JP2010170113A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像剤中に劣化トナーが存在していても帯電量分布の悪化を抑制することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 転写器によって前記トナー像が前記被転写体へと転写された後の前記像保持体の表面からトナーを取り除いて回収する清掃器と、現像器に未使用のトナーを補給するトナー補給部と、清掃器によって回収されたトナーを現像器に、この現像器におけるトナーの消費が多いほど多量に供給する回収トナー供給部とを備えた。
【選択図】 図４

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来、トナーとキャリアとの２成分の現像剤を用いる画像形成装置において、現像により消費されるトナーを現像器に補給する一方、劣化したキャリアを排出し排出した分のキャリアを補給してトナーの帯電量分布を適正範囲内に揃える技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平０９−２０４１０５号公報

本発明は、現像剤中に劣化トナーが存在していても帯電量分布の悪化を抑制することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る画像形成装置は、
表面に像が形成されてこの像を保持する像保持体と、
上記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成部と、
上記像保持体表面に形成された潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する、このトナーを含んだ現像剤を内部に収容した現像器と、
上記像保持体表面に形成されたトナー像を被転写体上に転写する転写器と、
上記転写器によって上記トナー像が上記被転写体へと転写された後の上記像保持体の表面からトナーを取り除いて回収する清掃器と、
上記現像器に未使用のトナーを補給するトナー補給部と、
上記清掃器によって回収されたトナーを上記現像器に、この現像器におけるトナーの消費が多いほど多量に供給する回収トナー供給部とを備えたことを特徴とする。

請求項２に係る画像形成装置は、
上記現像器が、
上記像保持体に隣り合った、この像保持体とは電位差を有する、表面に上記現像剤を保持して回転することでこの現像剤を、この像保持体に面した現像領域へと搬送する現像ロールと、
上記現像ロールに隣り合いこの現像ロールの回転軸に沿って延びた、内部に上記現像剤を収容してこの現像剤をこの現像ロールに供給する、収容した現像剤を攪拌しつつこの回転軸に沿った第１方向に搬送する第１収容部と、
上記第１収容部に隣接しこの第１収容部に並んで延びた、両端に、この第１収容部との間で現像剤が移動する移動口が設けられた、内部に上記現像剤を収容しトナーが供給されてこの現像剤とこのトナーを攪拌して混合しつつ上記第１方向とは逆の第２方向に搬送する第２収容部とを備えたものであり、
上記トナー補給部が、上記第２収容部に上記トナーを補給するものであり、
上記回収トナー供給部が、上記第２収容部に上記トナーを補給するものであることを特徴とする。

請求項３に係る画像形成装置は、
上記潜像形成部が、上記像保持体の表面を帯電させる帯電器と、この帯電器により帯電されたこの像保持体の表面を露光することでこの表面に静電的な潜像を形成する露光器とを有するものであり、
上記帯電器が、上記像保持体の表面を、予め決められた端部を除いた本体部について帯電させるものであり、
上記現像器が、
上記像保持体に隣り合った、表面に上記現像剤を保持して回転することでこの現像剤を、上記像保持体に面した、上記端部に面した部分も含む現像領域へと搬送する現像ロールと、
上記現像ロールに隣接しこの現像ロールの回転軸に沿って延びた、内部に上記現像剤を収容してこの現像剤を上記現像ロールに供給する、収容した現像剤を攪拌しつつこの回転軸に沿って、上記端部から遠い方からこの端部に近づく方へと向かう第１方向に搬送する第１収容部と、
上記第１収容部に隣接しこの第１収容部に並んで延びた、両端に、この第１収容部との間で現像剤が移動する移動口が設けられた、内部に上記現像剤を収容している上記トナー補給部からトナーが供給されてこの現像剤とこのトナーを攪拌して混合しつつ上記第１方向とは逆の第２方向に搬送する第２収容部とを備えたものであり、
上記清掃器が、上記像保持体の少なくとも上記端部の表面からトナーを取り除いて回収するものであり、
上記回収トナー供給部が、上記清掃器によって回収されたトナーを上記現像器の上記第２収容部に、この現像器におけるトナーの消費が多いほど多量に供給するものであることを特徴とする。

請求項４に係る画像形成装置は、
上記端部が、上記現像ロールと上記本体部との間に生じている電界の向きと同じ向きの電界をこの現像ロールとこの端部との間に生じさせる電位差であって、この現像ロールとこの本体部との間の電位差よりも大きな電位差をこの現像ロールとの間に有するものであることを特徴とする。

請求項５に係る画像形成装置は、
上記潜像形成部によって上記像保持体上に形成される潜像の像密度を知得する像密度知得部を備え、
上記回収トナー供給部が、上記像密度知得部で知得された像密度が高いほど多量にトナーを供給するものであることを特徴とする。

請求項６に係る画像形成装置は、
上記回収トナー供給部が、上記現像器におけるトナーの現在の消費が多いほど多量に、かつ、以前の消費が少ないほど多量に、トナーを供給するものであることを特徴とする。

請求項１の画像形成装置によれば、現像剤中に劣化トナーが存在していても帯電量分布の悪化を抑制することができる。

請求項２の画像形成装置によれば、補給されたトナーを現像剤と充分に混ぜ合わせることができる。

請求項３の画像形成装置によれば、現像剤中の劣化トナーを減らすことができるとともに、劣化トナーが存在していても帯電量分布の悪化を抑制することができる。

請求項４に係る画像形成装置によれば、現像剤中の劣化トナーのうちの過帯電トナーが減少する。

請求項５の画像形成装置によれば、回収トナーの供給量を適切な量に制御することができる。

請求項６の画像形成装置によれば、回収トナーの供給量をより適切な量に制御することができる。

プリンタの概略構成図である。 図１に示す現像器を露光器側から見た透視図である。 現像器等の断面図である。 図１のＣ−Ｃ´線で切断した面を図１の上方から見た状態を模式的に示した図である。 制御部が実行するトナーの供給制御の内容を示す図である。 第２実施形態のプリンタの概略構成図である。 図６に示す現像器を露光器側から見た透視図である。 現像器の断面図である。 図６のＣ−Ｃ´線で切断し断した面を図６の上方から見た状態を模式的に示した図である。 制御部が実行するトナーの補給処理の手順を示す図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は、プリンタの概略構成図である。

図１に示すプリンタ１は、感光体１０と、この感光体１０の表面に電荷を付与する帯電器１１と、外部から送信されてきた画像データに基づいた露光光を生成する露光器１２と、トナーを含む現像剤を収容する現像器１３と、記録用紙を収容する用紙カセット１６と、用紙カセット１６から記録用紙を引き出して搬送する用紙搬送装置１７と、感光体１０の表面に保持されたトナー像を、矢印Ｂ方向に搬送されてきた記録用紙上に転写する転写器１４と、記録用紙上のトナー像を加熱および加圧することでその記録用紙上にトナー像を定着させる定着器１５と、感光体１０の表面をクリーニングするクリーニング装置２０とを有している。現像器１３は、感光体１０に対向して回転しながら、現像剤を感光体１０との間の領域に搬送する現像ロール１３３を有している。また、クリーニング装置２０は、クリーニング部材２１を感光体１０に接触させて感光体１０の表面をクリーニングする。尚、現像器１３に収容されている現像剤には、トナーの他に、このトナーとの摩擦によりトナーを摩擦帯電させる電荷付与粒子であり磁性粒子でもある磁性キャリア、さらに、これらトナーと磁性キャリアとの摩擦による帯電の特性を制御する、シリカなどの外添剤が含まれている。このプリンタ１は、本発明の画像形成装置の第１実施形態である。また、感光体１０が、本発明にいう像保持体の一例に相当する。さらにクリーニング装置２０は、本発明にいう清掃器の一例に相当する。

ここで、このプリンタ１における画像形成の動作の流れを簡単に説明する。

図１に示すプリンタ１では、矢印Ａ方向に回転する感光体１０の表面に、帯電器１１により電荷が付与され、電荷が付与された感光体１０の表面に、外部から送信されてきた画像データに基づいた露光光が露光器１２により照射されることでこの表面には静電潜像が形成される。この帯電器１１が本発明にいう帯電器の一例に相当し、この露光器１２が本発明にいう露光器の一例に相当する。

この外部から送信されてきた画像データは制御部１Ａにも供給され、この制御部１Ａによりその画像データに基づいて像密度が知得される。

また、メカニズムについては後述するが、現像器１３に収容されている現像剤は現像ロール１３３の表面に供給され、現像ロール１３３と感光体１０との間の現像領域に運ばれ、運ばれた現像剤中のトナーにより、感光体１０の表面の静電潜像は現像される。この現像により得られたトナー像が、矢印Ｂ方向に搬送されてきた記録用紙上に転写器１４により転写される。その後、トナー像を加熱および加圧する定着器１５により記録用紙上のトナー像が溶融されて記録用紙上に定着される。その後、感光体１０の、トナー像の転写を終えた部分に残留する残留トナーが、矢印Ａの向きの回転おける転写器１４よりも下流側で帯電器１１よりも上流側、かつ感光体１０の回転中心に沿った全幅にわたって先端が接触したクリーニング部材２１により除去され、除去された残留トナーはトナー回収室２２に回収される。このように回収されたトナーを以降においては回収トナーと称する。

