(57)【要約】【課題】現像ローラの直径及び供給ローラの直径をそれぞれ１２ｍｍ以下の小径としても、優れた定着性及び耐固着性を両立でき、良好な画像を形成することができるプロセスカートリッジの提供。【解決手段】潜像担持体と、静電潜像形成手段と、静電潜像にトナーを供給して現像を行う現像ローラ、及び該現像ローラにトナーを供給する供給ローラを備えた現像手段と、転写手段とを少なくとも有し、現像ローラの直径Ｒ（ｍｍ）及び供給ローラの直径Ｒ’（ｍｍ）が、いずれも１２ｍｍ以下であり、トナーが少なくとも樹脂、ワックス、及び着色剤を含有し、該ワックスの融点が７５℃以下であり、前記トナーの表面ワックス露出量が１０ｍｇ／ｇ〜３０ｍｇ／ｇであり、前記トナーの円錐ロータを用いたトルク測定法で測定される空間率５８％におけるトルクＴ（ｍＮｍ）が、次式、２０／Ｒ＜Ｔ＜２７／Ｒを満たすプロセスカートリッジである。【選択図】図１
2013122607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体と、該潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該静電潜像にトナーを供給して現像を行う現像ローラ、該現像ローラ表面に当接するように設けられた薄層形成部材、及び前記現像ローラにトナーを供給する供給ローラを備えた現像手段と、を少なくとも有するプロセスカートリッジにおいて、
前記現像ローラの直径Ｒ（ｍｍ）及び前記供給ローラの直径Ｒ’（ｍｍ）が、いずれも１２ｍｍ以下であり、
前記トナーが、少なくとも結着樹脂、ワックス、及び着色剤を含有し、該ワックスの融点が７５℃以下であり、
前記トナーにおける表面ワックス露出量が１０ｍｇ／ｇ〜３０ｍｇ／ｇであり、
前記トナーの円錐ロータを用いたトルク測定法で測定される空間率５８％におけるトルクＴ（ｍＮｍ）が、次式、２０／Ｒ＜Ｔ＜２７／Ｒ（ただし、Ｒは現像ローラの直径（ｍｍ）を表す）を満たすことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２】
次式、２２／Ｒ＜Ｔ＜２４／Ｒ（ただし、Ｒは現像ローラの直径（ｍｍ）を表す）を満たす請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項３】
現像ローラの表面粗さ（Ｒａ）が、１．１μｍ〜１．８μｍである請求項１から２のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項４】
供給ローラが表面にセルを有し、該セルの平均径が、３００μｍ〜５００μｍである請求項１から３のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項５】
トナーにおけるワックスの含有量が、２．５質量％〜６．０質量％である請求項１から４のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項６】
トナーの体積平均粒径が、６μｍ〜１０μｍである請求項１から５のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項７】
トナーの軟化点（Ｔｍ）が、１１０℃〜１４０℃である請求項１から６のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項８】
現像手段が、一成分系現像剤を用いた現像方式である請求項１から７のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項９】
トナーにおける表面ワックス露出量が１５ｍｇ／ｇ〜３０ｍｇ／ｇである請求項１から８のいずれかに記載の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、現像ローラの直径及び供給ローラの直径をそれぞれ１２ｍｍ以下の小径としても、優れた定着性及び耐固着性を両立できる画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真で採用されている乾式現像方式には、トナー及びキャリアからなる二成分系現像剤を用いる方式と、キャリアを含まない一成分系現像剤を用いる方式とがある。近年、ローエンドレーザープリンターには、低コスト、小型化が要求されているため、後者の一成分系現像剤を用いる方式が注目されている。このような一成分系現像剤を用いた現像装置では、薄層形成部材を現像ローラに対置させ、これにより現像ローラ表面の搬送されるトナーを押えつけてトナー層厚を制御し、薄層形成部材を通過する際に帯電させる方法が広く使われている。
【０００３】
しかし、上記の方式では、薄層形成部材と現像ローラとの摩擦により、薄層形成部材が発熱してしまうという問題がある。また、更なる画像形成装置の小型化を図るためには現像ローラ及び供給ローラの小径化が有効であるが、現像ローラ及び供給ローラの小型化に伴って、薄層形成部材の発熱度合も増大し、固着が発生してしまうという問題がある。
現像ローラと薄層形成部材の摩擦熱による固着及び縦スジの発生を防ぐ手段としては、例えば特許文献１には、直径３３ｍｍ以下の潜像担持体と、現像容器と、該潜像担持体に接触して設けられる直径２０ｍｍ以下のトナー担持体と、該トナー担持体に接触して設けられるトナー供給ローラと、該トナー供給ローラにトナーを搬送するトナー搬送手段とを有し、前記トナー供給ローラに対するトナー搬送部材の回転数比が０．１以上０．５以下であり、トナー担持体上のトナーコート量Ａと、現像容器のトナー充填率Ｂとが、次式、０．９Ｂ≦Ａ≦３Ｂを満たすプロセスカートリッジに、少なくとも結着樹脂、着色剤、及びワックスを含有するトナーを有し、メタノール濡れ性半値が３０％〜８０％である一成分トナーを用いる画像形成方法が提案されている。
しかし、前記メタノール濡れ性半値は、ワックスのトナー表面露出状態だけでなく、外添剤の量や種類によって変わるため、メタノール濡れ性半値だけで定着性の向上と、薄層形成部材の不具合を解消することは困難である。
【０００４】
したがって現像ローラの直径及び供給ローラの直径をそれぞれ１２ｍｍ以下の小径としても、優れた定着性及び耐固着性を両立でき、良好な画像を形成することができる画像形成装置及び画像形成方法の提供が望まれているのが現状である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、現像ローラの直径及び供給ローラの直径をそれぞれ１２ｍｍ以下の小径としても、優れた定着性及び耐固着性を両立でき、良好な画像を形成することができる画像形成装置及び画像形成方法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】
【０００６】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞  潜像担持体と、該潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該静電潜像にトナーを供給して現像を行う現像ローラ、及び該現像ローラにトナーを供給する供給ローラを備えた現像手段と、該現像手段により形成された可視像を記録媒体に転写する転写手段とを、少なくとも有する画像形成装置において、
前記現像ローラの直径Ｒ（ｍｍ）及び前記供給ローラの直径Ｒ’（ｍｍ）が、いずれも１２ｍｍ以下であり、
前記トナーが、少なくとも結着樹脂、ワックス、及び着色剤を含有し、該ワックスの融点が７５℃以下であり、
前記トナーにおける表面ワックス露出量が１０ｍｇ／ｇ〜３０ｍｇ／ｇであり、
前記トナーの円錐ロータを用いたトルク測定法で測定される空間率５８％におけるトルクＴ（ｍＮｍ）が、次式、２０／Ｒ＜Ｔ＜２７／Ｒ（ただし、Ｒは現像ローラの直径（ｍｍ）を表す）を満たすことを特徴とする画像形成装置である。
＜２＞  現像ローラの表面粗さ（Ｒａ）が、１．１μｍ〜１．８μｍである前記＜１＞に記載の画像形成装置である。
＜３＞  供給ローラが表面にセルを有し、該セルの平均径が、３００μｍ〜５００μｍである前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の画像形成装置である。
＜４＞  トナーにおけるワックスの含有量が、２．５質量％〜６．０質量％である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の画像形成装置である。
＜５＞  トナーの体積平均粒径が、６μｍ〜１０μｍである前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の画像形成装置である。
