(57)【要約】【課題】現像装置を長時間駆動しても、現像剤担持体の表面に所望量の現像剤を安定的に担持させることができ、画像濃度の変動が抑えられる現像装置を提供する。【解決手段】規則的な凹凸部４２ａ、４２ｂを有する表面に現像剤を担持した状態で回転することにより、現像剤を潜像担持体２と対向する現像領域に搬送して現像剤を潜像担持体２に供給する現像剤担持体４２、回転する現像剤担持体４２の表面に接触して、現像領域に向かう現像剤の量を規制する規制部材４５、現像剤担持体４２に交番電圧を印加する現像バイアス印加手段１４２を備え、交番電圧は直流バイアスと交流バイアスを重畳したものであって、現像バイアス印加手段１４２は、現像装置の駆動時間に応じて、直流バイアス値を増大するとともに、交流バイアスの振幅を小さくする構成になっていることを特徴とする。【選択図】図１
2013195785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
規則的な凹凸部を有する表面に現像剤を担持した状態で回転することにより、前記現像剤を潜像担持体と対向する現像領域に搬送して前記現像剤を前記潜像担持体に供給する現像剤担持体と、
回転する前記現像剤担持体の表面に接触して、前記現像領域に向かう現像剤の量を規制する規制部材と、
前記現像剤担持体に交番電圧を印加する現像バイアス印加手段を備えた現像装置において、
前記交番電圧は直流バイアスと交流バイアスを重畳したものであって、
前記現像バイアス印加手段は、当該現像装置の駆動時間に応じて、前記直流バイアス値を増大するとともに、前記交流バイアスの振幅を小さくする構成になっていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
規則的な凹凸部を有する表面に現像剤を担持した状態で回転することにより、前記現像剤を潜像担持体と対向する現像領域に搬送して前記現像剤を前記潜像担持体に供給する現像剤担持体と、
回転する前記現像剤担持体の表面に接触して、前記現像領域に向かう現像剤の量を規制する規制部材と、
前記現像剤担持体に交番電圧を印加する現像バイアス印加手段を備えた現像装置において、
前記交番電圧は直流バイアスと交流バイアスを重畳したものであって、前記交流バイアスとして矩形波を用い、
前記現像バイアス印加手段は、当該現像装置の駆動時間に応じて現像側デューティを増大する構成になっていることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の現像装置において、
前記現像剤担持体と前記潜像担持体の間にギャップを設けて、前記現像剤担持体に直流バイアスと交流バイアスを重畳した前記交番電圧を印加することにより、前記現像剤を前記現像剤担持体から前記潜像担持体に飛ばして画像を形成することを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の現像装置において、
前記規制部材の材質が金属であることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項４に記載の現像装置において、
前記規制部材の材質が板状体からなり、その規制部材の前記現像剤担持体と対向する側の対向面と、その規制部材の先端面との間の稜線を形成するエッジ部が前記現像剤担持体の前記凸部の表面に接触する構成になっていることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
潜像を担持する潜像担持体と、
前記潜像担持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記帯電した潜像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
前記静電潜像に現像剤を供給してトナー画像を形成する現像手段を備えた画像形成装置において、
前記現像手段として、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体の表面を帯電する帯電手段と、前記潜像担持体の表面の付着物を除去する潜像担持体クリーニング手段のうちの少なくとも一つと、前記静電潜像に現像剤を供給してトナー画像を形成する現像手段とを１つのユニットとして共通の保持体に保持させて装置本体に対して着脱可能に装着されるプロセスユニットにおいて、
前記現像手段として、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の現像装置を用いることを特徴とするプロセスユニット。
【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、プリンタなどの画像形成装置に用いられる現像装置に係り、特に表面に規則的な凹凸形状を有する現像剤担持体を備えた現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複写機、ファクシミリ、プリンタなどの電子写真方式の画像形成装置においては、感光体などの潜像担持体（以下、感光体という）に形成された静電潜像を現像するのに様々な現像装置が使用されており、このような現像装置としては、トナーとキャリアを含む現像剤を使用した２成分現像方式の現像装置の他に、キャリアを用いずに現像剤としてトナーだけを使用した１成分現像方式の現像装置が知られている。
【０００３】
また、この１成分現像方式の現像装置においては、現像ローラなどの現像剤担持体（以下、現像ローラという）の表面に保持された現像剤を静電潜像が形成された像担持体の表面に接触させて現像を行う接触式の現像装置の他に、現像ローラを感光体と所要の間隔を介して対向するように設け、この現像ローラに交番電圧を印加して、現像ローラと感光体の間に交番電界を作用させ、現像ローラの表面に保持された現像剤を静電潜像が形成されている像担持体に供給して現像を行う非接触式の現像装置が知られている。
【０００４】
現像ローラとして、一般的には、ゴムなどで弾性層を形成したものや、表面をブラスト処理して粗面化した金属ローラが用いられる。しかし、このようなローラを用いた場合は、現像ローラとトナー層規制部材の間の圧力がトナーに直接かかるため、トナーが劣化しやすくなり、現像能力の低下が早くから発生する。また、劣化したトナーがトナー層規制部材に固着してしまい、画像にノイズが生じるという問題があった。
【０００５】
そこでこのような問題を改善するため、周期的に配列された複数の凸部と、その凸部を取り囲む凹部を表面に形成した現像ローラを用いることが特開２０１０−６６５３１号公報（特許文献１）において提案されている。これによれば、トナー層規制部材のトナーへの圧力をかけることなく、現像ローラにトナー薄層を形成することが可能となり、耐久性に優れているとされている。
【０００６】
また、特開２００７−１７８９０１号公報（特許文献２）及び特開２００７−１２１９５１号公報（特許文献３）にも、感光体との対向部である現像領域にトナーを搬送する現像ローラの表面上に、凸部の高さや凹部の深さが一定で規則的なパターンからなる凹凸部を形成した現像装置が記載されている。
【０００７】
この現像装置では、凹部の深さが一定で、その形成パターンが規則的であるため、トナー層規制部材によって凸部に存在するトナーを摺り切ることで、現像ローラ表面のトナーは凹部に収容されたトナーのみとなり、そのためトナーの担持量が安定する。
【０００８】
この現像装置では、凹部の容量を所望量のトナーを担持する容量に設定することにより、所望量のトナーを現像領域に搬送することができる。  
また、特許文献２及び３の現像装置は、ゴム製のトナー層規制部材を現像ローラに接触させて、現像ローラ表面のトナー量を規制する構成になっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、前記特許文献１に記載の現像ローラを用いた場合、現像装置の駆動（稼働）時間の積み重ねで、トナー層規制部材と現像ローラの摩擦により現像ローラの表面にある凸部が摩耗し、その結果、トナー供給能力が下がり、画像濃度の低下を招くという問題がある
また、特許文献２及び３に記載の現像装置のように、ゴム製のトナー層規制部材を現像ローラの表面に接触させてトナー量を規制する構成では、現像ローラ上のトナーを安定的に所望量とすることが困難であった。
【００１０】