詳細は後述するが、本実施形態では制御部１Ａで知得された像密度に応じてこのトナー回収室２２内の回収トナーが、トナー収容室１３５からの未使用のトナーとともに現像器１３内に補給されて現像用のトナーとして活用される。こうして回収トナーが現像用のトナーとして活用されると、トナー収容室１３５内から現像器１３に供給されるトナーが無駄に消費されることが少なくなる。このトナー収容室１３５が、本発明にいうトナー補給部に相当する。尚、このプリンタ１は、モノクロ画像専用機であるが、本発明は、カラー画像機に適用されてもよい。またこの実施形態では被転写体が記録用紙である例を掲げたが、被転写体は転写ベルト等であっても良い。

図２は、図１に示す現像器を露光器側から見た透視図である。

図２には、現像ロール１３３と、現像剤を収容する現像剤収容槽１３２と、現像材収容槽１３２の内部で現像剤を撹拌搬送する撹拌搬送部材１３１とを備えた現像器１３が示されている。

現像剤収容槽１３２は、内部が、現像ロール１３３に並行して延びた壁１３２１によって、現像ロール１３３と隣り合った第１収容部１３２ａとこの第１収容部１３２ａと隣り合った第２収容部１３２ｂとに分けられている。

これら第１収容部１３２ａおよび第２収容部１３２ｂそれぞれには、撹拌搬送部材１３１が１つずつ配備されており、これら撹拌搬送部材１３１は、具体的には、螺旋状のフィンが棒の周囲に備えられた構造を有している。第１収容部１３２ａおよび第２収容部１３２ｂそれぞれに配備された撹拌搬送部材１３１が互いに逆向きに回転することで、現像剤収容槽１３２に収容されている現像剤は撹拌されながら壁１３２１の周囲を、両端の移動口１３２２、１３２３を経由して反時計回りに循環する。現像剤収容槽１３２の内部では、撹拌搬送部材１３１によってトナーと磁性キャリアとが撹拌されることでトナーがマイナス帯電し、磁性キャリアはプラス帯電する。このため、マイナス帯電したトナーは磁性キャリアに静電的に付着する。これにより、現像剤収容槽１３２の内部では、トナーと磁性キャリアが渾然一体となっている。尚、現像剤収容槽１３２には、第２収容部１３２ｂにトナーを供給するためのトナー供給口１３２ｃが設けられている。

図３は、現像器の断面図である。

図３のパート（ａ）には、図２に示す現像器のＡ−Ａ断面を矢印方向に見た場合が示されており、図３のパート（ｂ）には、図２に示す現像器のＢ−Ｂ断面を矢印方向に見た場合が示されている。

図３に示す現像ロール１３３は、矢印Ｃ方向に回転する円筒部材１３３１と、この円筒部材１３３１の内部に、この円筒部材１３３１とは独立に固定された永久磁石ロール１３３２とを有している。この永久磁石ロール１３３２は、円筒部材１３３１の周回方向に複数の磁極が配列されたもので、現像剤の吸着および解放を規定する磁力分布を有している。

円筒部材１３３１の周面は、一部が現像剤収容槽１３２の内部に入り込み、その他は現像剤収容槽１３２の外に存在している。したがって円筒部材１３３１が回転すると、円筒部材１３３１の周面各部は予め決められた回転速度で現像剤収容槽１３２の内部を通過する。そして、円筒部材１３３１の内部に蓄えられた磁石ロール１３３２の磁力分布により、現像剤収容槽１３２の内部を通過中の周面部分に現像剤が供給される。円筒部材１３３１は、この供給された現像剤を、感光体１０との間に形成された現像領域へ搬送する。

図３のパート（ａ）に示される感光体１０は、帯電器１１により表面全体が−７２０Ｖに一旦帯電され、露光器１２により露光され静電的な潜像が形成された部分は約−３００Ｖとなる。一方、現像器１３の現像ロール１３３は−６００Ｖに帯電される。現像ロール１３３に保持された磁性キャリアに電気的に付着し、感光体１０と現像ロールとの間の現像領域に搬送されたトナーは、現像剤収容槽１３２内でマイナス極性に帯電されている。このため、マイナス極性に帯電されているトナーは、感光体１０の静電的な潜像部分から現像ロール１３３へ向かう向きの電界（電位差は３００Ｖ）により、磁性キャリアとの間の静電引力に打ち勝って静電的な潜像側に飛翔しトナー像が形成される。このとき磁性キャリアは、現像ロール１３３の円筒部材１３３１の表面に磁力により吸着された状態で現像ロール１３３上に残り、現像剤収容槽１３２へと回収される。

図３のパート（ｂ）には、現像剤収容槽１３２の第２収容室１３２ｂにトナーを供給するために設けられているトナー供給口１３２ｃが示されている。

ここで、像密度の低い画像形成が長く続いて未使用のトナーの供給があまり行われない状況においては、既存のトナーと磁性キャリアとの度重なる混合により、トナー表面に付着している外添剤がトナー表面に埋没してトナーの帯電性が劣化し、本来であれば狭いトナーの帯電量分布は広くなる。この様な像密度の低い画像形成が連続して行われた後に像密度の高い画像形成が行われると、現像器には多量のトナー供給が必要となる。このとき未使用のトナーがトナー供給口１３２ｃを通じて多量に現像剤収容槽１３２の第２収容室１３２ｂに供給された場合には、現像剤収容槽１３２の内部の帯電性の劣化したトナーは、新たに供給されてきた未使用のトナーつまり未帯電のトナーに急速に電荷を奪い取られて逆極化して逆極トナーになったり、劣化のために磁性キャリアとの摩擦による帯電量の上昇が鈍いために、新たに供給されてきた未帯電のトナーに電荷を取られたままの低帯電トナーになったりする。

低帯電トナーは、磁性キャリアとの静電的な結びつきが弱く、また、磁性キャリアから離れると静電的な潜像にも付着せずクラウドになりやすい。また、逆極性に転じた逆極トナーは、感光体１０の表面に形成された静電的な潜像が形成された部分以外の部分である背景領域に付着しやすくなる。

そこで、本実施形態のプリンタ１では、清掃器２０で回収した使用済みの回収トナーを、トナー収容室１３５からの未使用のトナーとともに使用することで、現像剤収容槽１３２に収容されているトナーの帯電量と補給されてくるトナーの帯電量との差を縮めることにより帯電量分布の悪化が抑制される。

図４は、図１のＣ−Ｃ´線で切断した面を図１の上方から見た状態を模式的に示す図である。

図４には、図３のパート（ｂ）に示したトナー供給口１３２ｃに、トナー回収室２２とトナー収容室１３５とのそれぞれから回収トナーと未使用のトナーとを供給する機構が示されている。

図４に示す様に、トナー回収室２２から供給口１３２ｃへと供給管２２ａが延びていて、この供給管２２ａ内には回収トナーを供給口１３２ｃに向かって搬送する搬送部材２２０ａが配備されている。また、トナー収容室１３５からも供給口１３２ｃへと供給管１３５ａが延びていて、この供給管１３５ａ内には、未使用のトナーを搬送する搬送部材１３５０ａが配備されている。これらの搬送部材２２０ａ、１３５０ａによって現像器１３の現像剤収容槽１３２内の第２収容部１３２ｂにトナーが供給される。これらの搬送部材２２０ａ、１３５０ａは、具体的には、螺旋状のフィンが棒の周囲に備えられた構造を有している。これらの搬送部材２２０ａ、１３５０ａは、各々モータ２２０、１３５０で駆動されている。制御部１Ａは、前述したように露光器１２に入力される画像データの像密度を知得しており、知得した像密度に基づいてモータ２２０、１３５０の回転速度を制御して、搬送部材２２０ａの動作速度と搬送部材１３５０ａの動作速度の比（以降動作比率という）を調整する。調整の詳しい内容については後述するが、このように各モータ２２０、１３５０の動作比率が調整されると、回収トナーと未使用のトナーそれぞれの現像材収容槽１３２への供給量が調整される。また、詳細な説明は省略するが、制御部１Ａは、現像器１３内でのトナー濃度を一定濃度に保つ様にトナーの供給頻度を制御している。