＜６＞  トナーの軟化点（Ｔｍ）が、１１０℃〜１４０℃である前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の画像形成装置である。
＜７＞  潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、該静電潜像にトナーを供給して現像を行う現像ローラ、及び該現像ローラにトナーを供給する供給ローラを備えた現像手段を用いる現像工程と、該現像工程により形成された可視像を記録媒体に転写する転写工程と、少なくとも含む画像形成方法において、
前記現像ローラの直径Ｒ（ｍｍ）及び前記供給ローラの直径Ｒ’（ｍｍ）が、いずれも１２ｍｍ以下であり、
前記トナーが、少なくとも結着樹脂、ワックス、及び着色剤を含有し、該ワックスの融点が７５℃以下であり、
前記トナーにおける表面ワックス露出量が１０ｍｇ／ｇ〜３０ｍｇ／ｇであり、
前記トナーの円錐ロータを用いたトルク測定法で測定される空間率５８％におけるトルクＴ（ｍＮｍ）が、次式、２０／Ｒ＜Ｔ＜２７／Ｒ（ただし、Ｒは現像ローラの直径（ｍｍ）を表す）を満たすことを特徴とする画像形成方法である。
【０００７】
本発明の画像形成装置は、潜像担持体と、該潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、該静電潜像にトナーを供給して現像を行う現像ローラ、及び該現像ローラにトナーを供給する供給ローラを備えた現像手段と、該現像手段により形成された可視像を記録媒体に転写する転写手段とを、少なくとも有し、
前記現像ローラの直径Ｒ（ｍｍ）及び前記供給ローラの直径Ｒ’（ｍｍ）が、いずれも１２ｍｍ以下であり、
前記トナーが、少なくとも結着樹脂、ワックス、及び着色剤を含有し、該ワックスの融点が７５℃以下であり、
前記トナーの表面ワックス露出量が１０ｍｇ／ｇ〜３０ｍｇ／ｇであり、
前記トナーの円錐ロータを用いたトルク測定法で測定される空間率５８％におけるトルクＴ（ｍＮｍ）が、次式、２０／Ｒ＜Ｔ＜２７／Ｒ（ただし、Ｒは現像ローラの直径（ｍｍ）を表す）を満たすことにより、現像ローラの直径及び供給ローラの直径をそれぞれ１２ｍｍ以下の小径としても、優れた定着性及び耐固着性を両立でき、良好な画像を形成することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、従来における諸問題を解決することができ、現像ローラの直径及び供給ローラの直径をそれぞれ１２ｍｍ以下の小径としても、優れた定着性及び耐固着性を両立でき、良好な画像を形成することができる画像形成装置及び画像形成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の画像形成装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】図２は、円錐ロータを用いたトルク測定に用いた装置を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、円錐ロータの一例を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、円錐ロータの他の例を示す図である。
【図４】図４は、円錐ロータをトルクメータに取り付けた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（画像形成装置及び画像形成方法）
本発明の画像形成装置は、潜像担持体と、静電潜像形成手段と、現像手段と、転写手段とを少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、定着手段、除電手段、クリーニング手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。
本発明の画像形成方法は、静電潜像形成工程と、現像工程と、転写工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば、定着工程、除電工程、クリーニング工程、リサイクル工程、制御工程等を含む。
【００１１】
本発明の画像形成方法は、本発明の画像形成装置により好適に実施することができ、前記静電潜像形成工程は前記静電潜像形成手段により行うことができ、前記現像工程は前記現像手段により行うことができ、前記転写工程は前記転写手段により行うことができ、前記その他の工程は前記その他の手段により行うことができる。
【００１２】
−静電潜像形成工程及び静電潜像形成手段−
前記静電潜像形成工程は、潜像担持体上に静電潜像を形成する工程である。
前記潜像担持体（「静電潜像担持体」、「電子写真用感光体」、「感光体」と称することがある）としては、その材質、形状、構造、大きさ、等について特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができるが、その形状としてはドラム状が好適に挙げられ、その材質としては、例えばアモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体、などが挙げられる。これらの中でも、長寿命性の点でアモルファスシリコン等が好ましい。
【００１３】
前記アモルファスシリコン感光体としては、例えば、支持体を５０℃〜４００℃に加熱し、該支持体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の成膜法によりａ−Ｓｉからなる光導電層を有する感光体（以下、「ａ−Ｓｉ系感光体」と称することがある）を用いることができる。これらの中でも、プラズマＣＶＤ法、即ち、原料ガスを直流又は高周波あるいはマイクロ波グロー放電によって分解し、支持体上にａ−Ｓｉ堆積膜を形成する方法が好適である。
【００１４】
前記静電潜像の形成は、例えば前記潜像担持体の表面を一様に帯電させた後、像様に露光することにより行うことができ、前記静電潜像形成手段により行うことができる。
前記静電潜像形成手段は、例えば、前記潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電器と、前記潜像担持体の表面を像様に露光する露光器とを少なくとも備える。
【００１５】
前記帯電は、例えば、前記帯電器を用いて前記潜像担持体の表面に電圧を印加することにより行うことができる。
前記帯電器としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、導電性又は半導電性のローラ、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器、などが挙げられる。
【００１６】
前記帯電部材の形状としてはローラの他にも、磁気ブラシ、ファーブラシ等、どのような形態をとってもよく、電子写真装置の仕様や形態にあわせて選択可能である。磁気ブラシを用いる場合、該磁気ブラシとしては、例えばＺｎ−Ｃｕフェライト等、各種フェライト粒子を帯電部材として用い、これを支持させるための非磁性の導電スリーブ、これに内包されるマグネットロールによって構成される。又はブラシを用いる場合、例えば、ファーブラシの材質としては、カーボン、硫化銅、金属又は金属酸化物により導電処理されたファーを用い、これを金属や他の導電処理された芯金に巻き付けたり張り付けたりすることで帯電器とする。
前記帯電器は、上記のような接触式の帯電器に限定されるものではないが、帯電器から発生するオゾンが低減された画像形成装置が得られるので、接触式の帯電器を用いることが好ましい。
【００１７】
前記露光は、例えば、前記露光器を用いて前記潜像担持体の表面を像様に露光することにより行うことができる。
前記露光器としては、前記帯電器により帯電された前記潜像担持体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザー光学系、液晶シャッタ光学系、などの各種露光器が挙げられる。
なお、本発明においては、前記潜像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
【００１８】
＜現像手段及び現像工程＞
前記現像工程は、前記静電潜像を、トナー乃至前記現像剤を用いて現像して可視像を形成する工程であり、現像手段を用いて行われる。
前記現像手段は、静電潜像にトナーを供給して現像を行う現像ローラ、及び該現像ローラにトナーを供給する供給ローラを有し、更に必要に応じてその他の部材を有してなる。
【００１９】
