(57)【要約】【課題】現像剤の量が少なくても、スクリューピッチムラが画像に表れるような欠陥のない現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供する。【解決手段】現像剤担持体と、現像剤担持体上の現像剤の厚みを規制する規制部材と、現像剤を攪拌しながら搬送する第１の攪拌搬送手段４３Ｙと、第２の攪拌搬送手段４４Ｙとを有する現像装置であって、第１の攪拌搬送手段４３Ｙの上側で、かつ、現像剤担持体上に担持され移動する現像剤と接触する位置に、現像剤の高さを調整する現像剤面高さ調整部材５０Ｙを設けた現像装置を主な特徴とする。【選択図】図３
2007292931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤担持体と、現像剤担持体上の現像剤の厚みを規制する規制部材と、現像剤を攪拌しながら搬送する第１の攪拌搬送手段と、第２の攪拌搬送手段とを有する現像装置であって、
前記第１の攪拌搬送手段の上側で、かつ、前記現像剤担持体上に担持され移動する現像剤と接触する位置に、前記現像剤の高さを調整する現像剤面高さ調整部材を備えることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記現像剤面高さ調整部材の断面形状はＬ字状であり、かつ、前記第１の攪拌搬送手段の上流側から下流側に暫時、高さが減少し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】
前記現像剤は、トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤であり、前記磁性キャリアの粒径が２０〜５０μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記磁性キャリアは、磁性体の芯材に樹脂コート膜が被覆され、前記樹脂コート膜が熱可塑性樹脂とメラミン樹脂とを架橋させた樹脂成分と、帯電調整剤とを含有していることを特徴とする請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
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、水系媒体中で架橋反応又は伸長反応の少なくとも1方の反応をさせて得られるトナーであることを特徴とする請求項３又は４に記載の現像装置。
【請求項６】
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５に記載の現像装置。
【請求項７】
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５又は６に記載の現像装置。
【請求項８】
前記トナーは、略球形状で、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５から７のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項９】
像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電手段と、トナー像を転写材に転写する転写手段と、転写した後に前記像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング手段と、現像剤を現像剤担持体上に担持し前記像担持体に対向する現像領域に搬送して前記像担持体上の潜像を現像してトナー像とする現像装置と、を備える画像形成装置であって、
前記現像装置は、請求項１から８のいずれか１項に記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
像担持体と、少なくとも、現像剤を現像剤担持体上に担持し前記像担持体に対向する現像領域に搬送して前記像担持体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在に装着されるプロセスカートリッジであって、
前記現像装置は、請求項１から８のいずれか１項に記載の現像装置であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジに関し、特に、像担持体上に形成された静電潜像を可視化する現像装置、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、感光体等の像担持体上に形成された静電潜像を顕在化させる方法として、非磁性トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を用いた２成分現像方法が広く用いられている。この方法に基づく２成分現像装置は、別に設けられているトナー供給部からトナーを補給している。そのトナーを現像装置内の攪拌手段によって攪拌し現像剤担持体に担持させ、この現像剤を用いて像担持体上の静電潜像を可視化している。
【０００３】
トナー供給部からのトナーは攪拌手段で十分に攪拌後、搬送されながら現像剤担持体に担持されるが、現像剤の量が少なすぎると、剤面の高さが低くなり、現像剤担持体への供給が不足し、攪拌搬送手段、すなわちスクリューピッチのムラが画像に表れるという問題が生じる。これを防ぐため、現像剤の量を増やし、剤面の高さを高くする必要があった。そこで近年、現像装置に現像剤収容スペースを大きめに設け、予め現像装置内に現像剤を収納することが主流となっているが、その量にも限界があり、剤面を十分高くするだけの現像剤量を確保するのは困難である。
【０００４】
また、２本のスクリューにより現像剤をスクリュー軸方向に搬送する方式の現像剤容器の場合、補給されたトナーが現像剤の上部を上滑りするように搬送され、補給トナーと現像剤が十分に混合・攪拌されにくいという不具合があった。これを解消するため、補給トナーを現像剤容器内にある搬送スクリューの回転方向上流側の現像剤へ案内するトナーガイドを、該現像剤容器のトナー補給口近傍に設けた現像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−６９７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記トナーガイドを設ける装置では、現像剤内にトナーを供給する構成になっているので、剤面の高さ（圧力）によって、トナーの取り込み量が変わるという問題が生じる。また、現像剤担持体と搬送スクリュー部にある空間部のために剤面の高さを十分に維持することができず、そのためスクリューピッチムラが発生しやすいという問題が懸念される。