図５は、制御部が実行するトナーの供給制御の内容を示す図である。

制御部１Ａは、まず露光器１２（図１参照）に外部から供給されてくる画像データに基づいて像密度を算出する（ステップＳ５０１）。次に、算出した像密度が１０％以上あるかどうかを判定する（ステップＳ５０２）。像密度が１０％未満である場合（ステップＳ５０２：Ｎｏ）には現像器１３でのトナー消費が少ないことから、トナー濃度の一定化のためのトナー供給量も少ない。このため、前述したような、急速な電荷の移動は起こりにくく、低帯電トナーや逆極トナーは生じ難いと考えられる。この場合、制御部１Ａは、回収トナーを搬送する搬送部材２２０ａと未使用のトナーを搬送する搬送部材１３５０ａとの動作比率を１：９にして未使用のトナーを主に使用させて現像器１３にトナーを供給させる（ステップＳ５０３）。

一方、像密度が１０％以上である場合（ステップＳ５０２：Ｙｅｓ）には、現像器でのトナー消費は多く、従ってステップＳ５０４に進んで、直前５００枚の平均出力像密度が３％以上であるかどうかを判定する。平均出力像密度が３％以上である場合（ステップＳ５０４：Ｎｏ）は、直前５００枚でのトナー消費が充分に多くて現像器内のトナーは劣化していないため、トナーの供給量が多くても急速な電荷の移動は起こりにくく、低帯電トナーや逆極トナーは生じ難いと考えられる。そこで、像密度が１０％以上である場合でも、像密度が１０％未満の場合と同じくステップＳ５０３に進んで未使用のトナーを主に使用させて現像器１３にトナーを供給させる。

上記ステップＳ５０４で平均出力像密度が３％未満である場合には、直前５００枚でのトナー消費が少なくて現像器内のトナーが劣化していると考えられる。そこで、回収トナーを搬送する搬送部材２２０ａと未使用のトナーを搬送する搬送部材１３５０ａとの動作比率を９：１にして、今度は回収トナーを主に使用させて現像器１３にトナーを供給させる（ステップＳ５０５）。回収トナーは、未使用のトナーよりも劣化が多少は進んでいるため、多量に現像器１３に供給されても未使用のトナーのみの場合に比べて急激な電荷の移動は起こりにくく、低帯電トナーや逆極トナーが生じ難い。これにより、低帯電トナーや逆極トナーの発生は抑制されることになる。

次に、本発明の画像形成装置の第２実施形態について説明する。

図６は、第２実施形態のプリンタの概略構成図である。尚、図６では、図１において示されている部材と同じ種類の部材については、図１において付されている符号と同じ符号が付されている。

図６に示すプリンタ２は、感光体１０と、この感光体１０の表面に電荷を付与する帯電ロール１１１と、外部から送信されてきた画像データに基づいた露光光（レーザ光）を生成する露光器１２と、トナーを含む現像剤を収容する現像器１３と、記録用紙を収容する用紙カセット１６と、用紙カセット１６から記録用紙を引き出して搬送する用紙搬送装置１７と、感光体１０の表面に保持されたトナー像を、矢印Ｂ方向に搬送されてきた記録用紙上に転写する転写器１４と、記録用紙上のトナー像を加熱および加圧することでその記録用紙上にトナー像を定着させる定着器１５と、感光体１０の表面をクリーニングするクリーニング装置２００とを有している。現像器１３は、感光体１０に対向して回転しながら、現像剤を感光体１０との間の領域に搬送する現像ロール１３３を有している。また、クリーニング装置２００は、クリーニング部材２１を感光体１０に接触させて感光体１０の表面をクリーニングし、クリーニングして回収したトナーを回収室２２２に回収する。詳細は後述するが、トナー回収室２２２は、図１の手前から奥側に向かって延びていて手前から奥側に向かう途中で２つの室に仕切られており、奥側の室内には転写器１４で転写された後の感光体１０上の残留トナーが回収され、手前側の室内には、感光体に設けられている劣化トナー吸着領域（後述する）に保持されている劣化トナーである過帯電トナーが回収される。この劣化トナー吸着領域から回収された劣化トナーが現像器１３に戻され再利用される。以降においては、この劣化トナー吸着領域からクリーニング装置２００によって回収された劣化トナーのことを回収トナーという。

尚、現像器１３に収容されている現像剤には、トナーの他に、このトナーとの摩擦によりトナーを摩擦帯電させる電荷付与粒子であり磁性粒子でもある磁性キャリアが含まれている。

このプリンタ２における画像形成の動作の流れは、図１に示されるプリンタ１における画像形成の動作の流れと同じであるので説明は省略する。

感光体１０の、トナー像の転写を終えた部分に残留する残留トナーは、矢印Ａの向きの回転おける転写器１４よりも下流側で帯電ロール１１よりも上流側、かつ感光体１０の回転中心に沿った全幅にわたって先端が接触したクリーニング部材２１により除去され、除去された残留トナーはトナー回収室２２２に回収される。

詳細は後述するが本実施形態では制御部１Ａで算出された像密度に応じてこのトナー回収室２２２内の回収トナーが、トナー収容室１３５からの未使用のトナーとともに現像器１３内に補給されて現像用のトナーとして活用される。こうして回収トナーが現像用のトナーとして活用されるとトナーの無駄を減少させることができる。

尚、このプリンタ２は、モノクロ画像専用機であるが、本発明は、カラー画像機に適用されてもよい。

図７は、図６に示す現像器を露光器側から見た透視図である。

図７には、現像ロール１３３と、現像剤を収容する現像剤収容槽１３２と、現像材収容槽１３２の内部で現像剤を撹拌搬送する撹拌搬送部材１３１とを備えた現像器１３が示されている。

現像剤収容槽１３２は、内部が、現像ロール１３３に並行して延びた壁１３２１によって、現像ロール１３３と隣り合った第１収容部１３２ａとこの第１収容部１３２ａと隣り合った第２収容部１３２ｂとに分けられている。

これら第１収容部１３２ａおよび第２収容部１３２ｂそれぞれには、撹拌搬送部材１３１が１つずつ配備されており、これら撹拌搬送部材１３１は、具体的には、螺旋状のフィンが棒の周囲に備えられた構造を有している。第１収容部１３２ａおよび第２収容部１３２ｂそれぞれに配備された撹拌搬送部材１３１が互いに逆向きに回転することで、現像剤収容槽１３２に収容されている現像剤は撹拌されながら壁１３２１の周囲を、両端の移動口１３２２，１３２３を経由して反時計回りに循環する。現像剤収容槽１３２の内部では、撹拌搬送部材１３１によってトナーと磁性キャリアとが撹拌されることでトナーがマイナス帯電し、磁性キャリアはプラス帯電する。このため、マイナス帯電したトナーは磁性キャリアに静電的に付着する。これにより、現像剤収容槽１３２の内部では、トナーと磁性キャリアが渾然一体となっている。

また、図７に示されるように、現像剤収容槽１３２には、トナー収容室１３５からの未使用のトナーと上記トナー回収室２２２からの回収トナーとの双方を第２収容部１３２ｂに供給するためのトナー供給口１３２ｃが設けられている。

さらに、図７には、帯電ロール１１が、感光体１０の表面を、図７における左側の端部を除いて帯電させるものであることが示されている。このため、このプリンタ２では、感光体１０上に示される点線の右側の部分である通常使用領域１０１でのみ画像形成用のトナー像が形成される。この通常使用領域１０１が本発明にいう本体部の一例に相当する。

一方、詳しくは後述する、感光体１０上に示される点線の左側の部分である劣化トナー吸着領域１０２では、帯電ロール１１による帯電は行われないが、現像剤収容槽１３２の内部に収容されている現像剤から現像ロール１３３を介して劣化トナーを吸着する。以下、劣化トナー吸着領域１０２による劣化トナーの吸着メカニズムについて説明する。

図８は、現像器等の断面図である。

図８のパート（ａ）には、図７に示す現像器等のＡ−Ａ断面を矢印に見た場合が示されており、図８のパート（ｂ）には、図７に示す現像器等のＢ−Ｂ断面を矢印に見た場合が示されている。

図８に示す現像ロール１３３は、矢印Ｃ方向に回転する円筒部材１３３１と、この円筒部材１３３１の内部に、この円筒部材１３３１とは独立に固定された永久磁石ロール１３３２とを有している。この永久磁石ロール１３３２は、円筒部材１３３１の周回方向に複数の磁極が配列されたもので、現像剤の吸着および解放を規定する磁力分布を有している。

円筒部材１３３１の周面は、一部が現像剤収容槽１３２の内部に入り込み、その他は現像剤収容槽１３２の外に存在している。したがって円筒部材１３３１が回転すると、円筒部材１３３１の周面各部は予め決められた回転速度で現像剤収容槽１３２の内部を通過する。そして、円筒部材１３３１の内部に蓄えられた磁石ロール１３３２の磁力分布により、現像剤収容槽１３２の内部を通過中の周面部分に現像剤が供給される。円筒部材１３３１は、この供給された現像剤を、感光体１０との間に形成された第１領域１３０１ａへ搬送する。