本発明は、前述した問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、現像装置を長時間駆動（稼働）しても、現像剤担持体の表面に所望量の現像剤を安定的に担持させることができ、画像濃度の変動が抑えられる現像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、規則的な凹凸部を有する表面に例えば１成分現像剤などの現像剤を担持した状態で回転することにより、前記現像剤を潜像担持体と対向する現像領域に搬送して前記現像剤を前記潜像担持体に供給する例えば現像ロールなどの現像剤担持体と、
回転する前記現像剤担持体の表面に接触して、前記現像領域に向かう現像剤の量を規制する例えばドクタブレードなどの規制部材と、
前記現像剤担持体に交番電圧を印加する例えば現像バイアス電源などの現像バイアス印加手段を備えた現像装置において、
前記交番電圧は直流バイアスと交流バイアスを重畳したものであって、
前記現像バイアス印加手段は、当該現像装置の駆動時間に応じて、前記直流バイアス値を増大するとともに、前記交流バイアスの振幅を小さくする構成になっていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は前述したような構成になっており、現像装置を長時間駆動（稼働）しても、現像剤担持体の表面に所望量の現像剤を安定的に担持させることができ、画像濃度の変動が抑えられるという優れた効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る現像装置の概略構成図である。
【図２】その現像装置を備えた複写機の概略構成図である。
【図３】その現像装置の斜視図である。
【図４】その現像装置の他の方向から見た斜視図である。
【図５】図１と同じ方向から見た現像装置の断面図である。
【図６】その現像装置の一部を拡大した斜視図である。
【図７】下ケースの図示を省略した現像装置の一方の端部近傍の拡大斜視図である。
【図８】図７の状態から現像ローラの図示を省略した現像装置の拡大斜視図である。
【図９】下ケースの図示を省略した現像装置の他方の端部近傍の拡大斜視図である。
【図１０】図９の状態から現像ローラの図示を省略した現像装置の拡大斜視図である。
【図１１】その現像装置に用いる現像ローラの斜視図である。
【図１２】その現像ローラの側面図である。
【図１３】その現像ローラの表面形状を説明するめための図であり、同図（ａ）は現像ローラ全体の概略図、同図（ｂ）は現像ローラの表面の一部の拡大図である。
【図１４】その現像装置に用いる供給ローラの斜視図である。
【図１５】その供給ローラの側面図である。
【図１６】その現像装置に用いるドクタブレードの斜視図である。
【図１７】そのドクタブレードの側面図である。
【図１８】その現像装置に用いる攪拌パドルの斜視図である。
【図１９】その攪拌パドルの側面図である。
【図２０】現像ローラにたいするドクタブレードの当接状態を示す拡大図である。
【図２１】各材料のドクタブレードについて、現像ローラの回転時間に対するドクタブレードの削れ量を測定した結果を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を複写機に適用した実施形態について説明する。  
（複写機５００の全体説明）
図２は、本実施形態に係る複写機５００の概略構成図である。複写機５００は、複写装置本体（以下、プリンタ部１００という）、給紙テーブル（以下、給紙部２００という）及びプリンタ部１００上に取り付けるスキャナ（以下、スキャナ部３００という）から主に構成される。
【００１５】
プリンタ部１００は、４つのプロセスユニット１（１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ）、複数の張架ローラ間に架設されて図２中の矢印Ａ方向に移動する中間転写体としての中間転写ベルト７、露光装置６、定着装置１２などを備えている。
【００１６】
４つのプロセスユニット１の、符号の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの添字は、イエロー，マゼンタ，シアン，黒用の仕様であることを示している。４つのプロセスユニット１（１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ）は、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっているので、以下、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの添字を省略して説明する。
【００１７】
プロセスユニット１は、感光体２、帯電手段である帯電装置３、現像手段である現像装置４、及びクリーニング手段である感光体クリーニング装置５を、共通の保持体（図示せず）に一体に保持してユニット化したものである。各プロセスユニット１は、それぞれストッパー（図示せず）を解除することにより、プリンタ部５００に交換可能に装着されている。
【００１８】
感光体２は、図中の矢印で示すように時計周り方向に回転する。帯電装置３はローラ状の帯電部材を備えており、感光体２の表面に圧接されて、感光体２の回転により従動回転する。作像時には、帯電装置３には高圧電源（図示せず）により所定のバイアス電圧が印加され、感光体２の表面を帯電する。  
本実施形態では感光体２の表面に接触するローラ状の帯電部材を用いているが、帯電手段としてはこれに限るものではなく、例えばコロナ帯電器などの非接触帯電方式を用いてもよい。
【００１９】
露光装置６は、スキャナ部３００で読み込んだ原稿画像の画像情報またはパーソナルコンピュータ等の外部装置から入力される画像情報に基づいて、感光体２の表面に対して露光し、感光体２の表面に静電潜像を形成する。本実施形態では露光装置６として、レーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナ方式を用いているが、露光手段として例えばＬＥＤアレイを用いるものなど他の構成でも良い。
【００２０】
感光体クリーニング装置５は、中間転写ベルト７と対向する位置を通過した感光体２の表面上に残留する転写残トナーの除去を行う。  
４つのプロセスユニット１は、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色ごとのトナー像を感光体２上に形成する。４つのプロセスユニット１は、中間転写ベルト７の移動方向に並列に配設され、それぞれの感光体２上に形成されたトナー像を中間転写ベルト７に順に重ね合わせるようにして転写し、中間転写ベルト７上にカラーの可視像を形成する。
【００２１】
図２において、各感光体２に対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置には、１次転写手段としての１次転写ローラ８が配置されている。１次転写ローラ８には高圧電源（図示せず）により１次転写バイアス電圧が印加され、感光体２との間で１次転写電界を形成する。
【００２２】
この１次転写電界が形成されることにより、感光体２の表面上に形成されたトナー像が中間転写ベルト７の表面に転写される。中間転写ベルト７を張架する複数の張架ローラのうちの一つが駆動モータ（図示せず）によって回転することで、中間転写ベルト７が図中の矢印Ａ方向に表面移動する。移動する中間転写ベルト７の表面上に各色のトナー像が順次重ねて転写されることによって、中間転写ベルト７の表面上にフルカラー画像が形成される。
【００２３】
４つのプロセスユニット１の中間転写ベルト移動方向下流側には、張架ローラの一つである２次転写対向ローラ９ａに対して中間転写ベルト７を挟んで対向する位置に２次転写ローラ９が配置され、中間転写ベルト７との間で２次転写ニップを形成している。２次転写ローラ９と２次転写対向ローラ９ａとの間に所定の電圧を印加して、２次転写電界を形成する。
【００２４】
給紙部２００から給紙され、図１中の矢印Ｃ方向に搬送される転写材である転写紙Ｐが前記２次転写ニップを通過する際に、中間転写ベルト７の表面上に形成されたフルカラー画像が、２次転写ローラ９と２次転写対向ローラ９ａとの間に形成された２次転写電界によって転写紙Ｐに転写される。
【００２５】
２次転写ニップに対して転写紙Ｐの搬送方向下流側に、定着装置１２が配置されている。２次転写ニップを通過した転写紙Ｐは定着装置１２に到達し、定着装置１２における加熱及び加圧によって転写紙Ｐ上にフルカラー画像が定着され、その後転写紙Ｐは複写機５００の装置外に排出される。
【００２６】
一方、２次転写ニップで転写紙Ｐに転写されず中間転写ベルト７の上に残ったトナーは、転写ベルトクリーニング装置１１によって中間転写ベルト７から除去・回収される。