前記現像ローラの直径Ｒ（ｍｍ）及び前記供給ローラの直径Ｒ’（ｍｍ）は、いずれも１２ｍｍ以下であり、１１ｍｍ以下が好ましく、６ｍｍ〜１１ｍｍがより好ましい。前記ローラ直径Ｒ及びＲ’が１２ｍｍを超えると、材料コストが高くなったり、小型化が困難となり、好ましくない。
前記現像ローラの表面粗さ（Ｒａ）は、１．１μｍ〜１．８μｍが好ましい。前記表面粗さが１．１μｍ以上であると、トナー搬送量の低下による固着の発生が抑制される。一方、前記Ｒａが１．８μｍ以下であると、かぶりや画像のガサツキが発生しにくくなることがある。
前記現像ローラの表面粗さ（Ｒａ）は、例えば触針式粗度計などにより測定することができる。
前記供給ローラのセル径の平均径は、３００μｍ〜５００μｍが好ましく、３５０μｍ〜４５０μｍがより好ましい。前記セル径の平均径が３００μｍ以上であると、現像ローラへのトナー供給量が少なくなり過ぎず、固着の発生を抑制することができる。一方、前記セル径の平均径が５００μｍ以下であると、現像ローラへのトナー供給量が多くなり過ぎず、かぶりが発生しにくくなる。
【００２０】
前記トナーは、少なくとも結着樹脂、ワックス、及び着色剤を含有し、該ワックスの融点が７５℃以下であり、６５℃〜７５℃が好ましい。前記融点が７５℃以下であれば、定着時にワックスが溶け易く、トナーからの染み出しが十分となり、定着ローラとの離型性が良好となる。
前記トナーの表面ワックス露出量が１０ｍｇ／ｇ〜３０ｍｇ／ｇであり、１５ｍｇ／ｇ〜２０ｍｇ／ｇが好ましい。前記表面ワックス露出量が１０ｍｇ／ｇ以上であると、定着時のワックス染み出しが十分となり、定着ローラとの離型性が良好となる。また、３０ｍｇ／ｇ以下であると、トナー表面のワックス露出量が適切となり、感光体へのフィルミングが発生しない。
ここで、前記トナーの表面ワックス露出量は、無機微粒子を添加する前のトナー母体粒子を１．０ｇ計量し、ｎ−ヘキサン７ｍｌを加え、１２０ｒｐｍで１分間ロールミルで攪拌した後、この溶液を吸引ろ過し、真空乾燥でｎ−ヘキサンを除去し、残った成分の質量（ｍｇ）から表面ワックス露出量を求めることができる。
【００２１】
前記トナーの円錐ロータを用いたトルク測定法で測定される空間率５８％におけるトルクＴ（ｍＮｍ）は、次式、２０／Ｒ＜Ｔ＜２７／Ｒ、を満たし、２２／Ｒ＜Ｔ＜２４／Ｒを満たすことが好ましい。ただし、Ｒは現像ローラの直径（ｍｍ）を表す。
前記トルクＴが２０／Ｒ以上であると、現像ローラ上１層目のトナーと２層目以上のトナーとの摩擦力が適切となり、規制部を通過するトナーの量が増えることにより熱容量が増え、規制部の発熱おいても固着が発生しない。一方、前記トルクＴが２７／Ｒ以下であると、トナー間の摩擦力が大きすぎず、帯電量低下によるかぶりが発生しない。
【００２２】
−トナー−
本発明に使用することのできるトナーは、少なくとも結着樹脂、ワックス、及び着色剤を含有し、荷電制御剤、外添剤、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
【００２３】
−結着樹脂−
前記結着樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、フルカラートナーの分野で公知の結着樹脂、例えば、ポリエステル系樹脂、（メタ）アクリル系樹脂、スチレン−（メタ）アクリル系共重合体樹脂、エポキシ系樹脂、ＣＯＣ（環状オレフィン樹脂（例えば、ＴＯＰＡＳ−ＣＯＣ、Ｔｉｃｏｎａ社製））、などが挙げられ、現像器内での耐ストレス性の観点から、ポリエステル系樹脂が特に好ましい。
【００２４】
前記ポリエステル系樹脂としては、多価アルコール成分と多価カルボン酸成分を重縮合させてなるポリエステル樹脂が好適に用いられる。
前記多価アルコール成分のうち２価アルコール成分としては、例えば、ポリオキシプロピレン（２，２）−２，２−ビス(４−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン（３，３）−２，２−ビス(４−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン（６）−２，２−ビス(４−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン（２，０）−２，２−ビス(４−ヒドロキシフェニル）プロパン等のビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、などが挙げられる。
３価以上のアルコール成分としては、例えば、ソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロール、１，４−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、グリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−トリヒドロキシメチルベンゼン、などが挙げられる。
【００２５】
前記多価カルボン酸成分のうち２価のカルボン酸成分としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸、ｎ−ドデセニルコハク酸、イソドデセニルコハク酸、ｎ−ドデシルコハク酸、イソドデシルコハク酸、ｎ−オクテニルコハク酸、イソオクテニルコハク酸、ｎ−オクチルコハク酸、イソオクチルコハク酸、これらの酸の無水物又は低級アルキルエステルが挙げられる。
３価以上のカルボン酸成分としては、例えば、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、１，２，５−ベンゼントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メチレンカルボキシプロパン、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、エンポール三量体酸、これらの酸の無水物、低級アルキルエステル、などが挙げられる。
【００２６】
前記ポリエステル系樹脂として、ポリエステル樹脂の原料モノマーと、ビニル系樹脂の原料モノマーと、両方の樹脂の原料モノマーと反応するモノマーとの混合物を用い、同一容器中でポリエステル樹脂を得る縮重合反応及びビニル系樹脂を得るラジカル重合反応を並行して行わせて得られた樹脂（以下、「ビニル系ポリエステル樹脂」と称することもある）も好適に使用可能である。なお、両方の樹脂の原料モノマーと反応するモノマーとは、換言すれば縮重合反応及びラジカル重合反応の両反応に使用し得るモノマーである。即ち縮重合反応し得るカルボキシ基とラジカル重合反応し得るビニル基を有するモノマーであり、例えばフマル酸、マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸などが挙げられる。
【００２７】
前記ポリエステル樹脂の原料モノマーとしては上述した多価アルコール成分及び多価カルボン酸成分が挙げられる。またビニル系樹脂の原料モノマーとしては、例えば、スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−エチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−クロルスチレン等のスチレン又はスチレン誘導体；エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のエチレン系不飽和モノオレフィン類；メタクリル酸メチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸ｎ−ペンチル、メタクリル酸イソペンチル、メタクリル酸ネオペンチル、メタクリル酸３−(メチル)ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ノニル、メタクリル酸デシル、メタクリル酸ウンデシル、メタクリル酸ドデシル等のメタクリル酸アルキルエステル類；アクリル酸メチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、アクリル酸ｎ−ペンチル、アクリル酸イソペンチル、アクリル酸ネオペンチル、アクリル酸３−(メチル)ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、アクリル酸ウンデシル、アクリル酸ドデシル等のアクリル酸アルキルエステル類；アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸；アクリロニトリル、マレイン酸エステル、イタコン酸エステル、塩化ビニル、酢酸ビニル、安息香酸ビニル、ビニルメチルエチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル、などが挙げられる。