図８のパート（ａ）に示される、感光体１０のうちの通常使用領域１０１は、帯電ロール１１により表面全体が−７００Ｖに一旦帯電され、その後、露光器１２により露光され静電的な潜像が形成された部分のみ約−１５０Ｖとなる。一方、現像器１３の現像ロール１３３は−５００Ｖに電圧が印加される。現像ロール１３３に保持された磁性キャリアに電気的に付着し、感光体１０のうちの通常使用領域１０１と現像ロール１３３との間に形成された第１領域１３０１ａに搬送されたトナーは、現像剤収容槽１３２内でマイナス極性に帯電されていることから、感光体１０の静電的な潜像部分から現像ロール１３３へ向かう向きの電界（電位差は３５０Ｖ）により、磁性キャリアとの間の静電引力に打ち勝って静電的な潜像側に付着し、通常使用領域１０１にはトナー像が形成される。このとき磁性キャリアは、現像ロール１３３の円筒部材１３３１の表面に磁力により吸着された状態で現像ロール１３３上に残り、現像剤収容槽１３２へと回収される。

ここで、プリンタ２では、画像密度の低い画像形成が長く続き、新たなトナーの供給があまり行われない状況においては、既存のトナーと磁性キャリアとの度重なる摩擦により、トナー表面に付着している、シリカ等の外添剤がトナー表面に埋没してトナーの帯電性が劣化し、本来であれば狭いトナーの帯電量分布が広くなる。この様な劣化は、上述した低温定着トナーの場合には特に顕著である。また、この様な低画像密度の画像形成が連続して行われた後に高画像密度の画像形成が行われると、新たなトナーがトナー供給口１３２ｃを通じて大量に現像剤収容槽１３２の第２収容部１３２ｂに供給される。こうなると、現像剤収容槽１３２の内部の帯電性の劣化したトナーが有する電荷は、新たに供給されてきたトナーに急速に奪い取られ、現像剤収容槽１３２の内部では、新たに供給されてきたトナーに電荷を取られた上に、劣化のために磁性キャリアとの摩擦によっても帯電量の上昇が鈍い低帯電トナーや電荷を取られたことで逆極化した逆極トナーと、帯電が充分な新たなトナーとが現像ロール１３３上に保持されることとなる。このため、帯電量が不足しているために磁性キャリアとの静電的な結びつきが弱くなった低帯電トナーは、磁性キャリアから離れても静電的な潜像に付着せずクラウドとなってしまい、逆極性に転じた逆極トナーは、感光体１０の表面に形成された静電的な潜像が形成された部分以外の部分である背景領域に付着してしまう。

そこで、本実施形態のプリンタ２では、感光体１０の、図７に示す劣化トナー吸着領域１０２で劣化トナーを以下に説明するようにして吸着し現像剤収容槽１３２からクリーニング装置２００で劣化トナーを回収する。

上述したように、トナーの入れ替わりが少なく、同じトナーが繰り返し磁性キャリアと撹拌され劣化してくると、劣化前は狭い範囲に収まっているトナーの帯電量分布が次第に広範囲に拡がることとなり、この様な状況で、未帯電の新たなトナーが供給されると、広範囲に拡がった帯電量分布のうちの過帯電側のトナーの電荷が新たなトナーによって急速に奪われる。そこで、このプリンタ２では、現像剤収容槽１３２の内部を撹拌搬送される現像剤の流れにおいて新たなトナーが供給されるトナー供給口１３２ｃの手前で、劣化トナーのうち、過帯電トナーが回収される。これにより、新たなトナーが補給された当初の新たなトナーへの急激な電荷の移動が妨げられて、低帯電トナーや逆極トナーの発生が抑制される。

図８のパート（ｂ）に示される感光体１０の周囲には、図８のパート（ａ）には示されている帯電ロール１１および転写ロール１４は配備されておらず、このため、図８のパート（ｂ）に示される、感光体１０の劣化トナー吸着領域１０２は帯電されない。このため、劣化トナー吸着領域１０２は、露光による電位の変化もなく表面電位は０Ｖのまま推移する。一方、現像ロール１３３は、−５００Ｖに帯電されている。このため、現像剤収容槽１３２内でマイナス極性に帯電されたトナーのうち、劣化のために過帯電となっている過帯電トナーは、第２領域１３０２ａにおいて、劣化トナー吸着領域１０２から現像ロール１３３へ向かう向きの電界（電位差は５００Ｖ）により、現像ロール１３３の円筒部材１３３１の表面に磁力により吸着された磁性キャリアとの間の静電引力に打ち勝って劣化トナー吸着領域１０２に付着し、クリーニング装置２００のクリーニング部材２１によって取り除かれてトナー回収室２２２に回収される。

また本実施形態のプリンタ２には、クリーニング装置２００で回収したその回収トナーを現像器１３に戻して再利用する機構が設けられており、さらにはその現像器１３に回収トナーを供給するときの供給量を後述の様に制御して、トナー収容室１３５からの未使用のトナーの補給量とトナー回収室２２２からの回収トナーの補給量とを調整して現像に必要な量を確保する工夫が施されている。

図９は、図６のＣ−Ｃ´線で切断し切断した面を図６の上方から見た状態を模式的に示した図である。

図９には、図８のパート（ｂ）に示したトナー供給口１３２ｃに、トナー回収室２２２とトナー収容室１３５とのそれぞれから回収トナーと未使用のトナーとを供給する機構が示されている。前述した様に、トナー回収室２２２は、２つの室に仕切られており、一方の室２２２Ｍには上述の劣化トナー（過帯電トナー）が回収され、他方の室２２２Ｎには、転写器１４で被転写体にトナー像が転写された後の感光体１０上の残留トナーが回収される。劣化トナーおよび残留トナーが回収されるこれら２つの室２２２Ｍ、２２２Ｎのうち劣化トナーが回収される室２２２Ｍの回収トナーが再利用される。

図９に示す様に、トナー回収室２２２の室２２２Ｍから供給口１３２ｃへと供給管２２ａが延びていてこの供給管２２ａ内には回収トナーを供給口１３２ｃに向かって搬送する搬送部材２２０ａが配備されている。またトナー収容室１３５からも供給口１３２ｃへと供給管１３５ａが延びていて、この供給管１３５ａ内には未使用のトナーを搬送する搬送部材１３５０ａが配備されている。これらの搬送部材２２０ａ，１３５０ａによって現像器１３の現像剤収容槽１３２内の第２収容部１３２ｂにトナーが供給される。これらの搬送部材２２０ａ，１３５０ａは、具体的には、螺旋状のフィンが棒の周囲に備えられた構造を有している。これらの搬送部材２２０ａ，１３５０ａは各々モータ２２０，１３５０で駆動されておりそれらのモータ２２０，１３５０の回転速度が制御部１Ａによって制御され、回収トナーを補給する側の搬送部材２２０ａの動作速度と未使用のトナーを補給する側の搬送部材１３５０ａの動作速度の比（以降動作比率という）が調整される。こうして各モータ２２０,１３５０の動作比率が調整されると、回収トナーと未使用のトナーそれぞれの供給量が調整される。また、詳細な説明は省略するが、制御部１Ａは、現像器１３内でのトナー濃度を一定濃度に保つ様にトナーの供給頻度を制御している。

こうして制御部１Ａの制御の下に回収トナーと未使用のトナーの各々の供給量が調整されて供給口１３２ｃから現像器１３の現像剤収容槽１３２の第２収容室１３２ｂにトナーが供給される。

図１０は、制御部が実行するトナーの供給処理の手順を示す図である。

図１０を参照して補給処理を説明する。

制御部１Ａは、まず露光器１２（図６参照）に外部から供給されてくる画像データに基づいて像密度を算出する（ステップＳ６０１）。次に、算出した像密度が１０％以上あるかどうかを判定する（ステップＳ６０２）。像密度が１０％未満である場合（ステップＳ６０２：Ｎｏ）には現像器１３でのトナー消費が少なく、従ってトナーの供給頻度も少ないので、上述した低帯電トナーや逆極トナーは生じ難いと考えられる。このため、制御部１Ａは、回収トナーを搬送する搬送部材２２０ａと未使用のトナーを搬送する搬送部材１３５０ａとの動作比率を１：９にして未使用のトナーを主に使用させて現像器１３にトナーを供給させる（ステップＳ６０３）。

一方、像密度が１０％以上である場合（ステップＳ６０２：Ｙｅｓ）には、現像器でのトナー消費は多く、従ってステップＳ６０４に進んで、直前５００枚の平均出力像密度が３％以上であるかどうかを判定する。平均出力像密度が３％以上である場合（ステップＳ６０４：Ｎｏ）は、直前５００枚でのトナー消費が充分に多くて現像器内のトナーは劣化していないため、トナーの供給量が多くても、上述した低帯電トナーや逆極トナーは生じ難いと考えられる。そこで、ステップＳ６０３に進んで未使用のトナーを主に使用させて現像器１３にトナーを供給させる。

