(57)【要約】【課題】内圧の上昇を効果的に抑制しつつ、フィルタ寿命を長期化する。【解決手段】現像ケーシング３６は、トナー及び磁性キャリアの通過を阻止しつつ気体を通過させるフィルタ部材３２が設けられた貫通孔３１を備えている。この貫通孔が設けられるケーシング内壁は、互いに隣接した同極性である２つの磁極Ｐ３，Ｐ４のうちの上流側磁極Ｐ３によって形成される磁界の作用が当該貫通孔のケーシング内壁側開口に位置する磁性キャリアに及ぶように配置されている。また、貫通孔の現像スリーブ表面移動方向の位置は、当該２つの磁極のうちの上流側磁極Ｐ３による法線方向磁束密度が現像スリーブ表面上で最大となる地点と現像スリーブの回転中心軸とを結ぶ仮想直線を引いたときに、その仮想直線とケーシング内壁との交差点がケーシング内壁上における貫通孔の内側開口内となる位置である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体と対向する現像領域で鉛直方向下側から上側に向かって表面が移動するように回転駆動する円筒状の現像剤担持体と、
該現像剤担持体の内部に固定配置され、現像剤担持体表面移動方向に沿って配置される複数の磁極を備えた磁界発生手段と、
該現像剤担持体の表面が潜像担持体の表面と対向するように現像剤担持体表面移動方向における現像剤担持体表面の一部分を露出させるための現像用開口を備え、内部にトナーと磁性キャリアとを含んだ二成分現像剤を収容するケーシングとを備えた現像装置において、
上記磁界発生手段は、現像領域を通過した二成分現像剤を上記現像剤担持体の表面から離脱させるための磁界を発生させる互いに隣接した同極性である２つの磁極を備えており、
上記ケーシングは、トナー及び磁性キャリアの通過を阻止しつつ気体を通過させるフィルタ部材が設けられた貫通孔を備えており、
上記貫通孔が設けられるケーシング内壁は、上記２つの磁極のうちの現像剤担持体表面移動方向上流側に位置する上流側磁極によって形成される磁界の作用が該貫通孔のケーシング内壁側開口に位置する磁性キャリアに及ぶように、現像剤担持体表面に近接配置され、
上記貫通孔の現像剤担持体回転軸方向の位置は、上記現像剤担持体の表面上における現像剤担持領域幅内であり、
上記貫通孔の現像剤担持体表面移動方向の位置は、上記現像剤担持体の回転中心軸に対して直交する仮想平面上で、上記上流側磁極による法線方向磁束密度が現像剤担持体表面上で最大となる地点と該現像剤担持体の回転中心軸とを結ぶ仮想直線を引いたときに、該仮想直線とケーシング内壁との交差点がケーシング内壁上における該貫通孔の開口内となる位置であることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１の現像装置において、
上記フィルタ部材は、そのケーシング内部側を向く面が鉛直方向下側を向くように配置されていることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１又は２の現像装置において、
上記貫通孔は、そのケーシング内壁上の開口における現像剤担持体表面移動方向上流側の縁部よりも、該開口における現像剤担持体表面移動方向下流側の縁部の方が、上記現像剤担持体の表面に近接するように設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像装置において、
上記フィルタ部材は、上記上流側磁極により形成される磁界によって穂立ちした二成分現像剤が接触する位置に配置されていることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置において、
上記貫通孔は、現像剤担持体回転軸方向で対称となるように複数個設けられていることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像装置において、
上記フィルタ部材は、繊維材料で構成されており、
非繊維材料で構成され、該繊維材料の通過を阻止し得るメッシュ部材を、上記貫通孔を塞ぐように該フィルタ部材よりもケーシング内部側に配置したことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
上記メッシュ部材の空間率は、３６％以上であることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の現像装置において、
上記トナーとして、平均円形度が０．９０以上のものを用いることを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の現像装置において、
上記トナーとして、体積平均粒径Ｄｖが３μｍ以上８μｍ以下の範囲内であり、体積平均粒径Ｄｖと個数平均粒径Ｄｎとの比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００以上１．４０以下の範囲内であるものを用いることを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の現像装置において、
上記トナーとして、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、離型剤を有機溶媒中に分散させたトナー材料液を水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるものを用いることを特徴とする現像装置。
【請求項１１】
潜像担持体の表面に形成された潜像を現像装置により現像剤を用いて現像することで得られるトナー像を、最終的に記録材上へ転写させることにより、記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
上記現像装置として、請求項１乃至９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１２】
潜像担持体の表面に形成された潜像を現像装置により現像剤を用いて現像することで得られるトナー像を、最終的に記録材上へ転写させることにより、記録材上に画像を形成する画像形成装置に対して着脱自在に構成され、少なくとも潜像担持体及び現像装置を一体的に支持したプロセスカートリッジにおいて、
上記現像装置として、請求項１乃至９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カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を用いて現像を行う現像装置、並びに、これを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の現像装置では、装置内においてトナーと磁性キャリアとを混合、撹拌して、適正なトナー濃度に調整制御した二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という。）を現像ローラ（現像剤担持体）上に担持させる。現像ローラ上に担持された現像剤は、ドクターブレード（現像剤規制部材）によってその量が規制された後に、感光体（潜像担持体）と対向する現像領域まで搬送される。そして、その現像領域において、現像ローラ上に担持された現像剤中のトナーが、感光体上に形成された静電潜像に付着して、トナー像が形成される。現像装置内におけるトナーの大部分は、キャリアとの摩擦帯電によってキャリア表面に静電的に吸着する。そして、キャリアに吸着したトナーは、現像領域において、現像ローラと感光体との間に形成された現像電界の影響を受けて、感光体上の静電潜像に付着する。すなわち、現像電界から受ける力がキャリアとの静電気力を上回って、トナーはキャリアから離れて感光体側に移動する。ここで、粉体であるトナーは、その物理的特性が均一ではなく、トナーの中には充分な帯電能力を有しないトナーがある。また、装置内の一部に偏って滞留するトナー等のように、キャリアとの摩擦帯電が不充分になって帯電不足となるトナーもある。さらに、現像装置内の現像剤中のキャリアは長期間の使用にともない帯電能力が低下するため、そのような場合にトナーの帯電不足を生じさせることもある。このような帯電不足のトナーは、電気的な力による拘束を受けにくいために、装置内に生じる気流に乗って装置内を浮遊する。このように浮遊したトナーは、現像装置内全体の平均的な圧力（以下、単に「内圧」という。）が高いと、現像装置の隙間から装置外へ吹き出して、トナー飛散を生じさせる。