【００２７】
中間転写ベルト７の上方には、各色トナーを収容するトナーボトル４００（４００Ｙ，４００Ｍ，４００Ｃ，４００Ｋ）が複写機５００本体に対して着脱可能に配置されている。各色トナーボトル４００に収容されたトナーは、各色に対応するトナー補給装置（図示せず）によって各色の現像装置４に供給される。
【００２８】
（現像装置４の説明）
次に、プロセスユニット１内に備えられている現像装置４について説明する。  
図１は本実施形態に係る現像装置４の概略図であり、図２中の紙面奥側から見た断面図である。図３と図４は現像装置４の斜視図であり、それぞれ異なる方向から見た図である。図５は図１と同じ方向から見た現像装置４の断面図、図６は現像装置４の一部を拡大した斜視図であり、その一部をＺ−Ｘ断面で示している。図７は下ケース４１３の図示を省略した現像装置４の一方の端部（図２中の奥側端部）近傍の拡大斜視図、図８は図７の状態から現像ローラ４２の図示を省略した現像装置４の拡大斜視図である。図９は、下ケース４１３の図示を省略した現像装置４の他方の端部（図２中の手前側端部）近傍の拡大斜視図、図１０は図９の状態から現像ローラ４２の図示を省略した現像装置４の拡大斜視図である。
【００２９】
図４に示すように、現像装置４の現像ケーシング４１は、上ケース４１１と中ケース４１２と下ケース４１３を組み合わせて構成されている。中ケース４１２はトナー収容部４３を形成し、上ケース４１１にはトナー収容部４３と外部とを連通する現像剤補給部であるトナー補給口５５が形成されている。上ケース４１１には、現像ローラ４２と上ケース４１１との隙間をシールする入口シール４７が設けられている。
【００３０】
中ケース４１２には、現像ローラ４２、供給ローラ４４、ドクタブレード４５、攪拌パドル４６、供給スクリュ４８及びトナー残量センサ４９等が設けられている。
【００３１】
現像装置４には、内部と外部とを連通する開口部５６が長手方向（図中Ｙ軸方向）に沿って設けられている。開口部５６内にはトナーを内部から外部（感光体と対向する現像領域α）まで担持搬送する円筒状の現像ローラ４２が設けられている。
【００３２】
現像装置４では、供給ローラ４４が図１中の矢印Ｃ方向（図１中の時計回り方向）に回転して表面移動することにより、トナー収容部４３内のトナーＴを現像ローラ４２に対向する領域である供給ニップβに搬送し、現像ローラ４２の表面にトナーを供給する。現像ローラ４２は、供給されたトナーを表面上に担持して、図１中の矢印Ｂ方向（図１中の時計回り方向）に回転して表面移動することにより、現像ローラ４２上のトナーを所定量に規制するドクタブレード４５との対向部までトナーを搬送する。
【００３３】
ドクタブレード４５は現像ローラ４２との対向部で、現像ローラ４２の表面移動方向に対してカウンター方向（ドクタブレード４５の先端がドクタブレード４５の基部よりも現像ローラ４２の回転方向上流側になるよう）に当接し、ドクタブレード４５との対向部で所定量に規制されたトナーは、現像ローラ４２の回転によって感光体２との対向部である現像領域αに到達する。また、供給ニップβでは、供給ローラ４４の表面は下方から上方に向かって移動し、現像ローラ４２の表面は反対に上方から下方に向かって移動する。
【００３４】
現像領域αでは、現像バイアス電源１４２から現像ローラ４２に印加された現像バイアスと感光体２表面上の潜像との電位差によって形成される現像電界に応じて、現像ローラ４２の表面上のトナーＴが感光体２の表面に移動し、感光体２の表面上の静電潜像部分にトナーが付着し、現像が行われる。感光体２は、現像ローラ４２に対して非接触で、図１中の矢印Ｄ方向に回転する。このため、現像領域αにおいて、現像ローラ４２の表面移動方向と感光体２の表面移動方向とは同方向となる。
【００３５】
また、現像バイアス電源１４２は、現像領域αに搬送されたトナーによる潜像の現像のために、現像ローラ４２から感光体２へトナーを向かわせるための第１電圧と、感光体２から現像ローラ４２へトナーを向かわせるための第２電圧とを交互に繰り返して現像ローラ４２に印加するＡＣバイアスの電圧印加部である。  
本実施形態では、ｆ＝５００〜１００００Ｈｚ，Ｖｐｐ＝５００〜３０００Ｖ，Ｄｕｔｙ＝５０〜９０％の矩形波を使用した。
【００３６】
詳細は後述するが、現像ローラ４２の表面は、凸部４２ａの高さや凹部４２ｂの深さが実質的に一定の規則的な凹凸形状をしている。現像領域αで現像に寄与せず、現像領域αを通過した現像ローラ４２の表面上のトナーＴは、供給ニップβで供給ローラ４４によって回収され、現像ローラ４２表面のリセットがなされる。
【００３７】
現像ローラ４２の表面に形成された凹部４２ｂに担持されたトナーＴは、回収され難い。そして、現像領域αを通過したトナーＴが供給ニップβを通過し、現像ローラ４２に担持されたままとなると、トナーＴが現像ローラ４２に固着してトナーフィルミングが発生する。トナーフィルミングが発生すると、現像ローラ４２上のトナーＴの単位重量当たりの帯電量や現像ローラ４２の単位面積当たりのトナー量が不安定になり、現像時の濃度ムラの発生の原因となる。
【００３８】
本実施形態の現像装置４では、現像ローラ４２と供給ローラ４４とが対向する供給ニップβでは、現像ローラ４２の表面移動方向と供給ローラ４４の表面移動方向とが逆方向となっている。これにより、供給ニップβにおける現像ローラ４２の表面と供給ローラ４４の表面との線速差が大きくなり、供給ニップβでの供給ローラ４４による回収性能の向上を図ることができる。
【００３９】
よって、トナーＴが現像ローラ４２に担持されたままとなることを抑制し、現像ローラ４２の表面にトナーＴが固着することを抑制でき、現像ローラの表面に現像剤が固着することに起因する現像時の濃度ムラの発生を抑制することができる。
【００４０】
図１に示すように、現像装置４では供給ローラ４４をトナー収容部４３の上部に配置し、供給ローラ４４の少なくとも一部が攪拌パドル４６の回転を停止した状態のトナー収容部４３内のトナーＴの剤面よりも上方となるようになっている。そして、供給ニップβに対して供給ローラ４４の表面移動方向下流側の領域（以下、供給ニップ下流側領域と呼ぶ。）がトナーＴの剤面よりも上方となっている。
【００４１】
供給ニップ下流側領域にトナーが充填されていると、その充填された状態のトナーが新たなトナーが供給ニップ下流側領域に入ってくることを阻害し、供給ニップβにおける現像ローラ４２からのトナーの回収効率を低下させるおそれがある。
【００４２】
これに対して本実施形態の現像装置４は図１に示すように、供給ニップ下流側領域がトナーＴの剤面よりも上方となっているため、供給ニップ下流側領域にはトナーが充填されておらず、供給ニップ下流側領域に存在するトナーによって、供給ニップβにおける現像ローラ４２からのトナーの回収を阻害されることがなく、効率的にトナーの回収を行うことができ、トナーのリセット性を向上できる。
【００４３】
さらに、現像ローラ４２の表面に対するドクタブレード４５の当接状態としては、図２０に示すように先端当て状態であり、凸部４２ａの頂面に存在するトナーＴを摺り切ることができて、より好ましい。
【００４４】
先端当てとは、ドクタブレード４５をエッジ当ての状態で現像ローラ４２に接触させる。ここでエッジ当てとは、図２０に示すドクタブレード４５の対向面４５ｂと先端面４５ａとの間の稜線を形成するエッジ部４５ｃが、現像ローラ４２の凸部４２ａの表面に接触する状態である。
【００４５】
ここで稜線を形成するエッジ部４５ｃにおいて、稜線は丸みを帯びてもよいし、面取りされてもよい。図２０は、ドクタブレード４５の対向面４５ｂと先端面４５ａとを延長させた面が交差する箇所、すなわちエッジ部４５ｃの近傍を示す図である。具体的には、平板状のドクタブレード４５の自由端側の先端部の現像ローラ４２側の角部（丸みがあっても、面取りされてもよい）が、現像ローラ４２の凸部４２ａに接触するようになっておればよい。
【００４６】
なお、ドクタブレード４５を折り曲げて、その曲げ部分を現像ローラ４２の凸部４２ａに接触させる手段もあるが、トナーＴを摺り切る効果は、ドクタブレード４５の自由端側先端部を現像ローラ４２の凸部４２ａに接触させる方が効果が高く、望ましい。
【００４７】
（現像ローラ４２の説明）
次に、現像ローラ４２について説明する。図１１は現像ローラ４２の斜視図、図１２は現像ローラ４２の側面図、図１３は現像ローラ４２の表面形状を説明するめための図であり、同図（ａ）は現像ローラ４２全体の概略図、同図（ｂ）は現像ローラ４２の表面の一部の拡大図である。
【００４８】