【０００６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、トナー供給部からのトナーが攪拌搬送手段によって攪拌・搬送されながら現像剤担持体に担持される場合に、現像剤の量が少なくなる等しても、現像剤担持体への現像剤の供給が不足により、スクリューピッチムラが画像に表れてしまうというような欠陥がなく、信頼性の高い画像を形成し得る現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、現像剤担持体と、現像剤担持体上の現像剤の厚みを規制する規制部材と、現像剤を攪拌しながら搬送する第１の攪拌搬送手段と、第２の攪拌搬送手段とを有する現像装置であって、前記第１の攪拌搬送手段の上側で、かつ、前記現像剤担持体上に担持され移動する現像剤と接触する位置に、前記現像剤の高さを調整する現像剤面高さ調整部材を備えることを特徴とする現像装置である。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の装置において、前記現像剤面高さ調整部材の断面形状はＬ字状であり、かつ、前記第１の攪拌搬送手段の上流側から下流側に暫時、高さが減少していることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の装置において、前記現像剤は、トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤であり、前記磁性キャリアの粒径が２０〜５０μｍであることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項３に記載の装置において、前記磁性キャリアは、磁性体の芯材に樹脂コート膜が被覆され、前記樹脂コート膜が熱可塑性樹脂とメラミン樹脂とを架橋させた樹脂成分と、帯電調整剤とを含有していることを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項３又は４に記載の装置において、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、水系媒体中で架橋反応又は伸長反応の少なくとも1方の反応をさせて得られるトナーであることを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項５に記載の装置において、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。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項５又は６に記載の装置において、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。
【００１４】
請求項８記載の発明は、請求項５から７のいずれか１項に記載の装置において、前記トナーは、略球形状で、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。
【００１５】
請求項９記載の発明は、像担持体と、前記像担持体を帯電させる帯電手段と、トナー像を転写材に転写する転写手段と、転写した後に前記像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング手段と、現像剤を現像剤担持体上に担持し前記像担持体に対向する現像領域に搬送して前記像担持体上の潜像を現像してトナー像とする現像装置と、を備える画像形成装置であって、前記現像装置は、請求項１から８のいずれか１項に記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置である。
【００１６】
請求項１０記載の発明は、像担持体と、少なくとも、現像剤を現像剤担持体上に担持し前記像担持体に対向する現像領域に搬送して前記像担持体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在に装着されるプロセスカートリッジであって、前記現像装置は、請求項１から８のいずれか１項に記載の現像装置であ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】
【００１７】
本発明によれば、現像剤が少なくとも、現像剤の撹拌を強力なものとすることで、剤面の高さを調節でき、スクリューピッチムラのような欠陥が画像に表れることのない、信頼性の高い画像を形成し得ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施形態に係る現像装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジを、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１９】
本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例として、電子写真方式の直接転写方式によるカラーレーザプリンタ（以下「レーザプリンタ」という）を用いて説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態に係るレーザプリンタの概略構成図である。このレーザプリンタは、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のトナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ（以下、各符号の添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示す）が、転写紙１００の移動方向（図中、矢印Ａに沿ってベルト６０が走行する方向）における上流側から順に配置されている。
【００２１】
このトナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋはそれぞれ、像担持体としての感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋと、現像ユニットとを備えている。また、各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの配置は、各感光体ドラムの回転軸が平行になるように、かつ、転写紙移動方向に所定のピッチで配列するように設定されている。
【００２２】
このレーザプリンタは、上記トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋのほか、光書込ユニット２、給紙カセット３、４、レジストローラ対５、転写紙１００を担持して各トナー像形成部の転写位置を通過するように搬送する転写搬送部材としての転写搬送ベルト６０を有するベルト駆動装置としての転写ユニット６、ベルト定着方式の定着ユニット７、排紙トレイ８等を備えている。また、手差しトレイＭＦ、トナー補給容器ＴＣを備え、図示していない廃トナーボトル、両面・反転ユニット、電源ユニットなども二点鎖線で示したスペースＳの中に備えている。
【００２３】
上記光書込ユニット２は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面にレーザ光を走査しながら照射する。
【００２４】
図１中の一点鎖線は、転写紙１００の搬送経路を示している。給紙カセット３、４あるいは手差しトレイＭＦから給送された転写紙１００は、図示しない搬送ガイドにガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ対５が設けられている一時停止位置に送られる。このレジストローラ対５により所定のタイミングで送出された転写紙１００は、転写搬送ベルト６０に担持され、各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに向けて搬送され、各転写ニップを通過する。