【０００３】
現像装置には、感光体に対して現像ローラを対向させるための開口（以下「現像用開口」という。）が設けられている。この現像用開口に設置された現像ローラが回転することにより、現像装置内には気流が流入する。この気流によって、装置内における内圧が上昇する。装置内の内圧が上昇すると、内外の圧力差によって、装置を構成する部品間の隙間から装置内に浮遊するトナーが噴出することになる。特に、近年の高速化された画像形成装置においては、現像ローラの回転数が高いので内圧が高くなりやすく、トナー飛散が顕著となる。このようなトナー飛散を防止するために、従来は、現像装置を構成する部品間にシール部材を設けることにより対処していたが、充分にトナー飛散を抑止できない場合が多い。なぜなら、微細なトナーの噴出を完全に防ぐほどのシール性を現像装置全体で得ることは困難であるため、シール性が不充分な僅かな隙間部分からトナーが噴出してしまうからである。特に、近年の現像装置では、高画質化を目的として、より微細な小径トナーが用いられているため、シール部材を設けるだけではトナー飛散を有効に抑制することはできない。
【０００４】
特許文献１には、現像ローラを感光体に対して対向させるための現像用開口とは別の貫通孔がケーシングに形成された現像装置に設けた現像装置が開示されている。この貫通孔には、トナーや磁性キャリアの流出を防ぎつつ気体を通過させるフィルタ部材が設けられている。これらの現像装置によれば、この貫通孔により装置内の圧力上昇を逃がすことができ、内圧の上昇を抑制する効果が期待できる。
【０００５】
上記特許文献１に開示の現像装置は、気体流路の入口部分に近い位置に貫通孔が設けられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記特許文献２に開示の現像装置では、現像ローラの内部に設けられた磁極ロールにより形成される磁界の現像ローラ表面接線方向磁束密度が最大となる領域に対向する位置に貫通孔が配置される。このような位置では、磁性キャリアを現像ローラ表面側に引きつける磁界がほとんど形成されない。そのため、貫通孔に設けられたフィルタ部材に一旦付着してしまった磁性キャリアを、磁界によって回収することができない。また、上記特許文献２に開示の現像装置では、貫通孔が対向する現像ローラ表面上の現像剤が寝た状態にあるため、貫通孔に設けられたフィルタ部材に付着したトナーと現像剤との距離が離れている。そのため、現像ローラ表面上の現像剤中の磁性キャリアによる静電引力の作用を、フィルタ部材に付着したトナーに及ぼすことができない。したがって、上記特許文献２に開示の現像装置においては、フィルタ部材に磁性キャリアやトナーが経時的に徐々に堆積していき、フィルタ部材が目詰まりしやすく、内圧の上昇を抑制する効果が得られる期間（フィルタ寿命）が短くなるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、内圧の上昇を効果的に抑制しつつ、フィルタ寿命を長期化することができる現像装置、並びに、これを備えた画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、潜像担持体と対向する現像領域で鉛直方向下側から上側に向かって表面が移動するように回転駆動する円筒状の現像剤担持体と、該現像剤担持体の内部に固定配置され、現像剤担持体表面移動方向に沿って配置される複数の磁極を備えた磁界発生手段と、該現像剤担持体の表面が潜像担持体の表面と対向するように現像剤担持体表面移動方向における現像剤担持体表面の一部分を露出させるための現像用開口を備え、内部にトナーと磁性キャリアとを含んだ二成分現像剤を収容するケーシングとを備えた現像装置において、上記磁界発生手段は、現像領域を通過した二成分現像剤を上記現像剤担持体の表面から離脱させるための磁界を発生させる互いに隣接した同極性である２つの磁極を備えており、上記ケーシングは、トナー及び磁性キャリアの通過を阻止しつつ気体を通過させるフィルタ部材が設けられた貫通孔を備えており、上記貫通孔が設けられるケーシング内壁は、上記２つの磁極のうちの現像剤担持体表面移動方向上流側に位置する上流側磁極によって形成される磁界の作用が該貫通孔のケーシング内壁側開口に位置する磁性キャリアに及ぶように、現像剤担持体表面に近接配置され、上記貫通孔の現像剤担持体回転軸方向の位置は、上記現像剤担持体の表面上における現像剤担持領域幅内であり、上記貫通孔の現像剤担持体表面移動方向の位置は、上記現像剤担持体の回転中心軸に対して直交する仮想平面上で、上記上流側磁極による法線方向磁束密度が現像剤担持体表面上で最大となる地点と該現像剤担持体の回転中心軸とを結ぶ仮想直線を引いたときに、該仮想直線とケーシング内壁との交差点がケーシング内壁上における該貫通孔の開口内となる位置であることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記フィルタ部材は、そのケーシング内部側を向く面が鉛直方向下側を向くように配置されていることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の現像装置において、上記貫通孔は、そのケーシング内壁上の開口における現像剤担持体表面移動方向上流側の縁部よりも、該開口における現像剤担持体表面移動方向下流側の縁部の方が、上記現像剤担持体の表面に近接するように設けられていることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の現像装置において、上記フィルタ部材は、上記上流側磁極により形成される磁界によって穂立ちした二成分現像剤が接触する位置に配置されていることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置において、上記貫通孔は、現像剤担持体回転軸方向で対称となるように複数個設けられていることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像装置において、上記フィルタ部材は、繊維材料で構成されており、非繊維材料で構成され、該繊維材料の通過を阻止し得るメッシュ部材を、上記貫通孔を塞ぐように該フィルタ部材よりもケーシング内部側に配置したことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、上記メッシュ部材の空間率は、３６％以上であることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の現像装置において、上記トナーとして、平均円形度が０．９０以上のものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の現像装置において、上記トナーとして、体積平均粒径Ｄｖが３μｍ以上８μｍ以下の範囲内であり、体積平均粒径Ｄｖと個数平均粒径Ｄｎとの比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００以上１．４０以下の範囲内であるものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の現像装置において、上記トナーとして、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、離型剤を有機溶媒中に分散させたトナー材料液を水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、潜像担持体の表面に形成された潜像を現像装置により現像剤を用いて現像することで得られるトナー像を、最終的に記録材上へ転写させることにより、記録材上に画像を形成する画像形成装置において、上記現像装置として、請求項１乃至９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ものである。