現像ローラ４２は、現像ローラ軸４２１に現像ローラ円筒部４２０を設けた構成であり、現像ローラ円筒部４２０に対して軸方向外側である軸方向両端部近傍の現像ローラ軸４２１には、スペーサー４２２が設けられている。
【００４９】
現像ローラ４２は、現像ローラ軸４２１を中心に回転可能に設けられており、現像ローラ軸４２１の軸方向が現像装置４の長手方向（図中Ｙ軸方向）と平行になるように配置されている。現像ローラ軸４２１の軸方向両端は、中ケース４１２の側壁部４１２ｓに対して回転可能に取り付けられている。現像ローラ４２の表面の一部は開口部５６から現像装置４の外部に露出し、この露出した表面が下方から上方に表面移動してトナーを搬送するように、現像ローラ４２は図１中の矢印Ｂ方向に回転する。
【００５０】
また、現像ローラ４２は、軸方向両端部近傍に設けられたスペーサー４２２が感光体２の表面に接触することにより、現像領域αにおける現像ローラ円筒部４２０の表面と感光体２の表面との距離（現像ギャップ）を一定に保っている。
【００５１】
現像ローラ４２は、基材と、この基材の外周面に形成された表面層からなる。基材は５０５６アルミニウム合金や６０６３アルミニウム合金などのアルミニウム系、あるいはＳＴＫＭ鉄合金などの鉄系の金属材料スリーブから構成されている。
【００５２】
現像ローラ円筒部４２０は図１３（ａ）に示すように、その表面の構造の相違に基づき、主として、２つの部分（溝形成部４２０ａと非溝形成部４２０ｂ）に分けられる。
【００５３】
溝形成部４２０ａは、現像ローラ４２の軸方向において中央部を含む部分であり、トナーを適切に担持させるために凹凸加工がその表面に施されている。本実施形態では、凹凸加工として、所謂、転造加工が用いられ、図１３（ｂ）に示すように、凸部４２ａは互いに巻き方向の異なる螺旋状の第１溝Ｌ１および第２溝Ｌ２に囲まれて形成されている。
【００５４】
本実施形態の現像ローラ４２では、凸部４２ａの軸方向のピッチ幅Ｗ１は８０［μｍ］、凸部４２ａの頂面の軸方向長さＷ２は４０［μｍ］である。さらに、凹部４２ｂから凸部４２ａの頂面までの高さである凹部深さは１０［μｍ］、第１溝Ｌ１と第２溝Ｌ２の傾斜角は４５°である。ただし、ピッチ幅Ｗ１、頂面の軸方向長さＷ２、凹部深さ及び第１溝Ｌ１と第２溝Ｌ２の傾斜角の値は一例であり、この値に限られるものではない。
【００５５】
第１溝Ｌ１および第２溝Ｌ２は、何れもそれらの傾斜方向に所定の周期幅（ピッチ幅Ｗ１に相当）で周期的に形成されている。なお、第１溝Ｌ１および第２溝Ｌ２の各傾斜角及び周期幅は、互いに異ならせることもできる。また、凸部４２ａの頂面の軸方向長さＷ２は、凸部４２ａの軸方向のピッチ幅Ｗ１の１／２以上が好ましい。
【００５６】
現像ローラ４２としては、その表面層がトナーを正規帯電させる材料であることが望ましい。フィルミングによって低帯電トナーが生まれた場合においても、ジャンピングしたトナーＴによってたたき出された低帯電トナーが、凸部４２ａや凹部４２ｂのフィルミングが起きていない部分で帯電できるため、低帯電トナーを減少させることができ、画像濃度が安定化する。
【００５７】
また、現像ローラ４２としては、その表層材料がドクタブレード４５（ブレード部材４５０）よりも硬い材質であることが望ましい。これにより、現像ローラ４２の表面の凸部４２ａがドクタブレード４５によって削れ難くなるため、凸部４２ａとドクタブレード４５で囲まれる凹部４２ｂの体積が変わりにくくなり、Ｍ／Ａ値（現像ローラ表面上の単位面積当りのトナーの担持量）が安定する。
【００５８】
また、現像ローラ４２の凸部４２ａの高さとして、使用するトナーＴの重量平均粒径よりも大きいことが望ましい。平均的な大きさのトナーＴが凹部４２ｂ内に収まるため、粒径の選択が起こりにくくなり、経時でのＭ／Ａ値（現像ローラ表面上の単位面積当りのトナーの担持量）が安定する。
【００５９】
凸部４２ａとドクタブレード４５が常に接触して、ドクタブレード４５や現像ローラ４２が削れることで、トナーのフィルミングや固着が発生しないように構成されている。本実施形態では、初期の溝の深さは１０μｍであったが、１２０ｋ枚プリントした後には８μｍまで削れ、現像ローラ４２上のトナー量も２０％以上低下した。そのため、固定現像バイアスでは画像濃度は初期１．５だったものが１２０ｋ枚プリントした後には１．４まで低下した。
【００６０】
ここで、現像バイアスを初期ＤＣ＝−３００Ｖ、Ｖｆ＝５ｋＨｚ、Ｖｐｐ＝１０００Ｖ、ｄｕｔｙ＝６０％から、１２０ｋ枚プリントした後（すなわち、現像装置が所定時間駆動した後）にＤＣ成分を−３８０Ｖ、またはｄｕｔｙ＝７５％（増大）にすることで、画像濃度を１．５にすることができた。ＤＣ成分を大きくすると、現像ギャップ間でリークが発生する場合がある。そのときはトナーを感光体へ移動させる方向のバイアスピーク値を大きくしないように、Ｖｐｐ値を小さくすることでリークの発生を防止することができる。
【００６１】
本実施形態では、感光体と現像ローラの間にギャップを設け、現像ローラにＤＣバイアスにＡＣを重畳させた現像バイアスを印加することにより、トナーを現像ローラから感光体にジャンプさせて（飛ばせて）画像形成する構成をとることで、感光体や現像ローラに高精度を必要としない画像形成装置を提供することができる。
【００６２】
（供給ローラ４４の説明）
次に、供給ローラ４４について説明する。図１４は供給ローラ４４の斜視図、図１５は供給ローラ４４の側面図である。  
現像装置４内部のトナー収容部４３の上方現像ローラ４２側には、円筒状の供給ローラ４４が設けられている。供給ローラ４４は、その軸部である供給ローラ軸４４１を中心に円筒状の発泡材が配置された構成であり、この円筒状の発泡材が表面にトナーを担持する供給ローラ円筒部４４０となる。
【００６３】
供給ローラ４４は、供給ローラ軸４４１を中心に回転可能になっており、供給ローラ軸４４１は中ケース４１２の側壁部４１２ｓに回転可能に取り付けられている。供給ローラ４４は、供給ローラ円筒部４４０の外周面の一部は、現像ローラ４２の現像ローラ円筒部４２０の外周面と供給ニップβで接触するように配置されており、図１及び図５に示すように、供給ローラ軸４４１は、現像ローラ軸４２１よりも上方に配置されている。
【００６４】
また、上述したように、供給ローラ４４は現像ローラ４２と対向する箇所である供給ニップβで現像ローラ４２の表面移動方向に対して逆方向に表面が移動するように回転する。さらに、現像装置４は図１に示すように、供給ニップβの位置が、現像ローラ４２に対するドクタブレード４５の当接位置に対して、上方に配置されている。
【００６５】
供給ローラ４４は、それの供給ローラ円筒部４４０に発泡材料を用いており、現像ローラ４２に接触する表面層は多数の微小孔（セル）が分散したスポンジ層となっている。供給ローラ４４の表面層をスポンジ状にすることで、凹部４２ｂの底まで供給ローラ４４が届きやすくなるため、現像ローラ４２上のトナーのリセット性が向上するとともに、現像ローラ４２との接触での圧力集中によるトナーの劣化を防止している。
【００６６】
供給ローラ４４の現像ローラ４２に対する食い込み量（「現像ローラ４２の半径」＋「供給ローラ４４の半径」−「現像ローラ４２と供給ローラ４４との軸間距離」）は、現像ローラ４２の凸部４２ａの高さよりも大きくなるように設定している。
【００６７】
凸部４２ａの高さよりも供給ローラ４４の食い込み量を大きくすることで、凹部４２ｂにおけるトナーのリセット性を向上できる。なお、供給ローラ４４の現像ローラ４２に対する食い込み量が凸部４２ａの高さに対して大きすぎると、トナーが凹部４２ｂに押し込まれてしまい、凝集の原因となるため、食い込み量が大きくなりすぎないように設定する必要がある。
【００６８】
供給ローラ４４の供給ローラ円筒部４４０に用いる発泡材料は、１０３〜１０１４［Ω］の電気抵抗値に設定されている。  
供給ローラ４４には、供給バイアス電源１４４によって供給バイアスが印加され、供給ニップβで予備帯電されたトナーを現像ローラ４２に押し付ける作用を補助する。供給ローラ４４は図１及び図５において時計回りの方向に回転し、表面に付着させた現像剤を現像ローラ４２の表面に塗布供給する。
【００６９】
また、供給バイアス電源１４４が供給ローラ４４に印加する電圧としては、現像ローラ４２に印加された交番電圧に対して、トナーの正規帯電極性（本実施形態のトナーＴではマイナス極性）に対して逆極性（プラス極性）の直流電圧を印加する。
【００７０】