【００２８】
前記ビニル系樹脂の原料モノマーを重合させる際の重合開始剤としては、例えば、２，２’−アゾビス(２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、１，１’−アゾビス(シクロヘキサン−１−カルボニトリル)、２，２’−アゾビス−４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル等のアゾ系又はジアゾ系重合開始剤；ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、イソプロピルパーオキシカーボネート、ラウロイルパーオキサイド等の過酸化物系重合開始剤などが挙げられる。
【００２９】
前記結着樹脂としては、上述したように各種ポリエステル系樹脂が好ましく使用されるが、これらの中でも、オイルレス定着用トナーとしての分離性及び耐オフセット性を更に向上させる観点から、以下に示す第１のバインダー樹脂及び第２のバインダー樹脂を使用することが好ましい。
前記第１のバインダー樹脂としては、上述した多価アルコール成分と多価カルボン酸成分を重縮合させて得られたポリエステル樹脂、特に多価アルコール成分としてビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物を用い、多価カルボン酸成分としてテレフタル酸及びフマル酸を用いて得られたポリエステル樹脂が好適である。
前記第２のバインダー樹脂としては、ビニル系ポリエステル樹脂、特にポリエステル樹脂の原料モノマーとしてビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物、テレフタル酸、トリメリット酸及びコハク酸を用い、ビニル系樹脂の原料モノマーとしてスチレン及びブチルアクリレートを用い、両反応性モノマーとしてフマル酸を用いて得られたビニル系ポリエステル樹脂が好適である。
本発明においては、第１のバインダー樹脂の合成時に炭化水素系ワックスを内添してもよい。第１のバインダー樹脂に炭化水素系ワックスを予め内添するには、第１のバインダー樹脂を合成する際に、第１のバインダー樹脂を合成するためのモノマー中に炭化水素系ワックスを添加した状態で第１のバインダー樹脂の合成を行えばよい。例えば、第１のバインダー樹脂としてのポリエステル系樹脂を構成する酸モノマー及びアルコールモノマーに炭化水素系ワックスを添加した状態で縮重合反応を行えばよい。第１のバインダー樹脂がビニル系ポリエステル樹脂の場合には、ポリエステル樹脂の原料モノマーに炭化水素系ワックスを添加した状態で、該モノマーを撹拌及び加熱しながら、これにビニル系樹脂の原料モノマーを滴下して重縮合反応及びラジカル重合反応を行えばよい。
【００３０】
−ワックス−
前記ワックスとしては、極性が低い方が定着部材（ローラ）との離型性に優れているので、本発明では、極性の低い炭化水素系ワックスが好適に用いられる。このような炭化水素系ワックスは、炭素原子と水素原子のみからなるワックスであり、エステル基、アルコール基、アミド基などを含まないものである。
前記炭化水素系ワックスとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンとプロピレンの共重合体等のポリオレフィンワックス；パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油ワックス；フィッシャートロプシュワックス等の合成ワックス、などが挙げられる。これらの中でも、ポリエチレンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスが好ましく、ポリエチレンワックス、パラフィンワックスが特に好ましい。
前記ワックスのトナーにおける含有量は、２．５質量％〜６．０質量％であることが好ましい。前記含有量が２．５質量％以上であると、定着時のワックスしみ出し量が適切となり、定着ローラとの離型性が良好となる。一方、前記含有量が６．０質量％以下であると、感光体へのフィルミングが発生しにくくなる。
【００３１】
本発明のトナーには、ワックスの分散を助けるワックス分散剤を含有させてもよい。
前記ワックス分散剤としては、特に制限はなく、公知のものを使用することができ、ワックスとの相溶性の高いユニットと樹脂との相溶性の高いユニットがブロック体として存在するポリマーやオリゴマー、ワックスとの相溶性の高いユニットと樹脂との相溶性の高いユニットのうち一方に他方がグラフトしているポリマーもしくはオリゴマー、エチレン、プロピレン、ブテン、スチレン、α−スチレン等の不飽和炭化水素と、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸等のα，β−不飽和カルボン酸又はそのエステルもしくはその無水物との共重合体、ビニル系樹脂とポリエステルとのブロックもしくはグラフト体、などが挙げられる。
前記ワックスとの相溶性の高いユニットとしては、炭素数が１２以上の長鎖アルキル基や、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエンとそれらの共重合体などが挙げられる。前記樹脂との相溶性の高いユニットとしては、ポリエステル、ビニル系樹脂などが挙げられる。
【００３２】
−着色剤−
前記着色剤としては、特に制限はなく、フルカラートナーの着色剤として使用されている公知の顔料及び染料が使用可能であり、例えば、カーボンブラック、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、銅フタロシアニン、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１８４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー７４、Ｃ．Ｉ．ソルベント・イエロー１６２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１８５、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３３】
前記着色剤の含有量としては、前記結着樹脂１００質量部に対し２質量部〜１５質量部が好ましい。前記着色剤は、使用される第１バインダー樹脂と第２バインダー樹脂との混合バインダー樹脂中に分散されたマスターバッチの形態で使用されることが分散性の観点から好ましい。
前記マスターバッチの添加量は、含有される着色剤の量が上記範囲内となるような量であれば特に制限されない。
前記マスターバッチ中の着色剤の含有量は、２０質量％〜４０質量％が好適である。
【００３４】
−荷電制御剤−
前記荷電制御剤としては、特に制限はなく、フルカラートナーで使用されている公知の荷電制御剤の中から目的に応じて適宜選択することができ、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、燐の単体又は化合物、タングステンの単体又は化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩などが挙げられる。
前記荷電制御剤としては、市販品を用いることができ、該市販品としては、例えば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株式会社製）、４級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（以上、保土谷化学工業株式会社製）、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。これらの中でも、トナーを負極性に制御する物質が特に好ましい。
前記荷電制御剤の含有量は、結着樹脂の種類、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、前記結着樹脂１００質量部に対して、０．１質量部〜１０質量部が好ましく、０．２質量部〜５質量部がより好ましい。
【００３５】
−外添剤−
前記トナーの流動性や現像性、帯電性を補助するために用いられる外添剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、無機微粒子が好適である。