また、請求項１２の発明は、潜像担持体の表面に形成された潜像を現像装置により現像剤を用いて現像することで得られるトナー像を、最終的に記録材上へ転写させることにより、記録材上に画像を形成する画像形成装置に対して着脱自在に構成され、少なくとも潜像担持体及び現像装置を一体的に支持したプロセスカートリッジにおいて、上記現像装置として、請求項１乃至９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ものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上、本発明によれば、内圧の上昇を効果的に抑制しつつ、フィルタ寿命を長期化することができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係るプリンタの構成を示す概略図である。
【図２】感光体及び現像装置を配設する画像形成ユニットの構成を、感光体回転軸方向から見たときの概略構成図である。
【図３】同プリンタの現像装置と感光体とを現像ローラ回転軸方向から見たときの概略構成を示す説明図である。
【図４】同現像装置の概略構成とともに、マグネットローラの各磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５によって形成される現像スリーブ表面上の法線方向磁束密度の大きさを示した説明図である。
【図５】同現像装置のフィルタ部材側からの斜視模式図である。
【図６】同現像装置のフィルタ部材と現像スリーブとの位置関係を示した模式図である。
【図７】同じ大きさの貫通孔を現像スリーブ回転軸方向で対称となるように２個設けた場合と３個設けた場合のトナー飛散量を測定した結果を示すグラフである。
【図８】現像剤の先端部分がフィルタ部材の内側面にまでは達していない状態を示す模式図である。
【図９】現像剤の先端部分がフィルタ部材の内側面にまでは達している状態を示す模式図である。
【図１０】比較例２の現像装置の概略構成とともに、現像スリーブ表面上の法線方向磁束密度の大きさを示した説明図である。
【図１１】実験例１の実験結果を示すグラフである。
【図１２】変形例１に係る現像装置の概略構成とともに、現像スリーブ表面上の法線方向磁束密度の大きさを示した説明図である。
【図１３】変形例２に係る現像装置と感光体とを現像ローラ回転軸方向から見たときの概略構成を示す説明図である。
【図１４】同現像装置のメッシュ部材の空間率を説明するための説明図である。
【図１５】実験例２の実験結果を示すグラフである。
【図１６】特許文献１に開示の現像装置の概略構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を、画像形成装置であるカラーレーザプリンタ（以下、単に「プリンタ１００」という）に適用した実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタ１００の構成を示す概略図である。
プリンタ１００は、イエロー（以下、「Ｙ」と記す。）、シアン（以下、「Ｃ」と記す。）、マゼンタ（以下、「Ｍ」と記す。）、ブラック（以下、「Ｋ」と記す。）の４色のトナーから、カラー画像を形成する画像形成装置である。
このプリンタ１００は、潜像担持体として４つの感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを備えている。各感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋは、それぞれ中間転写体としての中間転写ベルト６ａに接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。各感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋは、それぞれ中間転写ベルト６ａに接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。
【００１２】
図２は、感光体１を配設するプロセスカートリッジとしての画像形成ユニット２の構成を、感光体回転軸方向から見たときの概略構成図である。
なお、画像形成ユニット２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋにおける各感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ周りの構成はすべて同じであるため、図２以降の図では符号の後部に付すＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋという添字を省略している。また、画像形成ユニット２は、プリンタ１００本体に対して着脱可能な構成となっている。
感光体１の周りには、その表面移動方向に沿って、潜像を可視化してトナー像を形成する現像装置３０、感光体１に潤滑剤を塗布する潤滑剤の塗布装置２１、感光体１上の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置７、感光体１を帯電させる帯電装置３の順に配置されている。
【００１３】
潤滑剤の塗布装置２１は、固定されたケースに収容された潤滑剤成型体２１ｂと、潤滑剤成型体２１ｂに接触して潤滑剤を削り取り、感光体１に塗布するブラシ状ローラ２１ａと、潤滑剤成型体２１ｂをブラシ状ローラ２１ａに押しつける加圧スプリング２１ｃから主に構成されている。潤滑剤成型体２１ｂは直方体状に形成されており、ブラシ状ローラ２１ｂは感光体１の軸方向に延びる形状を有している。潤滑剤成型体２１ｂは、そのほぼすべてを使い切れるように、ブラシ状ローラ２１ａに対して加圧スプリング２１ｃで付勢されている。潤滑剤成型体２１ｂは消耗品であるため経時的にその厚みが減少するが、加圧スプリング２１ｃで加圧されているために常時ブラシ状ローラ２１ａに当接している。
また、この潤滑剤の塗布装置２１は、クリーニング装置７内にクリーニング手段であるクリーニングブレード７ａと共に設けても良い。これによって、ブラシ状ローラ２１ａで感光体１を摺擦することでブラシに付着するトナーを潤滑剤成型体２１ｂ又はフリッカーで振り落としたトナーを容易に回収することができる。
【００１４】
クリーニング装置７は、クリーニングブレード７ａ、支持部材７ｂ、トナー回収コイル７Ｃ，ブレード加圧スプリング７ｄを備える。クリーニングブレード７ａは、転写後に残留する感光体１上のトナーを除去する。
また、帯電装置３は、感光体１に対向配置される帯電部材としての帯電ローラ３ａと、帯電ローラ３ａが感光体１と対向する面と反対側の面に当接するように配置される帯電クリーニング部材３ｂとからなる。