このとき、現像ローラ４２に印加する電圧よりも供給ローラ４４に印加する電圧の方がトナーの正規帯電極性に対して逆極性（プラス極性）となる。これにより、現像ローラ４２に対して供給ローラ４４側にトナーＴを引き付ける方向の電界を供給ニップβに形成し、現像ローラ４２上トナーのリセット性を向上することができる。なお、供給バイアス電源１４４を備える構成では、直流電源が別途必要となり、コスト高となるため、現像装置４の仕様に応じて、供給バイアス電源１４４を設けない構成としても良い。
【００７１】
（ドクタブレード４５の説明）
次に、ドクタブレード４５について説明する。図１６はドクタブレード４５の斜視図、図１７はドクタブレード４５の側面図である。  
図５ないし図１０に示すように、現像ローラ４２の下方で下ケース４１３の内側となる中ケース４１２には、ドクタブレード４５が設けられている。
【００７２】
ドクタブレード４５は、薄い板状の金属部材であるブレード部材４５０と、ブレード部材４５０の一端が固定されている金属製の台座部４５２とを有する。そして、ブレード部材４５０の他端側が現像ローラ４２に接触するように構成されている。
【００７３】
ブレード部材４５０の現像ローラ４２に対する接触状態は、先端が接触する先端当て状態、及び先端よりも根元側の面部が接触する腹当て状態、の何れでもよい。しかし、先端当て状態の方が、凸部４２ａの頂面に存在するトナーを摺り切ることができ、凹部４２ｂに存在するトナーのみを現像領域αに搬送することで、現像領域αに搬送するトナー量が安定するため、より好ましい。
【００７４】
ブレード部材４５０は、台座部４５２に対して複数のリベット４５１によって固定されている。台座部４５２はブレード部材４５０よりも厚い金属で構成されており、ブレード部材４５０を現像装置４の本体（中ケース４１２の側面部）に固定するための基板として機能している。
【００７５】
台座部４５２の長手方向端部にはピン穴４５４が設けられており、一方は真円形状の主基準穴４５４ａであり、もう一方は主基準穴４５４ａ方向に長径を有する楕円形状の従基準穴４５４ｂである。
【００７６】
主基準穴４５４ａにピン（図示せず）が入ることで台座部４５２の現像装置４本体に対する位置が決定し、従基準穴４５４ｂで支えられる。ブレード部材４５０が固定された台座部４５２が、現像装置４本体（中ケース４１２）にドクタ固定ネジ４５５で固定されることにより、ブレード部材４５０が現像装置４に固定されることになる。
【００７７】
ブレード部材４５０は、ＳＵＳ３０４ＣＳＰやＳＵＳ３０１ＣＳＰ、またはりん青銅等の金属板バネ材料を用い、自由端側を現像ローラ４２表面に１０〜１００［Ｎ／ｍ２］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所定量に規制すると共に摩擦帯電によって電荷を付与する。さらにブレード部材４５０には、摩擦帯電を補助するために、ドクタバイアス電源１４５からバイアス電圧が印加されても良い。
【００７８】
ブレード部材４５０としては、導電性を有するものであることが望ましい。ブレード部材４５０が導電性であることにより、Ｑ／Ｍ値（単位体積当りの帯電量）が大きなトナーＴの帯電量を下げることができ、トナーＴのＱ／Ｍ値の均一化を図ることができる。これにより、トナーＴの現像ローラ４２に対する張り付きを防ぐことができる。
【００７９】
ドクタバイアス電源１４５からブレード部材４５０に印加する電圧としては、現像ローラ４２に印加された交番電圧に対して、±２００［Ｖ］の範囲で直流電圧を印加できる構成とし、使用環境により直流電圧の値を制御できる構成としても良い。これにより、環境変動によるＭ／Ａ値（現像ローラ表面上の単位面積当りのトナーの担持量）の変動を抑制することができる。
【００８０】
特許文献１や特許文献２に記載の現像装置では、一定の規則的な凹凸形状が形成された現像ローラに接触する規制部材としてゴム製のものを用いていた。しかしながら、ゴム製の規制部材を用いた構成では、製造時の組み付け公差や経時使用のブレードの削れによって、規制部材の突き出し量が変化すると、現像ローラ上のトナー量がばらつくことがあった。具体的には、現像ローラ上のトナーが極端に少なくなって、画像濃度が薄くなったり、逆に、現像ローラ上トナー量が多くなってしまい、帯電不良が発生して、画像の地肌部が汚れる地汚れが発生したりすることがあった。
【００８１】
これに対して、本実施形態の現像装置４のように、ドクタブレード４５として金属製のブレードを用いることにより、ドクタブレード４５の突き出し量がある程度の範囲で変化しても、現像ローラ４２上のトナー量を安定させることができる。
【００８２】
（攪拌パドル４６の説明）
次に、攪拌パドル４６について説明する。図１８は攪拌パドル４６の斜視図、図１９は攪拌パドル４６の側面図である。  
現像装置４内には、トナーが収容される空間としてトナー収容部４３が設けられており、このトナー収容部４３内には攪拌パドル４６が現像ケーシング４１に対して回転可能に取り付けられている。
【００８３】
攪拌パドル４６は、その軸部である攪拌パドル軸４６１と、マイラー等の弾性シート材からなる薄い羽部材としての攪拌パドル羽４６０とを備える。攪拌パドル軸４６１は、向かい合う２つの平面部を有し、この２つの平面部に攪拌パドル羽４６０がそれぞれ取り付けられている。２枚の攪拌パドル羽４６０は、攪拌パドル軸４６１を中心に互いに反対方向に突出するように、攪拌パドル軸４６１の平面部に固定されている。
【００８４】
攪拌パドル羽４６０の付け根部分には、複数の穴が攪拌パドル軸４６１の軸方向に平行になるように並べて設けられており、攪拌パドル軸４６１は、その軸方向に平行になるように複数の凸部が並べて設けられている。そして、攪拌パドル羽４６０の穴に攪拌パドル軸４６１の凸部を挿入して、熱カシメすることによって、攪拌パドル軸４６１に対して攪拌パドル羽４６０を固定する。
【００８５】
攪拌パドル４６は、攪拌パドル軸４６１の軸方向が現像装置４の長手方向（図中Ｙ軸方向）と平行になるように配置されている。攪拌パドル軸４６１の軸方向両端は中ケース４１２の側壁部４１２ｓに対して回転可能に取り付けられている。
【００８６】
攪拌パドル４６は、攪拌パドル軸４６１から伸びる攪拌パドル羽４６０の先端がトナー収容部４３の内壁面に接触する程度の長さに、攪拌パドル羽４６０の突出量が設定されている。図１及び図５等に示すように、トナー収容部４３の底面部４３ｂは攪拌パドル４６の回転方向に沿った円弧状であり、攪拌パドル４６の回転に伴う摺擦動作で攪拌パドル羽４６０がトナー収容部４３の底面部４３ｂに引っかからないようになっている。
【００８７】
トナー収容部４３の現像ローラ４２側には底面部４３ｂから垂直に立ち上がる側壁面部４３ｓが形成されており、この側壁面部４３ｓは攪拌パドル軸４６１の中心と同等若しくは若干低い程度のところでＸ軸に平行なローラに向かう方向に水平になり、段部５０を形成している。
【００８８】
側壁面部４３ｓと攪拌パドル軸４６１との距離は、底面部４３ｂと攪拌パドル軸４６１との距離よりも短く設定されている。そのため、底面部４３ｂを摺擦してきた攪拌パドル羽４６０は側壁面部４３ｓに突き当たり、より大きく撓むことになる。その後、段部５０に攪拌パドル羽４６０の先端部が差し掛かると攪拌パドル羽４６０を押さえるものが無くなり、攪拌パドル羽４６０の先端部は開放されることで上方に跳ね上がる。このような攪拌パドル羽４６０の動きによってトナーは上方へと跳ね上げられ、トナーを攪拌しながら、搬送、供給される。
【００８９】
段部５０は、Ｘ−Ｙ平面に平行な水平面で、現像装置４の長手方向（図中Ｙ軸方向）に延在するように形成されている。本実施形態の現像装置４では、段部５０が幅方向の全域に設けられているが、攪拌パドル羽４６０が跳ね上がるようになっていれば、現像装置４内の一部分に設けられていても良い。
【００９０】
（供給スクリュ４８の説明）
図５に示すように、供給スクリュ４８は、供給スクリュ軸４８１と、この供給スクリュ軸４８１に固定された螺旋状の羽部である供給スクリュ羽部４８０となるスクリュ部材である。供給スクリュ軸４８１を中心に回転可能に設けられており、供給スクリュ軸４８１の軸方向が現像装置４の長手方向（図中Ｙ軸方向）と平行になるように配置されている。供給スクリュ軸４８１の軸方向両端は、中ケース４１２の側壁部４１２ｓに対して回転可能に取り付けられている。
【００９１】
供給スクリュ４８の軸方向端部は、現像装置４本体の長手方向端部に形成されたトナー補給口５５の下方に位置している。そして、供給スクリュ４８が回転することによって，螺旋状の供給スクリュ羽部４８０がトナー補給口５５から補給されたトナーを現像装置４の中央部方向に搬送する。
【００９２】
（入口シール４７の説明）