上記ステップＳ６０４で平均出力像密度が３％未満である場合には、直前５００枚でのトナー消費が少なくて現像器内のトナーが劣化していると考えられる。そこで、回収トナーを搬送する搬送部材２２０ａと未使用のトナーを搬送する搬送部材１３５０ａとの動作比率を９：１にして回収トナーを主に使用させて現像器１３にトナーを供給させる（ステップＳ６０５）。この回収トナーは、未使用のトナーよりも劣化が進んだトナーであるので、多量に現像器１３に供給されても低帯電トナーや逆極トナーが生じ難い。つまり、回収トナーを補給して未使用のトナーの補給量を減らすことで低帯電トナーや逆極トナーの発生が抑制される。回収トナーのこのような補給と、上述した過帯電トナーの回収はどちらも低帯電トナーや逆極トナーの発生抑制に寄与し、相乗効果を発揮する。このため、本実施形態のように劣化し易い低温定着トナーが採用された場合であっても、低帯電トナーや逆極トナーの発生が充分に抑制される。

尚、本実施形態では、本発明の画像形成装置の一例としてプリンタを例に挙げて説明したが、これが複写機であってもよく、またファクシミリ等でもあっても良い。

また、本実施形態では、本発明にいう画像形成装置として、搬送されてきた記録用紙に、転写ロールを用いて感光体上のトナー像を直接転写する直接転写方式プリンタを例に挙げて説明したが、本発明にいう画像形成装置は、転写ベルトを介してトナー像を記録用紙に転写する間接転写方式の画像形成装置であっても良い。

上記実施形態では、像密度をトナー消費量の目安として供給量を制御する例を示したが、本発明にいう回収トナー供給部は、現像器内でのトナー濃度変化を用いてトナー消費量を導いて供給量を制御するものであっても良い。

また、上記実施形態では、像密度を画像データから算出する例を示したが、本発明にいう像密度知得部は、外部から像密度を教えてもらうのではなく、あるいは像保持体上で像密度を測定するものでも良い。

さらに、帯電器は接触式の帯電ロール以外にもスコロトロンやコロトロンなどの放電式であっても良い。

最後に、図６のプリンタ２で採用されている低温定着トナーの製造方法について説明する。ここでは、一例として４０℃における損失弾性率が約４×１０^８［Ｐａ］、トナー中の結晶性樹脂の比率が５％、トナーの形状係数が約１１５のトナーの製造方法について説明する。

−結晶性樹脂−
ここで、「結晶性ポリエステル樹脂」とは、示差走査結量測定（ＤＳＣ）において、階
段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有するものを指す。なお、ここで、静電
荷現像用トナーに用いられる『結晶性』とは、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）において、Ｄ
ＳＣ曲線が明確な吸熱ピークを有することを指し、具体的には、昇温速度１０℃／ｍｉｎ
で測定した際の吸熱ピークが発生し、その後前記ＤＳＣ曲線のベースラインに戻ることを
意味する。

結晶性樹脂としては、具体的には、適度な融点を有し炭素数６以上のアルキル基を有す
る脂肪族系の結晶性ポリエステル樹脂がより好ましい。炭素数６以上のアルキル基を有す
るポリエステル樹脂は、多価カルボン酸または多価アルコールに炭素数６以上のアルキル
基を有する重合性単量体を用いることで得ることができ、例えば、ドデセニルコハク酸な
どを用いることができるが、これに限るものではない。

樹脂の製造に用いる多価カルボン酸類としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、１，５−ナフタルレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、ジフェン酸等の芳香族ジカルボン酸、ｐ−オキシ安息香酸、ｐ−（ヒドロキシエトキシ）安息香酸等の芳香族オキシカルボン酸、コハク酸、アルキルコハク酸、アルケニルコハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、メサコン酸、シトラコン酸、ヘキサヒドロフタル酸、テトラヒドロフタル酸、ダイマー酸、トリマー酸、水添ダイマー酸、シクロヘキサンジカルボン酸、シクロヘキセンジカルボン酸等の不飽和脂肪族及び脂環族ジカルボン酸等を、また多価カルボン酸としては他にトリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸等の三価以上の多価カルボン酸等を用いることができる。

樹脂の製造に用いる多価アルコール類としては脂肪族多価アルコール類、脂環族多価ア
ルコール類、芳香族多価アルコール類等を例示できる。脂肪族多価アルコール類としては
、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、２，３−ブ
タンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサン
ジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、
ジメチロールヘプタン、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、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グリコール、ε−カプ
ロラクトン等のラクトン類を開環重合して得られるラクトン系ポリエステルポリオール等
の脂肪族ジオール類、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペ
ンタエルスリトール等のトリオール及びテトラオール類等を例示できる。

脂環族多価アルコール類としては１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘ
キサンジメタノール、スピログリコール、水素化ビスフェノールＡ、水素化ビスフェノー
ルＡのエチレンオキサイド付加物及びプロピレンオキサイド付加物、トリシクロデカンジ
オール、トリシクロデカンジメタノール、ダイマージオール、水添ダイマージオール等を
例示できる。

芳香族多価アルコール類としてはパラキシレングリコール、メタキシレングリコール、
オルトキシレングリコール、１，４−フェニレングリコール、１，４−フェニレングリコ
ールのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡのエチレンオキ
サイド付加物及びプロピレンオキサイド付加物等が挙げられる。

樹脂末端の極性基を封鎖し、トナー帯電特性の環境安定性を改善する目的において単官
能単量体がポリエステル樹脂に導入される場合がある。単官能単量体としては、安息香酸
、クロロ安息香酸、ブロモ安息香酸、パラヒドロキシ安息香酸、スルホ安息香酸モノアン
モニウム塩、スルホ安息香酸モノナトリウム塩、シクロヘキシルアミノカルボニル安息香
酸、ｎ−ドデシルアミノカルボニル安息香酸、ターシャリブチル安息香酸、ナフタレンカ
ルボン酸、４−メチル安息香酸、３−メチル安息香酸、サリチル酸、チオサリチル酸、フ
ェニル酢酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、オクタンカルボン酸、ラウリル酸、
ステアリル酸、及びこれらの低級アルキルエステル、等のモノカルボン酸類、あるいは脂
肪族アルコール、芳香族アルコール、脂環族アルコール等のモノアルコールを用いること
ができる。

結晶性樹脂の製造方法としては、特に制限はなく、酸成分とアルコール成分とを反応さ
せる一般的なポリエステル重合法で製造することができ、例えば、直接重縮合、エステル
交換法等が挙げられ、モノマーの種類によって使い分けて製造する。

結晶性樹脂の製造は、重合温度１８０〜２３０℃の間で行うことができ、必要に応じて
反応系内を減圧にし、縮合時に発生する水やアルコールを除去しながら反応させる。モノ
マーが反応温度下で溶解又は相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶
解させても良い。重縮合反応においては、溶解補助溶剤を留去しながら行う。共重合反応
において相溶性の悪いモノマーが存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪いモノマーと、
そのモノマーと重縮合予定の酸又はアルコールとを縮合させておいてから主成分と共に重
縮合させると良い。

結晶性樹脂の製造時に使用可能な触媒としては、ナトリウム、リチウム等のアルカリ金
属化合物；マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属化合物；亜鉛、マンガン、ア
ンチモン、チタン、スズ、ジルコニウム、ゲルマニウム等の金属化合物；亜リン酸化合物
、リン酸化合物、及びアミン化合物等が挙げられ、具体的には、以下の化合物が挙げられ
る。

例えば、酢酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、酢酸リチウム、炭酸リチウム、酢酸カルシ
ウム、ステアリン酸カルシウム、酢酸マグネシウム、酢酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、ナフ
テン酸亜鉛、塩化亜鉛、酢酸マンガン、ナフテン酸マンガン、チタンテトラエトキシド、
チタンテトラプロポキシド、チタンテトライソプロキシド、チタンテトラブトキシド、三
酸化アンチモン、トリフェニルアンチモン、トリブチルアンチモン、ギ酸スズ、シュウ酸
スズ、テトラフェニルスズ、ジブチルスズジクロライド、ジブチルスズオキシド、ジフェ
ニルスズオキシド、ジルコニウムテトラブトキシド、ナフテン酸ジルコニウム、炭酸ジル
コニール、酢酸ジルコニール、ステアリン酸ジルコニール、オクチル酸ジルコニール、酸
化ゲルマニウム、トリフェニルホスファイト、トリス（２，４−ｔ−ブチルフェニル）ホ
スファイト、エチルトリフェニルホスホニウムブロマイド、トリエチルアミン、トリフェ
ニルアミン等の化合物が挙げられる。このような触媒の添加量は、原材料の総量に対して
０．０１〜１．００重量％とすることが好ましい。

結晶性樹脂の融点としては、好ましくは５０〜１００℃であり、より好ましくは６０〜
１００℃である。前記融点が５０℃より低いとトナーの保存性や、定着後のトナー画像の
保存性が問題となる場合がある一方、１００℃より高いと従来のトナーに比べて十分な低
温定着が得られない場合がある。