【００１５】
転写装置６における中間転写ベルト６ａは、先の図１に示すように３つの支持ローラ６ｂ，６ｃ，６ｄに張架されており、図中矢印の方向に無端移動する構成となっている。この中間転写ベルト６ａ上には、各感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ上のトナー像が静電転写方式により互いに重なり合うように転写される。静電転写方式には、転写チャージャーを用いた構成もあるが、ここでは転写チリの発生が少ない転写ローラ６ｅを用いた構成を採用している。具体的には、各感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋと接触する中間転写ベルト６ａの部分の裏面に、それぞれ転写装置６としての各一次転写ローラ６ｅＹ，６ｅＣ，６ｅＭ，６ｅＫを配置している。ここでは、一次転写ローラ６ｅにより押圧された中間転写ベルト６ａの部分と感光体１とによって、一次転写領域が形成される。そして、各感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト６ａ上に転写する際には、一次転写ローラ６ｅに正極性のバイアスが印加される。これにより、各一次転写する領域（以下、転写領域と記す。）には転写電界が形成され、各感光体１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ上のトナー像は、中間転写ベルト６ａ上に静電的に付着し、転写される。
【００１６】
中間転写ベルト６ａの周りには、その表面に残留したトナーを除去するためのベルトクリーニング装置６ｆが設けられている。このベルトクリーニング装置６ｆは、中間転写ベルト６ａの表面に付着した不要なトナーをファーブラシ及びクリーニングブレードで回収する構成となっている。なお、回収した不要トナーは、ベルトクリーニング装置６ｆ内から図示しない搬送手段により図示しない廃トナータンクまで搬送される。
また、支持ローラ６ｄに張架された中間転写ベルト６ａの部分には、二次転写ローラ６ｇが接触して配置されている。この中間転写ベルト６ａと二次転写ローラ６ｇとの間には二次転写領域が形成され、この部分に、所定のタイミングで記録部材としての転写紙が送り込まれるようになっている。この転写紙は、露光装置４の図中下側にある給紙カセット９内に収容されており、ピックアップローラ１０、レジストローラ対１１等によって、二次転写領域まで搬送される。そして、中間転写ベルト６ａ上に重ね合わされたトナー像は、二次転写領域において、転写紙上に一括して転写される。この二次転写時には、二次転写ローラ６ｇに正極性のバイアスが印加され、これにより形成される転写電界によって中間転写ベルト６ａ上のトナー像が転写紙上に転写される。
【００１７】
２次転写領域の転写紙搬送方向下流側には、定着手段としての加熱定着装置８が配置されている。この加熱定着装置８は、ヒータを内蔵した加熱ローラ８ａと、圧力を加えるための加圧ローラ８ｂとを備えている。２次転写ニップ部を通過した転写紙は、これらのローラ間に挟み込まれ、熱と圧力を受けることになる。これにより、転写紙上に載っていたトナーが溶融し、トナー像が転写紙に定着される。そして、定着後の転写紙は、排紙ローラ１２によって、装置上面の排紙トレイ上に排出される。
【００１８】
次に、本発明の特徴部分である現像装置３０の構成について説明する。
図３は、本実施形態における現像装置３０と感光体１とを現像ローラ回転軸方向から見たときの概略構成を示す説明図である。
現像装置３０は、現像ケーシング３６の現像用開口から現像ローラ５が部分的に露出している。現像剤収容部１７内には、現像ローラ５の下方、現像ローラ５の回転軸と平行な回転軸を有する第１現像剤攪拌搬送部材としての第１搬送スクリュ１３が設置されている。また、第１搬送スクリュ１３と同じ高さとなる位置で、第１搬送スクリュ１３の回転軸と平行な回転軸を有する第２攪拌スクリュ１４が設置されている。
【００１９】
現像剤収容部１７内の第１搬送スクリュ１３を備える空間と第２搬送スクリュ１４を備える空間とは、図中手前側端部と奥側端部との両端部が現像剤を通過可能な開口部となした仕切り壁１９により仕切られている。第１搬送スクリュ１３と第２搬送スクリュ１４とはその回転により互いに反対方向に現像を搬送するものである。例えば、第１搬送スクリュ１３が図中手前側から奥側に向けて現像剤を搬送するものであれば、第２搬送スクリュ１４は図中奥側から手前側に向けて現像剤を搬送するものである。このように、第１搬送スクリュ１３と第２搬送スクリュ１４とが互いに反対方向に現像剤を搬送し、現像剤は現像剤収容部１７内を攪拌されながら循環する。また、現像剤は第１搬送スクリュ１３と現像ローラ５との対向部である剤供給部ａで現像剤収容部１７から現像ローラ５へ供給される。第１搬送スクリュ１３は、回転軸１３ａの周りに攪拌面部１３ｂが回転軸１３ａの軸方向へ、回転軸１３ａと一体に、螺旋状に設けられており、矢印方向ｅに回転し、現像剤を剤供給部ａへ搬送している。
【００２０】
現像ローラ５は、現像剤担持体としての現像スリーブ５ａと磁界発生手段としてのマグネットローラ５ｂとで構成され、現像スリーブ５ａは図中矢印ｄの方向に回転し、マグネットローラ５ｂは現像剤を保持する為に所定の磁界を発生している。マグネットローラ５ｂは５つの磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５を有し、磁極Ｐ３と磁極Ｐ４とが同極性の磁界を発生させるように設置されており、他は隣り合う磁極が異なる極性の磁界を発生させるように設置されている。
【００２１】
現像剤は剤供給部ａにてマグネットローラ５ｂの磁界により汲み上げられ、現像スリーブ５ａ表面に担持される。そして、現像スリーブ５ａの矢印方向ｄの回転により現像剤規制部材としてのドクターブレード１５で現像剤の層厚を規制され、感光体１と現像ローラ５が近接対向する現像領域ｂへ搬送される。現像領域ｂに形成される現像電界により、感光体１上の図示しない静電潜像に対し、正規極性（本実施形態ではマイナス極性）に帯電したトナーを移すことで、可視像を形成する。可視像形成後に現像スリーブ５ａ上に残る現像剤はマグネットローラ５ｂによる磁界と現像スリーブ５ａの矢印ｄ方向への回転により、現像剤離脱空間である剤離脱部ｃへ搬送される。剤離脱部ｃは磁極Ｐ３，Ｐ４が同極性の磁界により反発磁界を発生している反発磁界領域となっており、搬送された現像剤を現像スリーブ５ａ表面から離脱させる。剤離脱部ｃにて現像スリーブ表面から離脱した現像剤は現像剤収容部１７の第１搬送スクリュ１３を備える空間内に堆積している現像剤上に落下する。
【００２２】
ここで、内圧が高い装置に適用する圧力低減方法を適用した装置の一例を図１６に示す。
