ａ）は、本発明のトナーの形状を模式的に示す図である。図７（ａ）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、本発明のトナーは、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）（図７（ｂ）参照）が０．５〜１．０で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）（図７（ｃ）参照）が０．７乃至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。
【００５５】
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。
【００５６】
図８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，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、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。
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。
【００５７】
図９は、上記プロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ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，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９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。
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、ドラム表面を一様に帯電せしめる。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、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。
上記現像装置４０Ｙは、そのケーシングの開口から一部露出させるように配設された現像ローラ４２Ｙを有している。また、第１搬送スクリュウ４３Ｙ、第２搬送スクリュウ４４Ｙ、規制ブレード４５Ｙ、トナー濃度センサ（以下、Ｔセンサという）４６Ｙなども有している。
【００５８】
上記ケーシング内には、磁性キャリアと、マイナス帯電性のＹトナーとを含む二成分現像剤が収容されている。この二成分現像剤は上記第１搬送スクリュウ４３Ｙ、第２搬送スクリュウ４４Ｙによって撹拌搬送されながら摩擦帯電せしめられた後、上記現像ローラ４２Ｙの表面に担持される。そして、上記規制ブレード４５Ｙによってその層厚が規制されてから感光体２Ｙに対向する現像領域に搬送され、ここで感光体２Ｙ上の静電潜像にＹトナーを付着させる。この付着により、感光体２Ｙ上にＹトナー像が形成される。現像によってＹトナーを消費した二成分現像剤は、現像ローラ４２Ｙの回転に伴ってケーシング内に戻される。
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。
【００５９】
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。
【００６０】
先に示した図８において、前記転写ユニット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，１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｋ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，２Ｃ，２Ｋ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。
【００６１】
前記転写ユニット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。
前記給紙カセット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。
前記定着ユニット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。
【００６２】
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１０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乃至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】
【００６３】
【図１】本発明の現像ローラの要部説明図である。
【図２】本発明の現像装置の要部説明図である。
【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である。
【図４】キャリアの模式図である。
【図５】形状係数ＳＦ−１の説明図である。
【図６】形状係数ＳＦ−２の説明図である。
【図７】トナーの略球形状の模式図である。
【図８】実施形態に係る画像形成装置の要部の説明図である。
【図９】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である。
【図１０】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である。
【図１１】従来の現像ローラの要部説明図である。
【図１２】従来の現像装置の要部説明図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  プロセスカートリッジ
２  感光体
１０  光書込ユニット
１１  転写ユニット
１２  紙搬送ベルト
１３  駆動ローラ
１４  張架ローラ
１７  転写バイアスローラ
１９  レジストローラ対
２０  給紙カセット
２１  定着ユニット
２１ａ  加熱ローラ
２１ｂ  加圧ローラ
３０  帯電装置
３１  除電器
４０  現像装置
４２  現像ローラ
４３  第１搬送スクリュウ
４４  第２搬送スクリュウ
４５  規制ブレード
４６  トナー濃度センサ（Ｔセンサ）
４７  仕切壁
４８  ドラムクリーニング装置
４９  第２供給部
２０１  現像ローラ
２０２  現像スリーブ
２０３  フランジ
２０４  マグネットローラ
２０５  ジャーナル部
２０６  規制ブレード
２０７  攪拌ローラ
２０８  位置決め板
２０９  ホルダ
２１０  感光体
２１１  本体面板
２１２  ジャーナル部
２１３  軸
２１４  フランジ
５００  キャリア
５０１  フェライト
５０２  コート膜
５０３  アルミナ粒子
６００  リボルバ型現像装置
６０１ａ  現像ローラ
６０１ｂ  現像ローラ
６０１ｃ  現像ローラ
６０１ｄ  現像ローラ
Ｇ  現像ギャップ
Ｐ  転写紙
【図１】
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【図２】
2007140091.tif 000004
【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】
2007140091.tif 000012
【図１１】
2007140091.tif 000013
【図１２】
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