前記無機微粒子の一次粒径は５ｎｍ〜２μｍが好ましく、５ｎｍ〜５００ｎｍがより好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は２０ｍ２／ｇ〜５００ｍ２／ｇが好ましい。
前記無機微粒子の添加量は、前記トナーに対し０．０１質量％〜５質量％が好ましく、０．０１質量％〜２．０質量％がより好ましい。
【００３６】
前記無機微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、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、などが挙げられる。
前記外添剤として樹脂微粒子も添加することができる。例えばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン；メタクリル酸エステル、アクリル酸エステルの共重合体；シリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロン等の重縮合系；熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。
【００３７】
−その他の成分−
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、金属石鹸、などが挙げられる。
【００３８】
前記流動性向上剤は、表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止可能なものであり、例えば、シランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイル、などが挙げられる。
前記クリーニング性向上剤は、潜像担持体や中間転写体に残存する転写後の現像剤を除去するために前記トナーに添加され、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸等の脂肪酸金属塩；ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子等のソープフリー乳化重合により製造されたポリマー微粒子、などが挙げられる。前記ポリマー微粒子としては、比較的粒度分布が狭いものが好ましく、体積平均粒径が０．０１μｍ〜１μｍのものが好適である。
【００３９】
＜トナーの製造方法＞
前記トナーの製造方法としては、特に制限はなく、従来公知のトナーの製造方法の中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、混練・粉砕法、重合法、溶解懸濁法、噴霧造粒法等が挙げられる。これらの中でも、混練・粉砕法が特に好ましい。
【００４０】
−混練・粉砕法−
前記混練・粉砕法は、例えば、少なくとも結着樹脂、離型剤、及び着色剤を含有するトナー材料を溶融混練し、得られた混練物を粉砕し、分級することにより、前記トナーの母体粒子を製造する方法である。
前記溶融混練では、前記トナー材料を混合し、該混合物を溶融混練機に仕込んで溶融混練する。該溶融混練機としては、例えば、一軸又は二軸の連続混練機、ロールミルによるバッチ式混練機を用いることができる。例えば、神戸製鋼所製ＫＴＫ型二軸押出機、東芝機械株式会社製ＴＥＭ型押出機、ケイシーケイ株式会社製二軸押出機、株式会社池貝製ＰＣＭ型二軸押出機、ブス社製コニーダー等が好適に用いられる。この溶融混練は、結着樹脂の分子鎖の切断を招来しないような適正な条件で行うことが好ましい。具体的には、溶融混練の温度は、結着樹脂の軟化点を参考にして行われ、該軟化点より高温過ぎると切断が激しく、低温すぎると分散が進まないことがある。
【００４１】
前記粉砕では、前記混練で得られた混練物を粉砕する。この粉砕においては、まず、混練物を粗粉砕し、次いで微粉砕することが好ましい。この際ジェット気流中で衝突板に衝突させて粉砕したり、ジェット気流中で粒子同士を衝突させて粉砕したり、機械的に回転するローターとステーターの狭いギャップで粉砕する方式が好ましく用いられる。
【００４２】
前記分級は、前記粉砕で得られた粉砕物を分級して所定粒径の粒子に調整する。前記分級は、例えば、サイクロン、デカンター、遠心分離器等により、微粒子部分を取り除くことにより行うことができる。
前記粉砕及び分級が終了した後に、粉砕物を遠心力などで気流中に分級し、所定の粒径のトナー母体粒子を製造することができる。
【００４３】
次いで、外添剤のトナー母体粒子への外添が行われる。トナー母体粒子と外添剤とをミキサーを用い、混合及び攪拌することにより外添剤が解砕されながらトナー母体粒子表面に被覆される。この時、無機微粒子や樹脂微粒子等の外添剤を均一かつ強固にトナー母体粒子に付着させることが耐久性の点で重要である。
【００４４】
得られたトナーの体積平均粒径は、６μｍ〜１０μｍが好ましい。前記体積平均粒径が６μｍ以上であると、トナーの付着力が小さくなり、現像ローラへのフィルミングが発生しにくくなる。また、高画質の点から１０μｍ以下であることが好ましい。
前記体積平均粒径は、例えば、ベックマン・コールター社製の粒度測定器「マルチサイザーＩＩ」を用いて測定することができる。
【００４５】
前記トナーの軟化点（Ｔｍ）は、１１０℃〜１４０℃が好ましい。前記軟化点が１１０℃以上であると、規制部の発熱による固着が発生しにくくなる。また、前記軟化点が１４０℃以下であると、定着時にトナーが溶けやすくなり、低温オフセットが発生しにくくなる。
【００４６】
−転写工程及び転写手段−
前記転写工程は、前記可視像を記録媒体に転写する工程であるが、中間転写体を用い、該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましく、前記トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程とを含む態様がより好ましい。
前記転写は、例えば、前記可視像を転写帯電器を用いて前記潜像担持体（感光体）を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。前記転写手段としては、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
なお、前記中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルト等が好適に挙げられる。
【００４７】
前記転写手段（前記第一次転写手段、前記第二次転写手段）は、前記潜像担持体（感光体）上に形成された前記可視像を前記記録媒体側へ剥離帯電させる転写器を少なくとも有するのが好ましい。前記転写手段は、１つであってもよいし、２つ以上であってもよい。
前記転写器としては、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器、などが挙げられる。
なお、前記記録媒体としては、特に制限はなく、公知の記録媒体（記録紙）の中から適宜選択することができる。
【００４８】
前記定着工程は、記録媒体に転写された可視像を定着手段を用いて定着させる工程であり、各色のトナーに対し前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色のトナーに対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。
前記定着装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、公知の加熱加圧手段が好適である。前記加熱加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラとの組合せ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組合せ、などが挙げられる。
前記定着装置が、発熱体を具備する加熱体と、該加熱体と接触するフィルムと、該フィルムを介して前記加熱体と圧接する加圧部材とを有し、前記フィルムと前記加圧部材の間に未定着画像を形成させた記録媒体を通過させて加熱定着する手段であることが好ましい。前記加熱加圧手段における加熱は、通常、８０℃〜２００℃が好ましい。
なお、本発明においては、目的に応じて、前記定着工程及び定着手段と共にあるいはこれらに代えて、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
【００４９】