図５及び図６に示すように、上ケース４１１の開口部５６を形成する縁部分には、入口シール４７としてマイラー等のシート部材が長手方向に沿って貼着されている。入口シール４７は略矩形のシートであって、その短手の一端が上ケース４１１の縁部分に貼着され、他端は自由端とされている。入口シール４７の自由端側は現像装置４の内部方向に突出されており、さらに、現像ローラ４２に接触するように設けられている。
【００９３】
入口シール４７は、現像ローラ４２の回転方向上流側が上ケース４１１に固定されており、現像ローラ４２の回転方向下流側が自由端とされ、現像ローラ４２に対して、入口シール４７の面部分が接触するように配置している。また、上ケース４１１の現像装置４の内部側は供給ローラ４４の上部形状に沿うように湾曲形状をしており、上ケース４１１の湾曲形状の表面と供給ローラ４４の表面との隙間は、１．０［ｍｍ］である。
【００９４】
（サイドシール５９の説明）
図７ないし図１０に示すように、現像装置４の開口部５６の長手方向両端部にあたる中ケース４１２の一部には、サイドシール５９が貼着されている。サイドシール５９は、現像ローラ４２の軸方向両端近傍に設けられたスペーサー４２２よりも軸方向における内側で、且つ、現像ローラ４２にドクタブレード４５が接触する軸方向の端部が重なる領域に設けられている。
【００９５】
このようなサイドシール５９によって現像ケーシング４１における開口部５６の長手方向端部からトナーが漏れ出ることを防止している。  
また、中ケース４１２に設けられたトナー残量センサ４９は、トナー収容部４３内のトナーの量を検知するものである。
【００９６】
（トナーの動きの説明）
次に、現像装置４内でのトナーの動きについて説明する。  
トナー補給口５５から現像装置４内に補給されたトナーは、供給スクリュ４８によってトナー収容部４３に供給され、攪拌パドル４６によって攪拌される。また、攪拌パドル４６の跳ね上げによって現像ローラ４２及び供給ローラ４４の方向に跳ね上げ、搬送される。
【００９７】
供給ローラ４４に供給されたトナーは、供給ローラ４４が現像ローラ４２と接触する供給ニップβで現像ローラ４２の表面に受け渡される。現像ローラ４２の表面に受け渡されたトナーのうち現像領域αに搬送する所定量を超えた分のトナーは、ドクタブレード４５によって現像ローラ４２の表面から掻き落とされる。
【００９８】
ドクタブレード４５との対向部を通過した現像ローラ４２の表面に残ったトナーは、そのまま現像ローラ４２の回転によって搬送され、感光体２と対向する現像領域αに到達する。現像に用いられることなく現像領域αを通過したトナーは、入口シール４７が接触する位置を通過し、供給ローラ４４との対向位置である供給ニップβにまで搬送される。現像ローラ４２によって供給ニップβに到達したトナーは、供給ローラ４４によって現像ローラ４２の表面から掻き取られ、供給ローラ４４によって搬送される。
【００９９】
（トナーの説明）
次に、複写機５００に用いるトナーについて説明する。本実施形態では、高速のトナー搬送に対応できるよう流動性の高いトナーを用いている。具体的には、加速凝集度が４０［％］以下のトナーを用いている。この加速凝集度とは、トナーの流動性を示す指数である。
【０１００】
トナーの加速凝集度の測定方法を以下に示す。  
＜測定装置＞
・ホソカワミクロン製  パウダテスタ
＜測定方法＞
・測定対象サンプルを恒温槽に放置（３５±２［℃］，２４±１［ｈ］）
・パウダテスタを用いて測定
・目開きの異なる三種の篩を使用（例えば、７５［μｍ］，４４［μｍ］，２２［μｍ］）
・篩ったときのトナー残量から算出、以下の計算により、凝集度を求める。  
｛（上段の篩に残ったトナー重量）／（試料採取量）｝×１００
｛（中段の篩に残ったトナー重量）／（試料採取量）｝×１００×３／５
｛（下段の篩に残ったトナー重量）／（試料採取量）｝×１００×１／５
前記３つの計算値の合計をもって加熱凝集度［％］とする。
【０１０１】
トナーの加速凝集度は上述のように目開きの異なる３種類のメッシュを目開きの大きい順に積み重ね、最上段に粒子をおき、一定の振動でふるい、各メッシュ上のトナー重量から求める指数である。
【０１０２】
また、本実施形態では、平均円形度が０．９０以上のトナー（０．９０〜１．００のトナー）を用いている。  
本実施形態では、下記（１）式より得られた値を円形度ａと定義する。この円形度はトナー粒子の凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合１．００を示し、表面形状が複雑になるほど円形度は小さな値となる。
【０１０３】
円形度ａ＝Ｌ０／Ｌ・・・・（１）
（Ｌ０：粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長、Ｌ：粒子の投影像の周囲長）
平均円形度が０．９０〜１．００の範囲では、トナー粒子の表面は滑らかであり、トナー粒子同士、トナー粒子と感光体２との接触面積が小さいために転写性に優れる。
【０１０４】
平均円形度が０．９０〜１．００の範囲では、トナー粒子に角がないため、現像装置４内での現像剤（トナー）の攪拌トルクが小さく、攪拌の駆動が安定するために異常画像の発生を防止できる。
【０１０５】
また、ドットを形成するトナーの中に、角張ったトナー粒子がいないため、転写で転写媒体に圧接する際に、その圧がドットを形成するトナー全体に均一にかかり、転写中抜けが生じにくい。
【０１０６】
さらに、トナー粒子が角張っていないことから、トナー粒子そのものの研磨力が小さく、感光体２や帯電装置３などの表面を傷つけたり、摩耗させたりすることを防止できる。
【０１０７】
次に円形度の測定方法について説明する。円形度は、東亜医用電子製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−１０００を用いて測定することができる。
【０１０８】
具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０［ｍｌ］中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を０．１〜０．５［ｍｌ］加え、更に測定試料を０．１〜０．５［ｇ］程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、分散液濃度を３０００〜１００００［個／μｌ］として前記装置によりトナーの形状、粒度を測定する。
【０１０９】
６００［ｄｐｉ］以上の微少ドットを再現するためには、トナーの重量平均粒径（Ｄ４）として３〜８［μｍ］が好ましい。この範囲では、微小な潜像ドットに対して、十分に小さい粒径のトナー粒子を有していることから、ドット再現性に優れる。重量平均粒径（Ｄ４）が３［μｍ］未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象が発生しやすい。
【０１１０】
重量平均粒径（Ｄ４）が８［μｍ］を超えると、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しい。また、重量平均粒径（Ｄ４）と個数平均粒径（Ｄ１）との比（Ｄ４／Ｄ１）は１．００〜１．４０の範囲にあることが好ましい。（Ｄ４／Ｄ１）が１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
【０１１１】
次に、トナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）があげられる。以下に測定方法について述べる。
【０１１２】
まず、電解水溶液１００〜１５０［ｍｌ］中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５［ｍｌ］加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１［％］ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。ここで、更に測定試料を２〜２０［ｍｇ］加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして１００［μｍ］アパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの重量、個数を測定して、重量分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径（Ｄ４）、個数平均粒径（Ｄ１）を求めることができる。
【０１１３】