【００２５】
各トナー像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上で現像された各トナー像は、それぞれ各転写ニップで転写紙１００に重ね合わされ、上記転写電界やニップ圧の作用を受けて転写紙１００上に転写される。この重ね合わせの転写により、転写紙１００上にはフルカラートナー像が形成される。トナー像転写後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面がクリーニング装置によりクリーニングされ、更に除電されて次の静電潜像の形成に備えられる。
【００２６】
一方、フルカラートナー像が形成された転写紙１００は、定着ユニット７でこのフルカラートナー像が定着された後、切換ガイドＧの回動姿勢に対応して、第１の排紙方向Ｂ又は第２の排紙方向Ｃに向かう。第１の排紙方向Ｂから排紙トレイ８上に排出される場合、画像面が下となった、いわゆるフェースダウンの状態でスタックされる。一方第２の排紙方向Ｃに排出される場合には、図示していない別の後処理装置（ソータ、綴じ装置など）に向け搬送されたり、スイッチバック部を経て両面プリントのために再度レジストローラ対５に搬送される。
【００２７】
前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４９Ｙが収容されている（図２参照）。なお、以下はイエロー（Ｙ）の画像形成部を例にして説明するが、他の色でも同様である。この二成分現像剤４９Ｙは上記第１搬送スクリュー４３Ｙ、第２搬送スクリュー４４Ｙによって撹拌搬送されながら摩擦帯電された後に、上記現像ローラ４２Ｙの表面に担持される。
【００２８】
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。
【００２９】
前記第１搬送スクリュー４３Ｙと、前記第２搬送スクリュー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搬送スクリュー４３Ｙ等を収容する第１供給部と、第２搬送スクリュー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搬送スクリュー４３Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動され、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に供給される。
【００３０】
第１搬送スクリュー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搬送スクリュー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搬送スクリュー４３Ｙとは逆方向に搬送する。第２搬送スクリュー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。
【００３１】
透磁率センサからなるトナー濃度を検出するための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。
【００３２】
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も、同様のトナー補給制御が実施される。
【００３３】
次に、本発明の実施形態に係る現像装置について説明する。図３は、本発明の実施形態に係る現像装置である第１の攪拌搬送手段（又は第１搬送スクリュー）４３Ｙの上側で、現像剤担持体上を移動していく現像剤に接触する位置に、第１の攪拌搬送手段の上側の現像剤の剤面の高さを高める現像剤面高さ調整部材５０Ｙを設けた図である。該現像剤面高さ調整部材５０Ｙがない状態では、第１搬送スクリュー４３Ｙと現像剤上面と現像剤担持体４２Ｙのスリーブ表面が近いため、現像剤担持体上に担持され移動する現像剤の量が、第１搬送スクリュー４３Ｙのスクリューのある部分とない部分の影響を受けてしまい、現像剤担持体上の現像剤層厚にムラが生じてしまう。
【００３４】
しかし、図３に示すように、第１搬送スクリュー上側の現像剤面の高さを高めるための剤面高さ調整部材５０Ｙを設けることにより剤面自体が上昇するので、スクリューの影響を受けにくくなる。また仮にスクリューの影響を受けたとしても、剤面高さ調整部材の現像剤担持体との最近接部５０ａＹにおいて、現像剤担持体に担持されている現像剤と剤面高さ調整部材が接触するように構成しているので、現像剤層厚のムラ（スクリューピッチムラ）を剤面高さ調整部材５０Ｙでならす（均一化する）ことが可能となる。
【００３５】
現像剤面高さ調整部材５０Ｙは、現像ケースの仕切壁４７Ｙに両面テープ、接着剤（感圧性接着剤を含む）などの固定手段で取り付けられている。従って現像剤の量によって剤面高さ調整部材の現像剤担持体との最近接部のギャップを最適に調整する形状を任意に選ぶことが可能となる。
【００３６】
図４（Ａ）は、本発明の実施形態に係る現像ユニットの攪拌手段を上から見た図である。現像剤の流れを太い矢印で示す。第２搬送スクリュー４４Yの右側から補給されたトナーは、第２搬送スクリュー４４Yで現像剤と共に攪拌されながら紙面左方向へ移動する。そして左端で第１搬送スクリュー４３Y側へ移動し、今度は第１搬送スクリュー４３Ｙによって図面左から右側へと移動する。そして５５Ｙで第１搬送スクリューから第２搬送スクリューへと現像剤が還流する。
【００３７】
そのときの現像剤の剤面高さを図４（Ｂ）に示す。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＡ方向から見たところをあらわしている。現像剤の受け渡し部では現像剤の還流速度が遅くなるため、現像剤は第２搬送スクリュー側では図の左側が高く、一方、第１搬送スクリュー側では図の右側が高くなる。現像剤面高さは、図４（Ｂ）に示すように、左側が低く、右側が高くなっており、左側の方が現像剤担持体４２Ｙに対して遠いためスクリューピッチムラにとっては不利である。
【００３８】
図４（Ｃ）に示すように、剤面の高さに応じて現像剤面高さ調整部材５０Ｙの断面形状が、暫時減少するように構成することによって、現像剤に余計なストレスを与えることがなくなり、また同時にスクリューピッチムラの発生を防ぐことが可能となる。
【００３９】
上記実施形態により、現像剤担持体上を移動していく現像剤に接触する位置に、現像剤の剤面高さ調整部材を設けているので、攪拌搬送手段による現像剤の汲み上げ不良（ピッチムラ）を該剤面高さ調整部材でならす効果および該剤面高さ調整部材を配置した場所で現像剤の攪拌が強固になることにより現像ピッチムラ画像の発生しない信頼性の高い現像装置を提供することができる。
【００４０】
また、現像剤面の高さ調整部材５０Ｙの断面形状は、図４（Ｃ）に示すように、例えば逆Ｌ字状で、かつ、第１の攪拌搬送手段の上流側が大きく下流側に行くに従い暫時断面形状を小さくすると、現像剤にかかるストレスを長手方向で差を無くすことが可能となり、現像剤の寿命を損ねることなく、かつ、現像ピッチムラ画像の発生しない信頼性の高い現像装置を提供することができる。
【００４１】