前記除電工程は、前記潜像担持体に対し除電バイアスを印加して除電を行う工程であり、除電手段により好適に行うことができる。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記潜像担持体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。
【００５０】
前記クリーニング工程は、前記潜像担持体上に残留する前記トナーを除去する工程であり、クリーニング手段により好適に行うことができる。
前記クリーニング手段としては、特に制限はなく、前記潜像担持体上に残留する前記電子写真トナーを除去することができればよく、公知のクリーナの中から適宜選択することができ、例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等が好適に挙げられる。
【００５１】
前記リサイクル工程は、前記クリーニング工程により除去した前記トナーを前記現像手段にリサイクルさせる工程であり、リサイクル手段により好適に行うことができる。
前記リサイクル手段としては、特に制限はなく、公知の搬送手段等が挙げられる。
【００５２】
前記制御工程は、前記各工程を制御する工程であり、制御手段により好適に行うことができる。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
【００５３】
ここで、図１は、本発明の画像形成装置に用いられる現像装置とプロセスカートリッジユニットの一例を示す断面図である。
この現像装置は、トナーを収容するトナー収容室１０１と、トナー収容室１０１の下方に設けられたトナー供給室１０２から構成され、トナー供給室１０２の下部には、直径１２ｍｍ以下の現像ローラ１０３と、現像ローラ１０３に当接して設けられた薄層形成部材１０４及び直径が１２ｍｍ以下の供給ローラ１０５が設けられる。図１中３０は帯電手段、５０はクリーニング手段、７０は転写手段をそれぞれ表す。
【００５４】
現像ローラ１０３は、感光体ドラム２０に接触して配置され、図示しない高圧電源から所定の現像バイアスが印加される。トナー収容室１０１内にはトナー攪拌部材１０６が設けられ、反時計回りの方向で回転する。トナー攪拌部材１０６は軸方向において、その先端部が開口部近傍を通過しない部分では、回転駆動によるトナー搬送面の面積を大きくしてあり、収容されたトナーを充分に流動させ攪拌する。また、その先端部が開口部近傍を通過する部分では、回転駆動によるトナー搬送面の面積を小さくした形状をしており、過剰な量のトナーを開口部１０７へ導くことを防止している。開口部１０７近傍のトナーは、トナー攪拌部材によって適度にほぐされ、自重によって開口部１０７を通過しトナー供給室１０２へと落下移動する。供給ローラ１０５の表面には３００μｍ〜５００μｍの空孔(セル)を有した構造の発泡材料が被覆されており、トナー供給室１０２内に運ばれてきたトナーを効率よく付着させて取り込むと共に、現像ローラ１０３との当接部での圧力集中によるトナー劣化を防止している。発泡材料は１０３Ω〜１０１４Ωの電気抵抗値に設定される。
【００５５】
供給ローラ１０５には、現像バイアスに対してトナーの帯電極性と同方向にオフセットさせた値の供給バイアスが印加される。この供給バイアスは、現像ローラ１０３との当接部で予備帯電されたトナーを現像ローラ１０３に押し付ける方向に作用する。ただし、オフセットの方向はこれに限ったものではなく、トナーの種類によってはオフセットを０もしくはオフセットの方向を変えてもよい。供給ローラ１０５は反時計回りの方向に回転し、表面に付着させたトナーを現像ローラ１０３の表面に塗布供給する。現像ローラ１０３の表面粗さ（Ｒａ）は１．１μｍ〜１．８μｍに設定され、必要量のトナーが表面に保持される。現像ローラ１０３は反時計回りの方向に回転し、表面に保持したトナーを薄層形成部材１０４及び感光体ドラム２０との対向位置へと搬送する。
【００５６】
薄層形成部材１０４は自由端側を現像ローラ１０３表面に１０Ｎ／ｍ〜１００Ｎ／ｍの押圧力で当接させたもので、その押圧力下を通過したトナーを薄層化すると共に摩擦帯電によって電荷を付与する。更に薄層形成部材１０４には、摩擦帯電を補助するために、現像バイアスに対してトナーの帯電極性と同方向にオフセットさせた値の規制バイアスが印加してもよい。
感光体ドラム２０は時計回りの方向に回転しており、従って現像ローラ１０３表面は感光体ドラム２０との対向位置において感光体ドラム２０の進行方向と同方向に移動する。薄層化されたトナーは、現像ローラ１０３の回転によって感光体ドラム２０との対向位置へ搬送され、現像ローラ１０３に印加された現像バイアスと感光体ドラム２０上の静電潜像によって形成される潜像電界に応じて、感光体ドラム２０表面に移動し現像される。感光体ドラム２０上に現像されずに現像ローラ１０３上に残されたトナーが再びトナー供給室１０２内へと戻る部分には、封止シール１０８が現像ローラ１０３に当接して設けられ、トナーは現像装置外部に漏れでないように封止される。
【００５７】
本発明の画像形成装置及び画像形成方法によれば、現像ローラの直径及び供給ローラの直径をそれぞれ１２ｍｍ以下の小径としても、優れた定着性及び耐固着性を両立でき、良好な画像を形成することができる。
【実施例】
【００５８】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００５９】
（合成例１）
−第１のバインダー樹脂の作製−
ビニル系モノマーとして、スチレン６００ｇ、アクリル酸ブチル１１０ｇ、アクリル酸３０ｇ及び重合開始剤としてジクミルパーオキサイド３０ｇを滴下ロートに入れた。ポリエステルの単量体のうち、ポリオールとして、ポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン１２３０ｇ、ポリオキシエチレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン２９０ｇ、イソドデセニル無水コハク酸２５０ｇ、テレフタル酸３１０ｇ、無水１，２，４−ベンゼントリカルボン酸１８０ｇ及びエステル化触媒としてジブチル錫オキシド７ｇを、温度計、ステンレス製攪拌機、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した５リットル四つ口フラスコに入れ、マントルヒーター中で窒素雰囲気下に、１６０℃の温度で撹拌しつつ、滴下ロートよりビニル系モノマー樹脂と重合開始剤の混合液を１時間かけて滴下した。１６０℃に保持したまま２時間付加重合反応を熟成させた後、２３０℃に昇温して縮重合反応を行った。重合度は、定荷重押出し形細管式レオメータを用いて測定した軟化点により追跡を行い、所望の軟化点に達したときに反応を終了させて、軟化点（Ｔｍ）が１１５℃、１３８℃、及び１５９℃の第１のバインダー樹脂Ｈ１、Ｈ２、及びＨ３をそれぞれ合成した。
【００６０】
（合成例２）
−第２のバインダー樹脂の作製−
ポリオールとして、ポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン２２１０ｇ、テレフタル酸８５０ｇ、無水１，２，４−ベンゼントリカルボン酸１２０ｇ、及びエステル化触媒としてジブチル錫オキシド０．５ｇを、温度計、ステンレス製攪拌機、流下式コンデンサー、及び窒素導入管を装備した５リットル四つ口フラスコに入れ、マントルヒーター中で窒素雰囲気下２３０℃に昇温して縮重合反応を行わせた。重合度は、定荷重押出し形細管式レオメータを用いて測定した軟化点により追跡を行い、所望の軟化点に達したときに反応を終了させ、軟化点（Ｔｍ）が１００℃の第２のバインダー樹脂Ｌ１を合成した。
【００６１】
（製造例１〜１０及び比較製造例１〜５）
−トナーの作製−
表１に示す、第１及び第２のバインダー樹脂（質量比が５０：５０）の合計１００質量部に対して、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｒｅｄ  ５７：１を４質量部含有相当のマスターバッチ、表１に示す含有量のパラフィンワックス、及びホウ素系荷電制御剤１質量部をヘンシェルミキサーで十分混合した後、２軸押し出し混練機（ＰＣＭ−３０、池貝鉄工株式会社製）を使用して、溶融混練した。得られた混練物を冷却プレスローラーで２ｍｍ厚に圧延し、冷却ベルトで冷却した後、フェザーミルで粗粉砕した。その後、機械式粉砕機（ＫＴＭ、川崎重工業株式会社製）で平均粒径１０〜１２μｍまで粉砕し、更に、ジェット粉砕機（ＩＤＳ、日本ニューマチック工業株式会社製）で粗粉分級しながら粉砕した後、微粉分級をロータ型分級機（ティープレックス型分級機タイプ、１００ＡＴＰ、ホソカワミクロン株式会社製）を使用して分級を行い、製造例１〜１０及び比較製造例１〜５のトナー母体粒子を作製した。