現像ローラ３０５の上方に設置されたケーシング３３６に、壁部３３５と貫通孔３３１とが設けられている。壁部３３５は、現像ローラ３０５のＰ２極を通過してＰ３極からＰ４極に至る領域近傍を覆うように、現像ローラ３０５の表面に対向して設置されている。貫通孔３３１は、現像ローラ３０５に対して壁部３３５を介した位置であって、現像剤Ｇに埋没しない現像剤収容部の上方の位置に、装置外に通ずるように設けられている。貫通孔３３１には、貫通孔３３１を覆うようにフィルタ部材３３２が設置されている。フィルタ部材３３２は、装置内側から進入するトナーを捕集して空気を装置外側に通過させる。この現像装置においては、現像装置の現像用開口から現像ローラ３０５とケーシング３３６との間を通じて貫通孔３３１に至る気体の流路（図１６中の破線矢印で示す流路）が確保される。しかし、この現像装置で形成される気体の流路の全長が長いために、気体の流路の入口部分（現像用開口から現像ローラ３０５とケーシング３３６との間を通る部分）では大きな吸い込み気流が発生していても、貫通孔３３１に至るころにはその勢いが小さくなってしまう。しかも、この現像装置で形成される気体の流路は、図示のように、壁部３３５の先端（現像ローラによる現像剤搬送方向の最下流側に位置する端部）を回り込むようにして貫通孔３３１に至る構成となっており、その回り込む部分において１８０度に近い角度で大きく湾曲している。このような大きな湾曲部分が気体の流路中に存在すると、その部分で気体の流れが大きく妨げられてしまう。そのため、吸い込み気流の勢いは当該湾曲部分で大きく減退してしまう。このような現像装置では、フィルタ部材が設けられた貫通孔３３１から現像装置内部の気体を外部へ押し出す力は、主に、現像装置の内圧（現像装置内全体の平均的な圧力）と現像装置外部の圧力との差（以下「装置内外の圧力差」という）によって決まることになる。
【００２３】
本実施形態の現像装置３０には、図２及び図３に示すように、現像ケーシング３６に貫通孔３１が設けられており、その貫通孔３１のケーシング外壁側開口は、トナー及び磁性キャリアの通過を阻止しつつ気体を通過させるフィルタ部材３２によって覆われている。ここで、本実施形態の現像装置３０は、現像スリーブ５ａの回転速度が比較的遅く、その内圧があまり高くならない装置構成になっている。そのため、図１６に示すような主に装置内外の圧力差だけで貫通孔のフィルタ部材から気体を押し出すような位置に貫通孔３１を設けても、その内圧は上昇しても比較的低い圧力に維持される。しかし、このように内圧が比較的低い場合であっても、現像装置の隙間からトナーや磁性キャリアが装置外へ吹き出して、トナー飛散を生じさせることがある。
【００２４】
本実施形態の現像装置３０は、このように内圧があまり高くならない装置構成であっても、その内圧上昇を効果的に抑制して、トナー飛散を抑制できるものである。すなわち、現像装置３０の内部には、図３に示すように、装置内部へ向かって移動する現像スリーブ表面と現像用開口縁部との隙間ｆから気体（空気）を吸い込む気流Ｂが生じる。この吸い込み気流Ｂの勢いをなるべく減退させることなく、その吸い込み気流Ｂを現像ケーシング３６の貫通孔へ案内できる流路が形成できれば、その気流Ｂの勢いを利用して、その貫通孔３１に設けられたフィルタ部材３２から現像装置内部の気体を外部へ押し出すことができる。その結果、装置内の圧力があまり高くならない装置構成であっても、主に装置内外の圧力差だけで貫通孔のフィルタ部材から気体を押し出す従来装置に比べて、内圧の上昇を効果的に抑制することができる。
【００２５】
図４は、現像装置３０の概略構成とともに、マグネットローラ５ｂの各磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５によって形成される現像スリーブ５ａの表面上の法線方向磁束密度の大きさを示した説明図である。
本実施形態では、吸い込み気流Ｂの勢いを利用して、貫通孔３１に設けられたフィルタ部材３２から現像装置内部の気体を外部へ押し出すことが可能な流路を形成するために、吸い込み気流Ｂが生じる流路入口に近いケーシング部分に貫通孔３１を設けている。具体的には、貫通孔３１は、現像スリーブ５ａの回転中心軸に対して直交する仮想平面（図４の紙面）上で、２つの磁極Ｐ３，Ｐ４のうちの現像スリーブ表面移動方向上流側に位置する上流側磁極Ｐ３による法線方向磁束密度が現像スリーブ表面上で最大となる地点と現像スリーブ５ａの回転中心軸とを結ぶ仮想直線Ｊを引いたときに、その仮想直線Ｊと現像ケーシング３６の内壁との交差点Ｄが現像ケーシング３６の内壁上における貫通孔３１の開口（内側開口）内となる位置に設けられている。
【００２６】
このような位置に貫通孔３１を設けることで、吸い込み気流Ｂを大きく減退させずに、貫通孔３１へ案内することができる。したがって、その吸い込み気流Ｂの勢いを利用して、その貫通孔３１に設けられたフィルタ部材３２から現像装置内部の気体を外部へ押し出すことができる。その結果、装置内の圧力があまり高くならない装置構成であっても、内圧の上昇を効果的に抑制することができる。
【００２７】
また、上記のような位置に貫通孔３１を設けることで、上流側磁極Ｐ３の磁界が貫通孔３１の内側開口付近に形成されるので、貫通孔３１と剤離脱部ｃとの間に上流側磁極Ｐ３の磁界を作用させることができる。その結果、剤離脱部ｃ内で浮遊しているトナーや磁性キャリアは、貫通孔３１に吸い込まれる前にその磁界に捕捉される。これにより、フィルタ部材３２の目詰まりの原因となる剤離脱部ｃ内で浮遊しているトナーや磁性キャリアが、貫通孔３１のフィルタ部材３２に付着しにくくなり、フィルタ部材の目詰まりが抑制される。
しかも、貫通孔３１のフィルタ部材３２に磁性キャリアが付着してしまった場合でも、貫通孔３１の内側開口近傍に位置する磁性キャリアに対して作用する磁界によってこれを回収することができる。また、貫通孔３１の内側開口が対向する現像スリーブ５ａの表面部分では現像剤が穂立ちした状態となっている。これにより、貫通孔３１のフィルタ部材３２にトナーが付着してしまった場合でも、現像スリーブ５ａの表面上で穂立ちした現像剤中の磁性キャリアによる静電引力によってこれを回収することが可能である。このように、本実施形態によれば、フィルタ部材３２に磁性キャリアやトナーが付着しても、その後に回収することが可能であるため、フィルタ部材３２の目詰まりが抑制され、フィルタ寿命を長期化することができる。
【００２８】
また、本実施形態における貫通孔３１は、現像スリーブ回転軸方向において、現像スリーブ回転軸方向で対称となるように複数個設けられている。１つの貫通孔３１を、現像スリーブ５ａの表面上における現像剤担持領域幅にわたって設けるようにしてもよいが、現像ケーシング３６の強度を十分に確保することが困難となるので、貫通孔３１は、現像スリーブ回転軸方向に複数個設けるのが好ましい。
【００２９】
図５は、図３における現像装置３０のフィルタ部材３２側からの斜視模式図である。
図６は、フィルタ部材３２と現像スリーブ５ａとの位置関係を示した模式図である。
図５に示すように、現像装置３０の現像ケーシング３６は、第１搬送スクリュ１３及び第２搬送スクリュ１４の回転軸１３ａ，１４ａが軸支されている下ケース３６Ａと、この下ケース３６Ａの蓋として機能する上ケース３６Ｂとから構成されている。本実施形態において、貫通孔３１並びにフィルタ部材３２は、現像装置３０の長手方向（現像ローラ回転軸方向）にほぼ左右対称に複数（本実施形態では３つ）設けられている。また、貫通孔３１並びにフィルタ部材３２と現像スリーブ５ａとの位置関係は、貫通孔３１が現像スリーブ５ａの現像領域幅内（着磁幅内）に収まるように設けられている。
【００３０】
図７は、同じ大きさの貫通孔３１を現像スリーブ回転軸方向で対称となるように２個設けた場合と３個設けた場合のトナー飛散量を測定した結果を示すグラフである。
このグラフでは、横軸に、現像スリーブ回転軸方向における現像剤担持領域幅に対する貫通孔の内側開口幅の割合（フィルタ割合）をとり、縦軸にトナー飛散量をとったものである。なお、ここでいうトナー飛散量は、感光体１を回転させない状態で現像装置３０を１時間駆動し、現像装置３０の外壁と感光体１に付着したトナーを吸引ポンプで吸ったときに得たものの重量（ｍｇ／ｈ）を測定したものである。図示のように、貫通孔３１を２個設けた場合よりも３個設けた場合の方がトナー飛散量が少ないことが分かる。図示した目標飛散量を満たす上では、フィルタ割合が３０％以上となるように貫通孔３１を設けるのが好ましい。