チャンネルとしては、２．００〜２．５２［μｍ］未満；２．５２〜３．１７［μｍ］未満；３．１７〜４．００［μｍ］未満；４．００〜５．０４［μｍ］未満；５．０４〜６．３５［μｍ］未満；６．３５〜８．００［μｍ］未満；８．００〜１０．０８［μｍ］未満；１０．０８〜１２．７０［μｍ］未満；１２．７０〜１６．００［μｍ］未満；１６．００〜２０．２０［μｍ］未満；２０．２０〜２５．４０［μｍ］未満；２５．４０〜３２．００［μｍ］未満；３２．００〜４０．３０［μｍ］未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００［μｍ］以上乃至４０．３０［μｍ］未満の粒子を対象とする。
【０１１４】
本実施形態で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り、重合トナーと呼ばれる。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。
【０１１５】
＜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。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）；前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；前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）；前記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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
ポリエステルには、前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、前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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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０．５〜４０［ｗｔ％］、好ましくは１〜３０［ｗｔ％］、さらに好ましくは２〜２０［ｗｔ％］である。０．５［ｗｔ％］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、４０［ｗｔ％］を超えると低温定着性が悪化する。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
［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。また、ウレア変性ポリエステル中には、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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
多価イソシアネート化合物（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）などの多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）に対して不活性なものが挙げられる。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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、低温定着性および複写機５００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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
＜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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
＜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。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。
【０１４２】
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４２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。
【０１４３】
＜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装置１２の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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
＜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１次粒子径は、５×１０−３〜２［μｍ］であることが好ましく、特に５×１０−３〜０．５［μｍ］であることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００［ｍ２／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０．０１〜５［ｗｔ％］であることが好ましく、特に０．０１〜２．０［ｗｔ％］であることが好ましい。
【０１４６】
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５×１０−２［μｍ］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４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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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０．３〜１．５［ｗｔ％］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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
＜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。
【０１５１】
（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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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１［μｍ］、及び３［μｍ］、ポリスチレン微粒子０．５［μｍ］及び２［μｍ］、ポリ（スチレン―アクリロニトリル）微粒子１［μｍ］、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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
前記の樹脂微粒子、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。
【０１６０】
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２〜２０［μｍ］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１０００〜３００００［ｒｐｍ］、好ましくは５０００〜２００００［ｒｐｍ］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。
【０１６１】
（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。
【０１６２】
（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。
【０１６３】
（５）前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。
【０１６４】