また、前記現像装置で使用される現像剤が、トナーと磁性粒子とからなる二成分現像剤である場合、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。
【００４２】
また、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によって、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り、より緻密なトナーの受け渡しをすることができる。また、現像スリーブ上における単一面積当たりの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。
【００４３】
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、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より小さくすると、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以上とすることが望ましい。ただし、ドット再現性が高くなる（高画質となる）と、現像ムラ等も目立ちやすくなる。しかし、上記実施形態によれば、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することができる。
【００４４】
また、上記磁性粒子として、磁性体の芯材に樹脂コート膜を被覆し、該樹脂コート膜が、熱可塑性樹脂とメラミ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が好ましい。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。
【００４５】
図５は、本発明の実施形態に係る磁性粒子としてのキャリアの説明図である。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。
【００４６】
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に基づいて構成されていたのに対し、図示の本実施形態に係るキャリア５００はコート膜５０２が弾力性を有することで衝撃を吸収できるため、膜削れを有効に抑制する。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によってコート膜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。
【００４７】
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、長期間に亘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。また、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、製造するメーカにとってはコスト的にも有利であり、資源環境の観点からも地球環境にやさしいといえる。
【００４８】
次に、本発明の実施形態に係る現像装置に好適に用いられる現像剤のトナーについて説明する。本実施形態に使用されるトナーは、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ことが好ましい。
【００４９】
このようなトナーの構成材料及び製造方法について、以下に説明する。
（ポリエステル）
ポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる。多価アルコール化合物（ＰＯ）としては、２価アルコール（ＤＩＯ）および３価以上の多価アルコール（ＴＯ）が挙げられ、（ＤＩＯ）単独、または（ＤＩＯ）と少量の（ＴＯ）との混合物が好ましい。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
（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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
（着色剤）
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ピグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットーキ、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。
【００７７】
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。
【００７８】
（荷電制御剤）
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
（離型剤）
離型剤としては、融点が５０〜１２０℃の低融点のワックスが、バインダー樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナウバワックス、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。
【００８２】
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。
【００８３】
（外添剤）
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、５×１０-3〜２μｍであることが好ましく、特に５×１０-3〜０．５μｍであることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００ｍ2／ｇであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの０．０１〜５ｗｔ％であることが好ましく、特に０．０１〜２．０ｗｔ％であることが好ましい。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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、本発明はこれに限られるものではない。
【００８８】
（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種以上組み合わせて用いることができる。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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）等が挙げられる。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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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の有機錫触媒が挙げられる。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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、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現像装置を提供できる。