各トナー母体粒子の作製において、溶融混練前のヘンシェルミキサーの混合条件、及び混練条件を変化させて、トナー表面へのワックス露出量を調整することができる。例えば、ヘンシェルミキサーの混合を強化すればワックス粒径が小さくなり、表面ワックス露出量は少なくなる。また、溶融混練時の処理温度、圧力によっても表面ワックス露出量を調整することができる。例えば、より低温で混練することで、樹脂に対するせん断力が上がり、ワックス粒径が小さくなり、表面ワックス露出量は少なくなる。
得られたトナー母体粒子１００質量部に対して無機微粒子（キャボジル社製、ＴＳ５３０）を３．０質量部添加し、ヘンシェルミキサーで混合処理して、各マゼンタトナーを作製した。
【００６２】
得られた各マゼンタトナーについて、以下のようにして、諸特性を測定した。結果を表１に示す。
【００６３】
＜ワックスの融点＞
ワックスの融点は、示差走査熱量計（ＤＳＣ−２００、セイコー電子株式会社製）を用い、各トナー５ｍｇを精密に秤量し、アルミニウムパンに入れ、昇温速度３０℃／分で常温から２００℃まで昇温した後、冷却した。次に、昇温速度１０℃／分で２０℃から１２０℃の間で測定を行い、この昇温過程で３０℃〜９０℃の範囲におけるメイン吸熱ピーク温度をワックスの融点とした。なお、リファレンスとして、アルミナをアルミニウムパンに入れたものを使用した。
【００６４】
＜トナー表面へのワックス露出量＞
無機微粒子を添加する前の各トナー母体粒子を１．０ｇ計量し、ｎ−ヘキサン７ｍｌを加え、１２０ｒｐｍで１分間ロールミルで攪拌した後、この溶液を吸引ろ過し、真空乾燥でｎ−ヘキサンを除去して、残った成分の質量（ｍｇ）を測定し、該質量を表面ワックス露出量とした。
【００６５】
＜円錐ロータ法によるトルク評価＞
図２に示す測定装置１は、圧密ゾーン２及び測定ゾーン３からなる。圧密ゾーン２は、各トナーを入れる試料容器２３、その容器を上下させる昇降ステージ２４、圧密させるピストン２５、該ピストン２５に荷重を加えるおもり２６等から構成される。なお、この構成は一例であり、限定されるものではない。この構成では、各トナーを入れた試料容器２３を上昇させ、圧密用のピストン２５に接触させ、更に上昇させてピストン２５におもり２６の荷重が全てかかるようにし、おもり２６が支持板より浮いた状態になるようにして一定時間放置する。その後、各トナーを入れた試料容器２３が載せてある昇降ステージ２４を下げて、ピストン２５をトナー表面から離す。ピストン２５は、どんな材質でもよいが、トナーを押しつける表面の表面性がスムーズである必要がある。そのため、加工しやすくて、表面が固く、変質しない材質がよい。また、帯電によるトナー付着が無いようにする必要があり、導電性の材質が適している。この材質の一例としては、ＳＵＳ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、黄銅があるが、本実施例では黄銅を用いた。
測定ゾーン３はトナーを入れる容器３３、その容器を上下させる昇降ステージ３４、荷重を測定するロードセル３２、トナーのトルクを測定するトルクメータ３５等から構成される。なお、この構成は一例であり、限定されるものではない。円錐ロータ３６をシャフトの先端に取付け、そのシャフト自体を固定（上下方向の移動に関して）する。トナーを入れた試料容器３３を中央部に乗せた昇降ステージ３４は、上下できるようになっており、容器３３を上げることにより、容器３３の中央に円錐ロータ３６が回転しながら侵入してくるようにした。円錐ロータ３６にかかるトルクは上部にあるトルクメータ３５により検出し、トナーの入った容器３３にかかる荷重は容器３３の下にあるロードセル３２で検出した。円錐ロータ３６の移動量は図示しない位置検出器で行った。この構成は一例であり、シャフト自体を上下させたりするなど他の構成でもよい。
また、容器３３の下部にあるロードセル３２を用いて、トナー質量を測定し、粉体相の高さ情報及び質量情報から、トナー相の圧密状態を評価してもよい。これらの情報の演算は不図示の電子計算機を用いて行った。
円錐ロータ３６の形は、前述したように頂角が２０°（図３Ｂ参照）〜１５０°（図３Ａ参照）のものがよい。円錐ロータ３６の長さは、円錐状のロータの部分が十分粉体相の内部まで入るように長くする必要がある。
試料容器３３の材質については問わないが、トナーとの帯電による影響が出ないように導電性の材質が適している。また、トナーを入れ替えながら測定するため、汚れを少なくするために表面が鏡面に近いものがよい。容器３３のサイズは重要であり、円錐ロータ３６が回転しながら侵入するときに容器の壁の影響がでないように円錐ロータ３６の直径に対して大き目の（直径）サイズを選択する必要がある。
円錐ロータ３６のトルクメータ３５への取付けは、図４に示すように取付けねじ３７で行うようにし、種々の材質の異なる円錐ロータ３６を簡単に着脱できるようにした。ねじ１本での着脱であるので、異なる材質で作製した円錐ロータ３６を簡単に交換でき、種々の材質とトナー間の流動性を評価できる。
トルクメータ３５は高感度タイプのものがよく、非接触方式のものが適している。ロードセル３２は荷重レンジが広く、分解能の高いものが適している。位置検出器はリニアスケール、光を用いた変位センサ等があるが、精度的に０．１ｍｍ以下の仕様が適している。昇降機は、サーボモータやステッピングモータを用いて、精度よく駆動できるものがよい。
測定は、容器２３にトナーを一定量投入し、本装置にセットした。その後、圧密ゾーン２にて昇降ステージ２４を上昇させ、一定の荷重のかかっているピストンで粉体表面を押付け、圧密したトナー相状態を作り出す。一定時間圧密した後は、容器２３を下げ、元の位置に戻した。
その後、圧密状態を測定したトナーの入った容器２３を測定ゾーン３の昇降ステージ３４に容器３３として設置した。この動作は、昇降ステージ３４を回転させることにより、圧密ゾーン２から測定ゾーン３に移動させてもよい。
その後、円錐ロータ３６を回転させながら容器３３中のトナー相の中に侵入させた。トルクや荷重測定に入るときには、決められた回転数、侵入速度で行う。円錐ロータ３６の回転方向は任意である。円錐ロータ３６の侵入距離は、浅いとトルクや荷重の値が小さく、データの再現性等に問題が生じるため、データの再現性のある領域まで深く侵入させた方がよい。本実施例では、５ｍｍ以上侵入させればほぼ安定した測定が可能であった。
【００６６】
測定は、以下のような測定モードで行った。
（１）容器２３に各トナーを充填した。
（２）トナー相をピストン２５により圧密し、圧密状態を作り出した。
（３）円錐ロータ３６を回転させながら侵入させ、そのときのトルク（表１参照）、及び荷重を測定した。
（４）円錐ロータ３６がトナー表面層から予め設定した深さ迄侵入したところで、侵入動作を止めた。
（５）円錐ロータ３６を引抜く動作を開始した。
（６）円錐ロータ３６の先端がトナー相表面から抜け、完全にフリーになった時点（最初のホームポジション）で円錐ロータ３６の引抜き動作を停止し、回転も止めた。
以上の（１）〜（６）の操作を繰返して測定を行った。なお、測定は連続的に行ってもよい。
圧密状態の評価法としては、空間率を算出する方法がある。本測定法では、トナー相の空間率が重要になり、空間率は０．４以上のとき安定して測定が可能である。０．４未満では圧密状態の微妙な条件の違いがトルク、荷重に影響を及ぼし、安定した測定が困難である。トナー相の空間率の範囲としては、種々な測定法の場合を含めて、０．４〜０．７であり、０．７より大きい場合にはトナーが飛散し、測定には適していない。
本実施例においては、おもり２６の荷重を変化させて測定を行い、空間率とトルクの変化を一次回帰し、空間率５８％の時のトルクを算出した。
【００６７】
＜トナーの体積平均粒径＞
コールターカウンター法によるトナーの粒度分布の測定装置として、コールターマルチサイザーＩＩ（コールター社製）を用いた。
まず、電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（アルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加えた。ここで、電解水溶液としては１級塩化ナトリウムを用いて１質量％ＮａＣｌ水溶液を調製したものが用いられ、本実施例ではＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）を使用した。次いで、測定試料を固形分で２〜２０ｍｇ添加した。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で１〜３分間分散処理を行い、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用い、トナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出した。得られた分布から、トナーの体積平均粒径（Ｄｖ）を求めた。