また、結晶性の樹脂には、複数の融解ピークを示す場合があるが、ここでは、最大のピークをもって融点とする。

更に、樹脂融点の測定には、例えばパーキンエルマー社製のＤＳＣ−７を用いることができる。この装置の検出部の温度補正はインジウムと亜鉛との融点を用い樹脂のガラス転移点の測定も同様に測定することができる。

このトナーに使用される結晶性樹脂は、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法による分子量測定で、重量平均分子量（Ｍｗ）が８，０００〜３５，０００であり、好ましくが１０，０００〜２５，０００である。重量平均分子量が８，０００未満では、非結晶性樹脂や離型剤との相溶が進行し、可塑を発生させる場合がある。また、３５，０００を超えるとトナー溶融時の粘度が上昇し、定着性や画像光沢性を損なうことがある。ここで、樹脂の分子量は、ＴＨＦ可溶物を、東ソー製ＧＰＣ・ＨＬＣ−９１２０、東ソー製カラム「ＴＳＫｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨＭ−Ｍ」（１５ｃｍ）を使用し、ＴＨＦ溶媒で測定し、単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して分子量を算出したものである。後述する非結晶性ポリエステル樹脂の測定でも同様に測定した。

このトナーは、結晶性樹脂のＡＳＴＭ Ｄ３４１８−８に準拠して測定される融点（ｍｐ）が５０〜１００℃が好ましく用いられる。融点が５０℃未満では、トナーの熱保安性が低下し、１００℃を超えるとトナー定着時の画像光沢度が低下する。

結晶性樹脂の酸価（樹脂１ｇを中和するに必要なＫＯＨのｍｇ数）を５〜５０ｍｇＫＯ
Ｈ／ｇに制御する。該酸価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満では、結晶性樹脂粒子同士が凝集体を
形成し、離型剤との構造体の形成が困難となるばかりでなく、結晶性樹脂粒子がトナー中
に独立に存在、或いは大きく成長しトナー表面に露出することがあり、トナーの流動性、
帯電性の観点から好ましくない。また、該酸価が５０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えるとトナー中
への内包が困難となる場合がある。

−非結晶ポリエステル樹脂−
非晶性ポリエステル樹脂としては、上記触媒を用い主として上述した多価カルボン酸類
と多価アルコール類との縮重合により得られるものである。

非結晶性樹脂は、上記多価アルコールと多価カルボン酸を常法に従って縮合反応させる
ことによって製造することができる。例えば、上記多価アルコールと多価カルボン酸、必
要に応じて触媒を入れ、温度計、撹拌器、流下式コンデンサを備えた反応容器に配合し、
不活性ガス（窒素ガス等）の存在下、１５０〜２５０℃で加熱し、副生する低分子化合物
を連続的に反応系外に除去し、所定の酸価に達した時点で反応を停止させ、冷却し、目的
とする反応物を取得することによって製造することができる。

このトナーに用いられる非結晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度は、ＡＳＴＭ
Ｄ３４１８−８に準拠して求めた場合に５０℃以上であることが必須であり、さらには５
５℃以上、またさらには６０℃以上、６５℃未満であることが好ましい。ガラス転移温度
が５０℃未満の場合には、取扱い中あるいは保存中に凝集する傾向がみられ、保存安定性
に問題を生ずる場合がある。また、６５℃以上の場合は、定着性を低下させる場合があり
、好ましくない。

また、このトナーに用いられる非結晶性樹脂の軟化点は、６０〜９０℃の範囲であることが好ましい。樹脂の軟化温度を６０℃未満に抑えたトナーにおいては、取扱い中あるいは保存中に凝集する傾向がみられ、特に長時間の保存において、流動性が大きく悪化する場合がある。軟化点が９０℃を超える場合には定着性に支障をきたす場合がある。また定着ロールを高温に加熱する必要が生じるために、定着ロールの材質、ならびに複写され
る基材の材質が制限される。

このトナーに使用される非晶性ポリエステル樹脂は、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）
可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法による分子量測定で、重
量平均分子量（Ｍｗ）が２０，０００〜５０，０００であり、好ましくは２５，０００〜
５０，０００である。重量平均分子量が２５，０００未満では、トナーの熱保管性が低下
するばかりでなく、定着された画像の強度が低下する。また、５０，０００を超えると定
着性が悪化し、画像光沢も低下する。

非結晶性ポリエステル樹脂の酸価は１０〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましい。該酸価が１
０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満では、トナー製造時の凝集体の粒度成長が早くなるため、出来上が
るトナーの粒度分布が拡大するという不具合が生じる場合がある。また、該酸価が５０ｍ
ｇＫＯＨ／ｇを超えると、結晶性樹脂、離型剤との酸価の差が大きくなるため、結晶性樹
脂、離型剤との凝集だけが進む場合があり、定着性がトナー粒子間で変化してしまうとい
う不具合がある。非結晶性ポリエステル樹脂の酸価は、原料の多価カルボン酸と多価アル
コールの配合比と反応率により、ポリエステルの末端のカルボキシル基を制御することに
よって調整することができる。あるいは多価カルボン酸成分として無水トリメリット酸を
使用することによってポリエステルの主鎖中にカルボキシル基を有するものが得られる。

このトナーは、結晶性樹脂と非結晶性樹脂の重量比率が５／９５〜４０／６０であり、非晶性樹脂の割合が６０％未満では、良好な定着特性は得られるものの、定着像中の相分離構造が不均一となり、定着画像の強度、特に引っかき強度が低下し、傷がつきやすくなるといった問題を呈することがある。一方、９５％を超える場合では、結晶性樹脂由来のシャープメルト性が得られず、可塑が発生することがあり、良好な低温定着性を確保しつつ、耐トナーブロッキング性、画像保存性を保つことができなくなる場合がある。

結晶性樹脂及び非結晶性の樹脂粒子分散液の作成については、樹脂の酸価の調整やイオ
ン性界面活性剤などを用いて乳化分散することにより、調製することが可能である。

また、その他の方法で作製した樹脂の場合は油性で水への溶解度の比較的低い溶剤に溶
解するものであれば樹脂をそれらの溶剤に解かして水中にイオン性の界面活性剤や高分子
電解質と共にホモジナイザーなどの分散機により水中に粒子分散し、その後加熱又は減圧
して溶剤を蒸散することにより、樹脂粒子分散液を作製することができる。また、樹脂に
界面活性剤を加え、ホモジナイザーなどの分散機により水中にて乳化分散する方法や転相
乳化法などにより、樹脂粒子分散液を調製してもよい。

このようにして得られた樹脂粒子分散液の粒子径は、例えばレーザー回析式粒度分布測
定装置（ＬＡ−７００堀場製作所製）で測定することができる。

−離型剤−
このトナーに用いられる離型剤の具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類、加熱により軟化点を示すシリコーン類；オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド類；カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス；ミツロウ等の動物系ワックス；モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の鉱物・石油ワックス、ステアリン酸ステアリル、ベヘン酸ベヘニル等の高脂肪酸と高級アルコールとのエステルワックス類；ステアリン酸ブチル、オレイン酸プロピル、モノステアリン酸グリセリド、ジステアリン酸グリセリド、ペンタエリスリトールテトラベヘネート等の高級脂肪酸と単価又は多価低級アルコールとのエステルワックス類；ジエチレングリコールモノステアレート、ジプロピレングリコールジステアレート、ジステアリン酸ジグリセリド、テトラステアリン酸トリグリセリド等の高級脂肪酸と多価アルコール多量体とからなるエステルワックス類；ソルビタンモノステアレート等のソルビタン高級脂肪酸エステルワックス類；コレステリルステアレート等のコレステロール高級脂肪酸エステルワックス類などを挙げることができる。本実施の形態において、これらの離型剤は１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、本実施の形態においては、これらの中で融点が４０℃〜１２０℃の物が用いられるが、最近の省エネルギー対応としての低温定着性の要求に対応する為には、特に５０℃〜１００℃の物が好ましく、より好ましくは５０〜８０℃の物が用いられる。

これらの離型剤の添加量としては、トナー全量に対して、０．５〜３０重量％の範囲で
あることが好ましく、より好ましくは１〜２０重量％の範囲、さらに好ましくは５〜１５
重量％の範囲である。添加量が０．５重量％未満であると離型剤添加の効果がなく、３０
重量％を超えると、帯電性に影響が現れやすくなったり、現像器内部においてトナーが破
壊されやすくなり、離型剤のキャリアへのスペント化が生じ、帯電が低下しやすくなる等
の影響が現れる場合がある。

離型剤分散液中のワックス粒子の体積平均粒径は、０．１〜０．５μｍの範囲が好まし
いが、特に０．１〜０．３μｍが好ましい。体積平均粒径が０．５μｍを超えると、トナ
ー表面へ露出しやすくなりトナーの粉体流動性を悪化させたり像保持体や現像部材へのフィルミングがしやすくなったりする。また凝集工程で内包されない、合一工程で離型剤粒子が脱落してしまう問題が生じる。特にカラートナーを得る場合においては、離型剤粒子が大きいと乱反射によりＯＨＰ透過性が下がり、色再現性も低下する。なお、前記体積平均粒径は、例えば、上述したレーザー回折式粒度分布測定機などを用いて測定することができる。体積平均粒径が０．１μｍ以下では、トナーに充分な離型性を付与することが出来なくなり好ましくない。