図２１は、各材料のドクタブレード４５について、現像ローラ４２の回転時間に対するドクタブレード４５の削れ量を測定した結果を示す特性図である。図中の破線はＳＵＳ製のドクタブレードを用いた場合、実線はりん青銅製のドクタブレードを用いた場合の削れ量である。
【０１６５】
この図から明らかなように、りん青銅はＳＵＳに比べて削れ易いことが分かる。りん青銅製のドクタブレード４５を用いた場合、トナーが軽度に固着を起こしても、そのトナーの固着が成長する前に、現像ローラ４２との摺擦によってドクタブレード４５ごと固着したトナーが削られるため、固着が成長せず、画像上問題になるスジが発生しないものと考えられる。
【０１６６】
現像ローラ４２の表層部分の硬度がドクタブレード４５の当接部分の硬度よりも硬く設定されていると、ドクタブレード４５を削る作用が生じ、上述したように固着を解消し易くなると言う効果が生じる。
【０１６７】
ここで、現像ローラ４２の表層の硬度を高くするためにニッケルメッキ等を施しても良い。また、現像ローラ４２の表層の硬度を高くした場合においても、ステンレスよりも、りん青銅のほうが削れ易いため、トナー固着に対してはりん青銅を利用することがより望ましいと考えられる。また、りん青銅よりも低い硬度（ビッカース硬度８０［Ｈｖ］以下）の金属であれば固着を抑制する効果があると考えられる。
【０１６８】
図１及び図２０に示すように、実施形態１の現像装置４では、図中矢印Ｂ方向が回転方向である現像ローラ４２がドクタ部において上方から下方に移動する。このような場合には、トナーＴに働く自重によってトナーには下方向の力（Ｆｇ）が加わるため、ドクタブレード４５の応力（Ｆｂ）によるトナーに対する圧縮力を減少させることができる。よって、現像ローラ４２の凸部４２ａにおける現像ローラ４２の表面移動方向下流側の部分（図２０中の４２ｃの部分）にトナーが凝集することを抑制できる。これにより、フィルミングの発生を抑制することができ、現像ローラ４２上でのＱ／Ｍ値やＭ／Ａ値の変動を抑制することができる。
【０１６９】
また、現像装置４で用いる現像剤であるトナーとして、加速凝集度が４０［％］以下となるトナーを用いることで、現像ローラ４２の凸部４２ａにおける現像ローラ４２の表面移動方向下流側の部分（図２０中の４２ｃの部分）でのトナーの凝集をより緩和することが可能となる。なお、図２０で示すドクタ部では、ドクタブレード４５が現像ローラ４２の表面に対して腹当て状態となっている。ドクタブレード４５の現像ローラ４２の表面に対する当接状態としては、図２１に示すように、先端当て状態である方が、凸部４２ａの頂面４２ｔに存在するトナーＴをすり切ることができ、より好ましい。
【０１７０】
次に、本発明の請求項毎の作用効果について説明する。  
（１）請求項１に係る発明では、規則的な凹凸部を有する表面に現像剤を担持した状態で回転することにより、前記現像剤を潜像担持体と対向する現像領域に搬送して前記現像剤を前記潜像担持体に供給する現像剤担持体と、回転する前記現像剤担持体の表面に接触して、前記現像領域に向かう現像剤の量を規制する規制部材と、前記現像剤担持体に交番電圧を印加する現像バイアス印加手段を備えた現像装置において、
前記交番電圧は直流バイアスと交流バイアスを重畳したものであって、前記現像バイアス印加手段は、当該現像装置の駆動時間に応じて、前記直流バイアス値を増大するとともに、前記交流バイアスの振幅を小さくする構成になっている。
【０１７１】
また請求項２に係る発明では、規則的な凹凸部を有する表面に現像剤を担持した状態で回転することにより、前記現像剤を潜像担持体と対向する現像領域に搬送して前記現像剤を前記潜像担持体に供給する現像剤担持体と、回転する前記現像剤担持体の表面に接触して、前記現像領域に向かう現像剤の量を規制する規制部材と、前記現像剤担持体に交番電圧を印加する現像バイアス印加手段を備えた現像装置において、
前記交番電圧は直流バイアスと交流バイアスを重畳したものであって、前記交流バイアスとして矩形波を用い、前記現像バイアス印加手段は、当該現像装置の駆動時間に応じて現像側デューティを増大する構成になっている。
【０１７２】
そのため、現像装置を長時間駆動（稼働）しても、現像剤担持体の表面に所望量の現像剤を安定的に担持させることができ、画像濃度の変動が抑えられる現像装置を提供することができる。また、現像剤担持体の潜像担持体に対する位置の精度に関わらず、画像欠損を防止することができる。
【０１７３】
（２）請求項３に係る発明では、現像剤担持体と潜像担持体の間にギャップを設けて、現像剤担持体に直流バイアスと交流バイアスを重畳した交番電圧を印加することにより、現像剤を現像剤担持体から潜像担持体に飛ばして画像を形成する構成になっている。そのため、現像剤担持体や潜像担持体に高精度を必要としない画像形成装置を提供することができる。
【０１７４】
（３）請求項４に係る発明では、規制部材が金属で構成されている。そのため、エッジ当ての状態となる突き出し量の範囲でトナー量を所望量とすることができ、現像装置に対する規制部材の組み付け誤差や経時の規制部材の削れ等によって突き出し量が変化しても、突き出し量の範囲をエッジ当ての状態となる範囲とすることで、現像剤担持体の表面上に所望量の現像剤を安定的に担持させることができる。よって、表面に規則的な凹凸形状を有する現像剤担持体を有する現像装置で、現像剤担持体の表面上に所望量のトナーを安定的に担持させることができる。
【０１７５】
また、規制部材が導電性を有していることにより、Ｑ／Ｍ値（単位体積当りの帯電量）が大きな現像剤の帯電量を下げることができ、現像剤のＱ／Ｍ値の均一化を図ることができる。これにより、現像剤の現像剤担持体に対する張り付きを防ぐことができる。
【０１７６】
（４）請求項５に係る発明では、規制部材の材質が板状体からなり、その規制部材の現像剤担持体と対向する側の対向面と、その規制部材の先端面との間の稜線を形成するエッジ部が現像剤担持体の凸部の表面に接触する構成になっている。そのため、規制部材による現像剤の規制効果が高く、適正な量の現像剤を現像剤担持体に担持させることができる。
【０１７７】
（５）請求項６に係る発明では、画像形成装置の現像手段として、請求項１ないし５のいずれか１項の現像装置を用いることにより、画像形成装置を長時間駆動（稼働）しても、画像濃度の変動が抑えられる。
【０１７８】
（６）請求項７に係る発明では、プロセスユニットの現像手段として、請求項１ないし５のいずれか１項の現像装置を用いることにより、プロセスユニットを長時間駆動（稼働）しても、画像濃度の変動が抑えられる。
【符号の説明】
【０１７９】
１  プロセスユニット、
２  感光体、
３  帯電装置、
４  現像装置、
６  露光装置、
７  中間転写ベルト、
１２  定着装置、
４２  現像ローラ、
４２ａ  凸部、
４２ｂ  凹部、
４４  供給ローラ、
４５  ドクタブレード
１００  プリンタ部
１４２  現像バイアス電源、
２００  給紙部、
３００  スキャナ部、
５００  複写機、
Ｐ  転写紙、
Ｔ  トナー。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１８０】
【特許文献１】特開２０１０−６６５３１号公報
【特許文献２】特開２００７−１７８９０１号公報
【特許文献３】特開２００７−１２１９５１号公報
【図１】
2013195785.tif 000003
【図２】
2013195785.tif 000004
【図３】
2013195785.tif 000005
【図４】
2013195785.tif 000006
【図５】
2013195785.tif 000007
【図６】
2013195785.tif 000008
【図７】
2013195785.tif 000009
【図８】
2013195785.tif 000010
【図９】
2013195785.tif 000011
【図１０】
2013195785.tif 000012
【図１１】
2013195785.tif 000013
【図１２】
2013195785.tif 000014
【図１３】
2013195785.tif 000015
【図１４】
2013195785.tif 000016
【図１５】
2013195785.tif 000017
【図１６】
2013195785.tif 000018
【図１７】
2013195785.tif 000019
【図１８】
2013195785.tif 000020
【図１９】
2013195785.tif 000021
【図２０】
2013195785.tif 000022
【図２１】
2013195785.tif 000023