【００３１】
また、本実施形態において、上流側磁極Ｐ３の磁界により穂立ちした現像剤は、図８に模式的に示すように、貫通孔３１の内側開口付近まで迫り出した状態になるが、その現像剤の先端部分がフィルタ部材３２の内側面にまでは達していない。しかし、図９に模式的に示すように、上流側磁極Ｐ３の磁界により穂立ちした現像剤の先端部分がフィルタ部材３２の内側面に達するように構成すれば、フィルタ部材３２の内側面に付着したトナーや磁性キャリアを現像剤で掻き取る効果が得られる。その結果、フィルタ寿命を更に延ばすことが可能となる。なお、このように構成しても、フィルタ部材３２の内側面に付着したトナーや磁性キャリアを現像剤で押し付けてしまうようなことない。
【００３２】
〔実験例１〕
次に、上記実施形態に係る現像装置３０を用いたときのトナー飛散の抑制効果を確認するために行った実験例（以下、本実験例を「実験例１」という。）について説明する。
本実験例１では、感光体１を回転させない状態で上記実施形態に係る現像装置３０を１時間駆動し、現像装置３０の外壁と感光体１に付着したトナーを吸引ポンプで吸ったときに得たものの重量（ｍｇ／ｈ）を、実施例のトナー飛散量として測定した。なお、効果比較のため、貫通孔３１が設けられていない比較例１と、貫通孔３１を図１０に示すように剤離脱部ｃに直接的に面する位置に配置した比較例２についても、同様の実験を行った。
【００３３】
図１１は、本実験例１の実験結果を示すグラフである。
このグラフからわかるにように、実施例である上記実施形態に係る現像装置３０によれば、トナー飛散を効果的に抑制できることが確認できた。
【００３４】
〔変形例１〕
次に、現像装置３０の貫通孔の位置を変更した一変形例（以下、本変形例を「変形例１」という。）について説明する。
図１２は、本変形例１に係る現像装置３０の概略構成とともに、マグネットローラ５ｂの各磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５によって形成される現像スリーブ５ａの表面上の法線方向磁束密度の大きさを示した説明図である。
本変形例１においても、貫通孔２３１は、現像スリーブ５ａの回転中心軸に対して直交する仮想平面（図１２の紙面）上で、２つの磁極Ｐ３，Ｐ４のうちの現像スリーブ表面移動方向上流側に位置する上流側磁極Ｐ３による法線方向磁束密度が現像スリーブ表面上で最大となる地点と現像スリーブ５ａの回転中心軸とを結ぶ仮想直線Ｊを引いたときに、その仮想直線Ｊと現像ケーシング３６の内壁との交差点Ｄが現像ケーシング３６の内壁上における貫通孔３１の開口（内側開口）内となる位置に設けられている。
【００３５】
本変形例１の位置に貫通孔３１を設けることで、現像スリーブ５ａの表面と現像ケーシング３６の内壁との間を通過した吸い込み気流Ｂ’が貫通孔３１の内側開口に対してほぼ真っ直ぐに入り込むことができる。よって、吸い込み気流Ｂを貫通孔３１のフィルタ部材２３２までその勢いをほとんど減退させずに効率よく案内することができる。したがって、装置内の圧力があまり高くならない装置構成であっても、内圧の上昇を更に効果的に抑制することができる。
【００３６】
〔変形例２〕
次に、現像装置３０の貫通孔にメッシュ部材を配置した一変形例（以下、本変形例を「変形例２」という。）について説明する。
なお、本変形例２は、メッシュ部材３７を貫通孔３１を塞ぐようにフィルタ部材３２よりもケーシング内部側に配置した点を除いて、上記実施形態と同様の構成であるため、以下、上記実施形態との相違点のみ説明する。
【００３７】
フィルタ部材３２としては、通気性が良く（圧力損失が少なく）、トナーを確実に捕捉できるものであれば、どのような材料でどのように構成されたものでもよいが、繊維材料で構成されたものが好適に使用できる。具体的には、不織布でもよいが、繊維を織って構成されたものが好ましい。ところが、このような繊維材料で構成されたフィルタ部材３２は、現像剤が接触することでダメージを受け続けることにより、繊維のほつれが生じ、ほつれた繊維片がフィルタ部材３２から脱落することがある。この場合、ほつれた繊維片が現像装置の現像ケーシング３６内の現像剤中に混入し、ドクターブレード１５と現像スリーブ５ａとの間のドクタギャップに挟まると、スジ状の異常画像が形成されてしまう。
特に、比較的寿命が短い現像剤だけ交換してその他の部品を交換しないで現像装置を継続使用しようとする場合、フィルタ部材３２に付着しているトナー等をバキュームなどによりクリーニングすることが望まれるが、このようなクリーニングによりダメージを受けて繊維のほつれが生じたり、ほつれが促進されたりする。
そこで、本変形例２においては、ほつれた繊維片による異常画像の発生を抑制すべく、メッシュ部材３７を、貫通孔３１を塞ぐようにフィルタ部材３２よりもケーシング内部側に配置している。
【００３８】
図１３は、本変形例２に係る現像装置３０と感光体１とを現像ローラ回転軸方向から見たときの概略構成を示す説明図である。
メッシュ部材３７としては、メッシュ部分が樹脂製で穴が開いた構成のものを用いることもできるし、細い金属線を編んだ構成のものを用いることもできる。いずれにしても、非繊維材料で構成され、繊維のほつれが生じないものであればよい。
また、メッシュ部材３７は、貫通孔３１を塞ぐようにフィルタ部材３２よりもケーシング内部側に配置される。その具体的な配置箇所は、フィルタ部材３２から脱落した繊維片が現像ケーシング内の現像剤へ到達するのを阻止できる箇所であればどこでもよい。例えば、フィルタ部材３２の内側に貼り付けてもよいし、貫通孔３１のケーシング内壁側開口に取り付けるようにしてもよい。図１３に示した配置例は後者の例である。なお、メッシュ部材３７を貼り付けたり取り付けたりする場合、両面テープや接着剤を用いるのが好適である。
【００３９】
また、メッシュ部材３７は、フィルタ部材３２を構成する繊維材料がほつれてフィルタ部材３２から脱落した繊維片の通過を阻止し得る程度のメッシュ孔をもつ構成であればよい。ただし、フィルタ部材３２から脱落した繊維片の通過を完全に阻止できるようなものまで要求されるわけではなく、少なくとも、フィルタ部材３２から脱落した繊維片が、このメッシュ部材３７を配置しない場合よりも、現像ケーシング内の現像剤中への混入しにくくなるものであればよい。したがって、メッシュ部材３７のメッシュ孔の大きさは、繊維片の断面径よりも大きいものであっても、繊維片がメッシュ部材３７に引っ掛かって繊維片の通過を阻止できる程度の大きさであればよい。特に、メッシュ部材３７は、なるべく圧力損失が小さいことが望まれるので、この点からも、メッシュ部材３７のメッシュ孔の大きさは、繊維片の断面径よりも大きく形成することが好適である。
【００４０】
図１４は、メッシュ部材３２の空間率を説明するための説明図である。
メッシュ部材３２のメッシュ孔の大きさは、例えば空間率で特定することができる。空間率は、その値が大きいほどメッシュ孔の大きさが大きいことを示す指標値である。よって、空間率が大きいメッシュ部材３２ほど空気の流れを邪魔しないので好適ではあるが、空間率が大きすぎるメッシュ部材３２では現像剤が通過しやす過ぎて、フィルタ部材３２とメッシュ部材３７との間の貫通孔内部に現像剤が溜まって、逆に空気の流れが邪魔される事態を招くおそれがある。
【００４１】
下記の表１に、メッシュ部材３２のオープニング（図１４参照）の値と現像剤の通過の可否との関係について実験した実験結果を示す。