【０１０３】
また、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の範囲にあることが好ましい。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。
【０１０４】
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現像装置を提供できる。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。
【０１０５】
図６の（ａ）、（ｂ）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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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る。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。転写率が高くなることは現像されたトナー像が忠実に再現される。すなわち、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。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と、高画質で、現像ムラの少ない現像装置を提供できる。
【０１１０】
本発明の実施形態に係る現像装置および画像形成装置に使用され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、本発明の実施形態に係るトナーの形状を模式的に示した図である。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、本実施形態に係るトナーは、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０．７〜１．０の範囲にあることが好ましい。
【０１１１】
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。
【０１１２】
すなわち、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。本発明との組み合わせによる効果は、請求項７の場合と同じである。
【０１１３】
また、本発明の実施形態に係る画像形成装置は、上記現像装置を用いる。すなわち、本実施形態に係る画像形成装置は、静電潜像を担持する像担持体と、該像担持体を帯電させる帯電装置と、現像剤を現像剤担持体に担持し該像担持体に対向する現像領域に搬送して該像担持体上の潜像を現像してトナー像とする現像装置と、現像後のトナー像を転写材に転写する転写装置と、転写した後に該像担持体上に残留する転写残トナーを除去するクリーニング装置とを有する画像形成装置であって、現像装置として、上記本発明の現像装置を用いることを特徴とするものである。
【０１１４】
冒頭で説明した図１で示すような画像形成装置の現像装置として、第１の攪拌搬送手段の上側で、かつ、現像剤担持体上に担持され移動する現像剤と接触する位置に、前記第１の攪拌搬送手段の上側の現像剤面の高さを高める現像剤面高さ調整部材を設けた本発明の現像装置を用いることによって、攪拌搬送手段による現像剤の汲み上げムラ（ピッチムラ）が均されると共に現像剤の攪拌が強力となり、ピッチムラ画像の発生しない、信頼性の高い画像を形成し得る現像装置を提供することができる。
【０１１５】
更に、本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジは、上記現像装置を用いる。すなわち、本実施形態に係るプロセスカートリッジは、像担持体と、少なくとも現像装置とを一体に支持し、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であって、現像装置として、上記実施形態に係る現像装置を用いることを特徴とするものである。
【０１１６】
例えば図８に示すような帯電手段１０５、現像手段１０６、感光体１０７、クリーニング手段１０８を一体に構成したプロセスカートリッジであって、現像手段１０６として、上述した本発明の現像装置を用いるものである。現像装置の現像剤担持体上を移動していく現像剤に接触する位置に、現像剤面高さ調整部材を設けているので、攪拌搬送手段による現像剤の汲み上げ不良（ピッチムラ）を現像剤面高さ調整部材で均す（ならす）効果および該高さ調整部で現像剤の攪拌が強固になることによりピッチムラ画像の発生しない信頼性の高いプロセスカートリッジを提供することができる。
【０１１７】
以上、本発明を好適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る現像装置の一例を示す概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る現像装置の一例を示す概略構成図である。
【図４】本発明の実施形態に係る現像装置の攪拌搬送手段、現像剤の剤面高さ調整部材を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係るキャリアの構造を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るトナーの形状係数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７】本発明の実施形態に係るトナーの長軸、短軸、厚さ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】本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジの一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【０１１９】
２Ｙ    像担持体
４０Ｙ    現像装置
４２Ｙ    現像ローラ（又は現像剤担持体）
４３Ｙ    第１搬送スクリュー（又は第１の攪拌搬送手段）
４４Ｙ    第２搬送スクリュー（又は第２の攪拌搬送手段）
４５Ｙ    規制ブレード（又は規制部材）
５０Ｙ    現像剤面高さ調整部材
５０ａＹ    現像剤面高さ調整部材の現像剤担持体との最近接部
５５Ｙ    現像剤の還流部
５００    キャリア
５０１    フェライト
５０２    コート膜
５０３    アルミナ粒子
【図１】
2007292931.tif 000003
【図２】
2007292931.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007292931.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007292931.tif 000009
【図８】
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