離型剤分散に於ける分散媒体は、水系が好ましく、水、純水、イオン交換水が用いられ
る。分散剤としては界面活性剤が用いられる。このトナーに用いられるワックス分散液の作製は、例えばボールミル、サンドミル、アトライター等のメディア式分散機、ナノマイザー、マイクロフルイダイザー、アルティマイザー、ゴーリン等の高圧型分散機、などの公知の分散方法を用いて、記述したような粒径、含有量を満たすことができるのであれば、いかなる方法・条件により作製されるものであってもよい。

−着色剤−
着色剤は、通常トナー中に効果的な量、例えばトナーの約１〜約１５重量％、望ましく
は約３〜約１０重量％存在する。このトナーの製法で使用する、着色剤としては特に限定されず、公知の着色剤を使用することができ、目的に応じて適宜選択することができる。顔料を１種単独で用いてもよいし、同系統の顔料を２種以上混合して用いてもよい。また異系統の顔料を２種以上混合して用いてもよい。前記着色剤としては、具体的には、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック；ベンガラ、アニリンブラック、紺青、酸化チタン、磁性粉等の無機顔料；ファストイエロー、モノアゾイエロー、ジスアゾイエロー、ピラゾロンレッド、キレートレッド、ブリリアントカーミン（３Ｂ、６Ｂ等）、パラブラウン等のアゾ顔料；銅フタロシアニン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン顔料；フラバントロンイエロー、ジブロモアントロンオレンジ、ペリレンレッド、キナクリドンレッド、ジオキサジンバイオレット等の縮合多環系顔料；等が挙げられる。

また、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノ
リンイエロー、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、
ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、デュポンオイルレッド、リソールレッド、
ローダミンＢレーキ、レーキレッドＣ、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリ
ンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、フ
タロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレート、パラブラウンなどの種々の顔
料；アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン
系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジゴ系、チオインジゴ系、フタロ
シアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメ
タン系、チアゾール系、キサンテン系などの各種染料；などが挙げられる。これらの着色
剤に透明度を低下させない程度にカーボンブラック等の黒色顔料、染料を混合してもよい
。また、分散染料、油溶性染料等も挙げられる。

着色剤分散に於ける分散媒体は、水系が好ましく、水、純水、イオン交換水が用いられ
る。分散剤としては界面活性剤が用いられる。このトナーに用いられる着色剤分散液の作製は、例えばボールミル、サンドミル、アトライター等のメディア式分散機、ナノマイザー、マイクロフルイダイザー、アルティマイザー、ゴーリン等の高圧型分散機、などの公知の分散方法を用いて、記述したような粒径、含有量を満たすことができるのであれば、いかなる方法・条件により作製されるものであってもよい。

＜その他の成分＞
このトナーに用いられ得る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でき、例えば、無機粒子、有機粒子、帯電制御剤、離型剤等の公知の各種添加剤等が挙げられる。

上記無機粒子は、一般にトナーの流動性を向上させる目的で使用される。該無機粒子と
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、ケイ砂、クレー、雲母
、ケイ灰石、ケイソウ土、塩化セリウム、ベンガラ、酸化クロム、酸化セリウム、三酸化
アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素等の粒子が
挙げられる。これらの中でも、シリカ粒子が好ましく、疎水化処理されたシリカ粒子が特
に好ましい。

無機粒子の平均１次粒子径（数平均粒子径）としては、１〜１０００ｎｍの範囲が好ま
しく、その添加量（外添）としては、トナー１００重量部に対して、０．０１〜２０重量
部の範囲が好ましい。

有機粒子は、一般にクリーニング性や転写性、時には帯電性を向上させる目的で使用さ
れる。前記有機粒子としては、例えば、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ
フッ化ビニリデン、ポリスチレン−アクリル共重合体等の粒子が挙げられる。

帯電制御剤は、一般に帯電性を向上させる目的で使用される。帯電制御剤としては、例
えば、サリチル酸金属塩、含金属アゾ化合物、ニグロシンや４級アンモニウム塩等が挙げ
られる。

＜トナーの特性＞
このトナーの体積平均粒子径は、１〜１２μｍが好ましく、３〜９μｍがより好ましく、３〜８μｍがより好ましい。また、本実施の形態のトナーの数平均粒子径は、１〜１０μｍが好ましく、２〜８μｍがより好ましい。粒子径が小さすぎると製造性が不安定になり、帯電性が不十分になり、現像性が低下することがあり、大きすぎると画像の解像性が低下する。

このトナーをさらに具体的に説明する。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」はすべて「質量部」を意味する。

（損失弾性率の測定方法）
損失弾性率の測定方法は角周波数が６．２８ｒａｄ／ｓｅｃ、歪量０．１％、４０℃で測定したものである。

損失弾性率は、正弦波振動法により測定した動的粘弾性から求めており、動的粘弾性の測定にはレオメトリックサイエンティフィック社製ＡＲＥＳ測定装置を用いた。動的粘弾性の測定は、錠剤に成形したトナーを、８ｍｍ径のパラレルプレートにセットし、ノーマルフォースを０とした後に６．２８ｒａｄ／ｓｅｃの振動周波数で正弦波振動を与えて実施した。測定は３０℃から開始し、５０℃まで継続した。測定時間インターバルは３０秒
、昇温は１℃／ｍｉｎとし、歪量を０．１％にし、複素弾性率及び正接損失を求めた。

（トナーの形状係数）
形状係数は以下の式により求めた。

形状係数＝（（最大径／２）^２×π）×１００／投影面積
ここに、最大径とは、トナー粒子の平面上への投影像を２本の平行線ではさんだとき、その平行線の間隔が最大となる粒子の幅をいう。

また、投影面積とは、トナー粒子の平面上への投影像の面積をいう。

この形状係数は、走査型電子顕微鏡により２０００倍にトナー粒子を拡大した写真を撮影し、ついでこの写真に基づいて「ＳＣＡＮＮＩＮＧ ＩＭＡＧＥ ＡＮＡＬＹＺＥＲ」（日本電子社製）を使用して写真画像の解析を行うことにより測定した。
この際、１００個のトナー粒子を使用してこのトナーの形状係数を上記算出式にて測定したものである。

（粒度および粒度分布測定方法）
このトナーの粒度および粒度分布測定について述べる。測定する粒子が２μｍ以上の場合、測定装置としてはコールターマルチサイザーＩＩ型（ベックマンーコールター社製）を用い、電解液はＩＳＯＴＯＮ―ＩＩ（ベックマンーコールター社製）を使用した。

測定法としては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ホン酸ナトリウムの５％水溶液２ｍｌ中に測定試料を０．５〜５０ｍｇ加える。これを前記電解液１００〜１５０ｍｌ中に添加した。

試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約１分間分散処理を行い、前記コールターマルチサイザー―ＩＩ型により、アパーチャー径として１００μｍアパーチャーを用いて２〜６０μｍの粒子の粒度分布を測定して体積平均分布、個数平均分布を求めた。測定する粒子数は５００００であった。

またこのトナーの粒度は以下の方法により求めた。測定された粒度分布を分割された粒度範囲（チャンネル）に対し、粒度の小さいほうから体積累積分布を描き、累積５０％となる体積平均粒径をＤ５０と定義する。用いたトナーの体積平均粒径は該Ｄ５０である。

なおキャリアの平均粒径は電子顕微鏡（ＦＥ―ＳＥＭ）による写真を撮影し、１００個の粒子について個々の最大径、最少径を測定し、その和を２で割ったものを個々の粒子の粒径とした。キャリアの平均粒径は個々の個々の粒子の粒径の平均である。なお樹脂被覆を行う前のコアについての平均粒径も同様の方法で測定した。

−結晶性樹脂の調整−
三口フラスコにデカン酸ジメチル１００質量部、１，９−ノナンジオール７５．０質量部、ジブチルすずオキサイド０．０８質量部を窒素雰囲気下で、１８０℃、８時間反応させる。反応中、生成された水は系外へ除去した。その後、徐々に減圧しながら、２３０℃まで温度をあげて、７時間反応させた後、冷却し、結晶性樹脂を得た。この結晶性樹脂１の重量平均分子量は、１７０００であった。

−非結晶性樹脂の作製−
三口フラスコにテレフタル酸ジメチル８２質量部、イソフタル酸ジメチル８２質量部、ビスフェノールＡエチレンオキサイド付加物７９質量部、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド付加物２５７質量部、ジブチルすずオキサイド０．２３質量部を窒素雰囲気下で、１８０℃、３時間反応させる。反応中、生成された水は系外へ除去した。その後、徐々に減圧しながら、２４０℃まで温度をあげて、２時間反応させた後、冷却し、非結晶性樹脂を得た。この非結晶性樹脂の重量分子量は、１６５００であった。