チャンネルとしては、２．００μｍ以上２．５２μｍ未満；２．５２μｍ以上３．１７μｍ未満；３．１７μｍ以上４．００μｍ未満；４．００μｍ以上５．０４μｍ未満；５．０４μｍ以上６．３５μｍ未満；６．３５μｍ以上８．００μｍ未満；８．００μｍ以上１０．０８μｍ未満；１０．０８μｍ以上１２．７０μｍ未満；１２．７０μｍ以上１６．００μｍ未満；１６．００μｍ以上２０．２０μｍ未満；２０．２０μｍ以上２５．４０μｍ未満；２５．４０μｍ以上３２．００μｍ未満；３２．００μｍ以上４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μｍ以上乃至４０．３０μｍ未満の粒子を対象とする。
【００６８】
＜トナーの軟化点（Ｔｍ）の測定＞
各トナーの軟化点（Ｔｍ）は、フローテスター（ＣＦＴ−５００、島津製作所製）を用い、測定試料１．５ｇを秤量し、高さ１．０ｍｍ×直径１．０ｍｍのダイを用いて、昇温速度３．０℃／ｍｉｎ、予熱時間１８０秒、荷重３０ｋｇ、測定温度範囲８０℃〜１４０℃の条件で測定を行い、上記の試料が１／２流出した時の温度をトナーの軟化点とした。
【００６９】
【表１】
2013122607.tif 000003
【００７０】
（製造例１１〜２３）
−現像ローラの作製−
外径５ｍｍの芯金を内径８ｍｍの円筒状金型内に同心となるように配置し、弾性基層として液状導電性シリコーンゴムを注入後、１３０℃のオーブンに入れ、２０分間加熱成型し、脱型後、２００℃のオーブンで４時間２次加硫を行い、弾性基層厚み３ｍｍのローラを形成した。
次いで、ウレタン樹脂（ポリエーテルポリウレタン）を固形分濃度１０質量％となるように、メチルエチルケトンで希釈し、導電材料としてカーボンブラックを固形分１００質量部に対して３０質量部添加した後、十分に分散したものに、硬化剤（芳香族ジイソシアネート）をウレタン樹脂の固形分１００質量部に対し１０質量部添加し、攪拌した塗料を、先に成型したローラ上にディッピングにより膜厚１０μｍとなるように塗布し、８０℃のオーブンで１５分間乾燥後、１４０℃のオーブンで４時間硬化して中間層を形成した。
更に、中間層上に、ウレタン樹脂（ポリエーテルポリウレタン）とアクリル樹脂とを９５：５（質量比）に混合し、固形分濃度が１０質量％となるように、メチルエチルケトンで希釈し、導電材料としてカーボンブラックを固形分１００質量部に対して４０質量部、表面粗し材としてのアクリルビーズ（平均粒径１５μｍ）を固形分１００質量部に対し５質量部添加した後、十分に分散したものに、硬化剤（芳香族ジイソシアネート）をウレタン樹脂の固形分１００質量部に対し１０質量部添加し、攪拌した表面層塗布液を、ディッピングにより膜厚１０μｍとなるように塗布し、８０℃のオーブンで１５分間乾燥後、１４０℃のオーブンで４時間硬化し、表面粗さＲａが１．１４μｍの表面層を形成した。以上により、製造例１１の現像ローラを作製した。
また、表２に示すようにアクリルビーズの添加量を変えることによって、表２に示す表面粗さＲａに調整し、表２に示すローラ直径の現像ローラを作製した。
【００７１】
−供給ローラの作製−
ポリオール類（ポリエーテルポリオール）１００ｇ、及びポリイソシアネート類（芳香族ポリイソシアネート）３０ｇを含む原料を用い、スラブ発泡法によってポリウレタン発泡体を作製し、それを内径が４ｍｍになるように円筒状に切り取り、中心に外径４ｍｍの芯金を挿入して接着させた。以上により、製造例１１の供給ローラを作製した。
表２に示すポリオール類の粘度に調整することによって、表２に示すセル径に調整し、表２に示すローラ直径の供給ローラを作製した。
【００７２】
得られた各現像ローラ及び供給ローラについて、以下のようにして、現像ローラの表面粗さ及び供給ローラのセル径を測定した。結果を表２に示す。
【００７３】
＜現像ローラの表面粗さ（Ｒａ）＞
現像ローラの表面粗さ（Ｒａ）は、接触式表面粗さ測定器（ＳＵＲＦＣＯＭ  １４００、東京精密社製）を用いて、現像ローラの軸方向２５ｍｍの長さにて測定した。
【００７４】
＜供給ローラのセル径＞
供給ローラのセル径は、光学顕微鏡（ＣＸ３１−Ｐ、オリンパス社製）を用い、セルをランダムに１００個観察し、画像処理により円相当径を求め、その平均値をセルの平均径とした。
【００７５】
【表２】
2013122607.tif 000004
【００７６】
（実施例１〜１０及び比較例１〜５）
次に、表３に示すトナー、現像ローラ、及び供給ローラを搭載した現像装置を備えた画像形成装置を用いて、以下のようにして、耐固着性、定着性、及び画像品質を評価した。結果を表３に示す。
【００７７】
＜耐固着性の評価＞
表３に示すトナー、現像ローラ、及び供給ローラを搭載した現像装置を備えるように改造したカラーレーザープリンター（株式会社リコー製、ＩＰＳＩＯ  ＣＸ２５００）を用いて印字率５％の画像を５，０００枚印刷後、ベタ画像を採取後、スジの発生の有無を目視観察し、下記基準で評価を行った。
〔評価基準〕
○：スジの発生がなく、問題なし
△：縦白スジがあるが、品質上問題ない
×：縦白スジがあり、品質上問題あり
【００７８】
＜定着性＞
表３に示すトナー、現像ローラ、及び供給ローラを搭載した現像装置を備えるように改造した画像形成装置（株式会社リコー製、ｉｐｓｉｏ  ＣＸ７５００）の定着機を取り外した改造機に、トナー５質量部と、シリコーン樹脂被覆キャリア９５質量部とを混合攪拌して作製した二成分現像剤を搭載し、転写紙（株式会社リコー製、タイプ６２００Ｙ目紙）に縦方向の先端余白３ｍｍを有するベタ画像で、１．１±０．１ｍｇ／ｃｍ２のトナーが現像されるように調整を行い、未定着状態の転写紙を６枚出力した。
次に、カラーレーザープリンター（株式会社リコー製、ＩＰＳＩＯ  ＣＸ２５００）の定着部分のみを取り出し、定着ベルトの温度及びベルト線速度を所望の値になるように改造した定着試験装置を用い、ベルト線速度１２５ｍｍ／ｓｅｃに設定して、定着ベルトの温度を１４０℃〜１９０℃の範囲で１０℃刻みの温度で先端余白３ｍｍのほうから転写紙の定着を行った。転写紙が定着ベルトに巻きついたり、定着機の出口で蛇腹のようになって詰まったりすることなく、正常に定着できた枚数によって、下記基準に基づき評価した。
〔評価基準〕
○：正常に定着できた枚数が５枚以上
△：正常に定着できた枚数が２枚以上５枚未満
×：正常に定着できた枚数が２枚未満
【００７９】
＜画像品質＞
表３に示すトナー、現像ローラ、及び供給ローラを搭載した現像装置を備えるように改造したカラーレーザープリンター（株式会社リコー製、ＩＰＳＩＯ  ＣＸ２５００）を用いて印字率５％の画像を５，０００枚印刷後、白紙、ハーフ画像、及びベタ画像を出力し、目視にて、画像及び現像部材（薄層形成部材、感光体等）の評価を下記基準により行った。
〔評価基準〕
○：画像及び現像部材に問題が見られない
△：現像部材に問題が見られるものの、画像上に問題は見られない
×：画像上に問題が見られる
【００８０】
【表３】
2013122607.tif 000005
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明の画像形成装置及び画像形成方法は、現像ローラの直径及び供給ローラの直径をそれぞれ１２ｍｍ以下の小径としても、優れた定着性及び耐固着性を両立でき、良好な画像を形成することができるので、各種電子写真方式のプリンター、ファックス等に幅広く使用される。
【符号の説明】
【００８２】
２０      感光体ドラム
１０１      トナー収容室
１０２      トナー供給室
１０３      現像ローラ
１０４      薄層形成部材
１０５      供給ローラ
１０６      トナー撹拌部材
１０７      トナー開口部
１０８      封止シール
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８３】
【特許文献１】特許第３９１９５４１号公報
【図２】
2013122607.tif 000006
【図３Ａ】
2013122607.tif 000007
【図３Ｂ】
2013122607.tif 000008
【図４】
2013122607.tif 000009
【図１】
2013122607.tif 000010