なお、この実験では、平均粒径が３５μｍの磁性キャリアを使用し、メッシュ部材３２の上にキャリア単体を乗せてメッシュ部材の通過を観察する条件（条件１）と、メッシュ部材３２の上に磁性キャリアとトナーとを混合させた状態の現像剤を乗せてメッシュ部材の通過を観察する条件（条件２）と、変形例２に係る現像装置を搭載したプリンタ１００に現像剤をセットして稼働させてメッシュ部材３２の通過を観察する条件（条件３）について、オープニングの値が異なる５つのメッシュ部材を用いて実験を行った。
【表１】
2010237635.tif 000003
【００４２】
磁性キャリア単体の自重による通過を観察する条件１においては、メッシュ部材のオープニングが４８μｍ以上になると、磁性キャリアの通過が確認された。
一方、磁性キャリアとトナーとを混合した現像剤の自重による通過を観察する条件２では、オープニングが４８μｍであるメッシュ部材の場合には現像剤が通過しなかったが、オープニングが７２μｍ以上になると、現像剤の通過が確認された。これは、磁性キャリアがトナーと混合されることで流動性が悪化し、メッシュ部材上でブリッジが形成されて、通過しにくくなったためである。
他方、条件２で用いた現像剤を実機にセットして通過を観察する条件３では、磁性キャリアは、現像スリーブ５ａ内のマグネットローラ５ｂの磁力の作用を受け、オープニングが１６１μｍｍであるメッシュ部材を用いる場合でも、磁性キャリアの通過は観察されなかった。
【００４３】
〔実験例２〕
次に、上記変形例２に係る現像装置３０を用いたときのトナー飛散の抑制効果を確認するために行った実験例（以下、本実験例を「実験例２」という。）について説明する。
本実験例２では、感光体１を回転させない状態で上記変形例２に係る現像装置３０を事前に１時間駆動して現像剤を劣化させ、トナーを補給してトナー濃度を１０．５％まで上昇させた後、さらに感光体１を回転させない状態で現像装置３０を１時間駆動する。なお、現像装置の駆動スピードは、現像スリーブ５ａの線速で５００ｍｍ／ｓである。その後、感光体１に付着したトナーを吸引ポンプで吸って得られたものの重量（ｍｇ／ｈ）を、トナー飛散量として測定した。なお、本実験例２では、現像装置３０の外壁に付着したものの重量は除外している。
本実験例２では、空間率が異なる３つのメッシュ部材３７を用いた場合と、メッシュ部材３７を用いない場合について、それぞれ測定した。
【００４４】
図１５は、本実験例２の実験結果を示すグラフである。
飛散が軽微であると判断できる飛散量は、一般に５ｍｇ／ｈである。よって、空間率が３６％以上であるメッシュ部材３７を用いれば、メッシュ部材３７を配置しても十分な空気の流れを確保でき、現像装置の内圧上昇抑制効果を十分に維持できる。ただし、空間率が大きすぎると、メッシュ部材３７の本来の機能、すなわち、フィルタ部材３２から脱落した繊維片の通過を阻止する機能を維持できなくなるので、空間率の上限は、フィルタ部材３２から脱落した繊維片の通過を阻止できる範囲に制限される。
【００４５】
以上、本変形例２によれば、フィルタ部材３２からその繊維片が脱落しても、その繊維片はメッシュ部材３７に捕捉され、現像ケーシング内の現像剤に混入することが抑制される。その結果、繊維片がドクタギャップに挟まってスジ状の異常画像が形成されるなどの不具合の発生が抑制される。
また、本変形例２によれば、現像ケーシング内の現像剤はメッシュ部材３７を通過できず、フィルタ部材３７に接触しないので、現像剤の接触によるフィルタ部材３７のダメージが少ない。よって、上述した不具合のそもそもの原因である繊維のほつれが生じにくいので、その不具合を効果的に抑制できる。
【００４６】
以上、本実施形態（各変形例を含む。）に係る現像装置３０は、潜像担持体としての感光体１と対向する現像領域ｂで鉛直方向下側から上側に向かって表面が移動するように回転駆動する円筒状の現像剤担持体としての現像スリーブ５ａと、現像スリーブの内部に固定配置され、現像スリーブ表面移動方向に沿って配置される複数の磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５を備えた磁界発生手段としてのマグネットローラ５ｂと、現像スリーブ５ａの表面が感光体１の表面と対向するように現像スリーブ表面移動方向における現像スリーブ表面の一部分を露出させるための現像用開口を備え、内部にトナーと磁性キャリアとを含んだ二成分現像剤を収容する現像ケーシング３６とを備えている。そして、マグネットローラ５ｂは、現像領域ｂを通過した現像剤を現像スリーブ５ａの表面から離脱させるための磁界を発生させるために、互いに隣接した同極性である２つの磁極Ｐ３，Ｐ４を備えており、現像ケーシング３６は、トナー及び磁性キャリアの通過を阻止しつつ気体を通過させるフィルタ部材３２，２３２が設けられた貫通孔３１，２３１を備えている。貫通孔３１，２３１が設けられるケーシング内壁は、上記２つの磁極のうちの現像剤担持体表面移動方向上流側に位置する上流側磁極Ｐ３によって形成される磁界の作用が当該貫通孔３１，２３１のケーシング内壁側開口（内側開口）に位置する磁性キャリアに及ぶように、現像スリーブ５ａの表面に近接配置されている。また、貫通孔３１，２３１の現像スリーブ回転軸方向の位置は、現像スリーブ５ａの表面上における現像剤担持領域幅内であり、貫通孔３１，２３１の現像スリーブ表面移動方向の位置は、現像スリーブの回転中心軸に対して直交する仮想平面上で、２つの磁極Ｐ３，Ｐ４のうちの現像スリーブ表面移動方向上流側に位置する上流側磁極Ｐ３による法線方向磁束密度が現像スリーブ表面上で最大となる地点と現像スリーブ５ａの回転中心軸とを結ぶ仮想直線Ｊを引いたときに、その仮想直線Ｊとケーシング内壁との交差点Ｄがケーシング内壁上における貫通孔３１，２３１の内側開口内となる位置である。このような位置に貫通孔３１，２３１を設けることで、上述したように、装置内の圧力があまり高くならない装置構成であっても内圧の上昇を効果的に抑制でき、かつ、フィルタ寿命を長期化することができる。
特に、本実施形態（各変形例を含む。）では、フィルタ部材３２，２３２におけるケーシング内部側を向く内側面が鉛直方向下側を向くように配置されている。これにより、現像装置３０の駆動時等に生じる振動で、フィルタ部材３２，２３２の内側面上に付着したトナーや磁性キャリアを自重により落下させることが可能となる。したがって、フィルタ寿命を更に長期化することができる。
また、上記変形例１のように、貫通孔２３１の内側開口における現像スリーブ表面移動方向上流側の縁部よりも、その内側開口における現像スリーブ表面移動方向下流側の縁部の方が、現像スリーブ５ａの表面に近接するように、貫通孔２３１を設けることで、吸い込み気流Ｂを貫通孔２３１の内部へ効率よく取り込むことができるので、内圧上昇の抑制効果を高めることができる。
また、上述したように、フィルタ部材３２，２３２を、上流側磁極Ｐ３により形成される磁界によって穂立ちした現像剤が接触する位置に配置すれば、フィルタ部材３２，２３２の内側面に付着したトナーや磁性キャリアを現像剤で掻き取る効果が得られるので、フィルタ寿命を更に延ばすことが可能となる。
また、本実施形態においては、貫通孔３１は、現像スリーブ回転軸方向で対称となるように複数個設けられているので、現像ケーシング３６の強度を十分に確保しつつ、現像スリーブ回転軸方向においてほぼ均等に内圧上昇の高い抑制効果を得ることができる。
【００４７】
また、上記変形例２においては、フィルタ部材３２が繊維材料で構成されており、非繊維材料で構成され、フィルタ部材３２の繊維片（繊維材料）の通過を阻止し得るメッシュ部材３７を、貫通孔３１を塞ぐようにフィルタ部材３２よりも現像ケーシング３６内部側に配置しているので、フィルタ部材３２からその繊維片が脱落しても、その繊維片はメッシュ部材３７に捕捉され、現像ケーシング内の現像剤に混入することが抑制される。その結果、繊維片がドクタギャップに挟まってスジ状の異常画像が形成されるなどの不具合の発生が抑制される。