−結晶性／非結晶性混合樹脂分散液の作製−
三口フラスコに、上記の結晶性樹脂を５質量部、上記の非晶性樹脂を９５質量部、メチルエチルケトン５０質量部、イソプロピルアルコール１５質量部を加えて攪拌させながら、６０℃に加熱して、樹脂を溶解させた後、１０％アンモニア水溶液２５質量部を加える。さらにイオン交換水４００質量部を徐々に加えて、転相乳化を行った後、脱溶媒した後、固形分濃度を２５％に調整し、結晶性／非結晶性混合樹脂分散液を得た。

−離型剤分散液の調製−
・パラフィンワックス（日本精蝋（株）性：ＨＮＰ９，融点７７℃）：６０質量部
・アニオン性界面活性剤（第一工業製薬（株）：ネオゲンＲＫ）：４質量部
・イオン交換水：２００質量部
以上の成分を混合した溶液を１２０℃に加熱して、ホモジナイザー（ＩＫＡ社製：ウルトラタラックスＴ５０）を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザー（ゴーリン社）で分散処理し、体積平均粒径が２５０ｎｍである離型剤を分散させてなる離型剤分散液を調製した。なお、この分散液の離型剤濃度が２０質量％となるように水分量を調整した。

−着色剤分散液の調製−
・シアン顔料（銅フタロシアニンＢ１５：３、大日精化社製）：５０質量部
・非イオン性界面活性剤ノニポール４００（花王社製）：５質量部
・イオン交換水：２００質量部
以上の成分を混合溶解し、高圧衝撃式分散機アルティマイザー（（株）スギノマシン製、ＨＪＰ３０００６）を用いて約１時間分散し、水分量を調整して、着色剤粒子分散液（１）を得た。

−トナー母粒子の製造−
・上記の結晶性／非結晶性混合樹脂分散液：７２０質量部
・上記の着色剤分散液：５０質量部
・上記の離型剤分散液：７０質量部
・カチオン界面活性剤・（花王（株）製：サニゾールＢ５０）：１．５質量部
以上の成分を丸型ステンレス製フラスコ中に収容し、０．１規定の硫酸を添加してｐＨを３．８に調整した後、凝集剤としてポリ塩化アルミニウムの濃度が１０重量％の硝酸水溶液３０質量部を添加した。

その後にホモジナイザー（ＩＫＡ社製、ウルトラタラックスＴ５０）を用いて３０℃において分散した後、加熱用オイルバス中で４０℃まで加熱した。得られたコア凝集粒子の体積平均粒径を測定すると、５．２μｍであった。

この凝集粒子分散液を４０℃で３０分間保持した後、このコア凝集粒子が形成された分散液中に、非結晶性樹脂分散液を緩やかに１６０質量部追加し１時間保持した。得られた付着樹脂凝集粒子の体積平均粒径は６．２μｍであった。０．１規定の硝酸を添加してｐＨを７．０に調整した後、攪拌を継続しながら９５℃まで加熱し、５時間保持した。

その後、２０℃／ｍｉｎの速度で２０℃まで冷却し、これをろ過し、イオン交換水で洗浄した後、真空乾燥機を用いて乾燥させることによりトナー母粒子を得た。得られたトナー母粒子の体積平均粒径は６．１μｍであった。

−キャリヤの製造−
・フェライト粒子（体積平均粒径：５０μｍ）：１００質量部
・トルエン：１４質量部
・スチレン−メチルメタクリレート共重合体（成分比：スチレン／メチルメタクリレート＝９０／１０、重量平均分子量Ｍｗ＝８００００）：２質量部
・カーボンブラック（Ｒ３３０：キャボット社製）：０．２質量部
まず、フェライト粒子を除く上記成分を１０分間スターラーで撹拌させて、分散した被覆液を調製し、次に、この被覆液とフェライト粒子とを真空脱気型ニーダーに入れて、６０℃において３０分撹拌した後、さらに加温しながら減圧して脱気し、乾燥させることによりキャリヤを得た。

−現像剤の作製−
上記のトナー母粒子について、外添剤として市販のヒュームドシリカＲＸ５０（日本アエロジル製）をトナー母粒子１００質量部に対して１．２質量部添加し、ヘンシェルミキサーで混合して静電荷像現像用トナーを得た。ついで、このトナー８質量部と上記キャリア１００質量部とを混合して二成分現像剤を調整した。

１ プリンタ
１Ａ 制御部
１０ 感光体
１０１ 通常使用領域
１０２ 劣化トナー吸着領域
１１ 帯電ロール
１２ 露光器
１３ 現像器
１３１ 撹拌搬送部材
１３２ 現像剤収容槽
１３３ 現像ロール
１４ 転写ロール
１５ 定着器
１６ 用紙カセット
１７ 用紙搬送装置
２０、２００ クリーニング装置
２１ クリーニング部材
２２、２２２ 残留物収容箱

Claims (6)

1. 表面に像が形成されて該像を保持する像保持体と、
   前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成部と、
   前記像保持体表面に形成された潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する、該トナーを含んだ現像剤を内部に収容した現像器と、
   前記像保持体表面に形成されたトナー像を被転写体上に転写する転写器と、
   前記転写器によって前記トナー像が前記被転写体へと転写された後の前記像保持体の表面からトナーを取り除いて回収する清掃器と、
   前記現像器に未使用のトナーを補給するトナー補給部と、
   前記清掃器によって回収されたトナーを前記現像器に、該現像器におけるトナーの消費が多いほど多量に供給する回収トナー供給部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像器が、
   前記像保持体に隣り合った、該像保持体とは電位差を有する、表面に前記現像剤を保持して回転することで該現像剤を、該像保持体に面した現像領域へと搬送する現像ロールと、
   前記現像ロールに隣り合い該現像ロールの回転軸に沿って延びた、内部に前記現像剤を収容して該現像剤を該現像ロールに供給する、収容した現像剤を攪拌しつつ該回転軸に沿った第１方向に搬送する第１収容部と、
   前記第１収容部に隣接し該第１収容部に並んで延びた、両端に、該第１収容部との間で現像剤が移動する移動口が設けられた、内部に前記現像剤を収容しトナーが供給されて該現像剤と該トナーを攪拌して混合しつつ前記第１方向とは逆の第２方向に搬送する第２収容部とを備えたものであり、
   前記トナー補給部が、前記第２収容部に前記トナーを補給するものであり、
   前記回収トナー供給部が、前記第２収容部に前記トナーを補給するものであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記潜像形成部が、前記像保持体の表面を帯電させる帯電器と、該帯電器により帯電された該像保持体の表面を露光することで該表面に静電的な潜像を形成する露光器とを有するものであり、
   前記帯電器が、前記像保持体の表面を、予め決められた端部を除いた本体部について帯電させるものであり、
   前記現像器が、
   前記像保持体に隣り合った、表面に前記現像剤を保持して回転することで該現像剤を、前記像保持体に面した、前記端部に面した部分も含む現像領域へと搬送する現像ロールと、
   前記現像ロールに隣接し該現像ロールの回転軸に沿って延びた、内部に前記現像剤を収容して該現像剤を前記現像ロールに供給する、収容した現像剤を攪拌しつつ該回転軸に沿って、前記端部から遠い方から該端部に近づく方へと向かう第１方向に搬送する第１収容部と、
   前記第１収容部に隣接し該第１収容部に並んで延びた、両端に、該第１収容部との間で現像剤が移動する移動口が設けられた、内部に前記現像剤を収容している前記トナー補給部からトナーが供給されて該現像剤と該トナーを攪拌して混合しつつ前記第１方向とは逆の第２方向に搬送する第２収容部とを備えたものであり、
   前記清掃器が、前記像保持体の少なくとも前記端部の表面からトナーを取り除いて回収するものであり、
   前記回収トナー供給部が、前記清掃器によって回収されたトナーを前記現像器の前記第２収容部に、該現像器におけるトナーの消費が多いほど多量に供給するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記端部が、前記現像ロールと前記本体部との間に生じている電界の向きと同じ向きの電界を該現像ロールと該端部との間に生じさせる電位差であって、該現像ロールと該本体部との間の電位差よりも大きな電位差を該現像ロールとの間に有するものであることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
5. 前記潜像形成部によって前記像保持体上に形成される潜像の像密度を知得する像密度知得部を備え、
   前記回収トナー供給部が、前記像密度知得部で知得された像密度が高いほど多量にトナーを供給するものであることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項記載の画像形成装置。
6. 前記回収トナー供給部が、前記現像器におけるトナーの現在の消費が多いほど多量に、かつ、以前の消費が少ないほど多量に、トナーを供給するものであることを特徴とする請求項１から５のうちいずれか１項記載の画像形成装置。

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