特に、上記変形例２において、メッシュ部材３７として、空間率が３６％以上のものを用いれば、メッシュ部材３７を配置しても十分な空気の流れを確保でき、現像装置の内圧上昇抑制効果を十分に維持できる。
【００４８】
また、本実施形態では、トナーとして、平均円形度が０．９０以上のものを用いるのが好ましく、特に０．９４以上のものがより好ましい。円形度は、トナー粒子の凹凸の度合いを示す指標であり、トナーが完全な球形の場合には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。平均円形度が０．９０以上１．００以下の範囲内であれば、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との接触面積が小さいために転写性に優れる。トナー粒子に角がないため、現像装置内での現像剤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が発生しない。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。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、帯電部材等の表面を傷つけたり、磨耗させたりしない。
【００４９】
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。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１００〜１５０ｍｌ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０．１〜０．５ｍｌ加え、更に測定試料を０．１〜０．５ｇ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。
【００５０】
また、６００ｄｐｉ以上の微少ドットを再現するために、本実施形態では、トナーとして、体積平均粒径Ｄｖが３μｍ以上８μｍ以下の範囲内のものを用いるのが好ましい。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。体積平均粒径Ｄｖが３μｍ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。体積平均粒径Ｄｖが８μｍ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。
【００５１】
また、体積平均粒径Ｄｖと個数平均粒径Ｄｎとの比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００以上１．４０以下の範囲内であるトナーを用いるのが好ましい。この比率（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
【００５２】
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。具体的な測定方法は、まず、電解水溶液１００〜１５０ｍｌ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０．１〜５ｍｌ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２〜２０ｍｇ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１００μｍ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、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの体積平均粒径Ｄｖ、個数平均粒径Ｄｎを求めることができる。チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ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。
【００５３】
本実施形態において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、離型剤を有機溶媒中に分散させたトナー材料液を水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるものが好ましい。このようなトナーは、一般に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。
【００５４】
（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）；上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物；上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数２〜１２のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数２〜１２のアルキレングリコールとの併用である。３価以上の多価アルコール（ＴＯ）としては、３〜８価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール（グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど）；３価以上のフェノール類（トリスフェノールＰＡ、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど）；上記３価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
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。
多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の比率は、水酸基［ＯＨ］とカルボキシル基［ＣＯＯＨ］の当量比［ＯＨ］／［ＣＯＯＨ］として、通常２／１〜１／１、好ましくは１．５／１〜１／１、さらに好ましくは１．３／１〜１．０２／１である。
多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の重縮合反応は、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。ポリエステルの水酸基価は５以上であることが好ましく、ポリエステルの酸価は通常１〜３０、好ましくは５〜２０である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすく、さらには記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。しかし、酸価が３０を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。
また、重量平均分子量１万〜４０万、好ましくは２万〜２０万である。重量平均分子量が１万未満では、耐オフセット性が悪化するため好ましくない。また、４０万を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。
ポリエステルには、上記の重縮合反応で得られる未変性ポリエステルの他に、ウレア変性のポリエステルが好ましく含有される。ウレア変性のポリエステルは、上記の重縮合反応で得られるポリエステルの末端のカルボキシル基や水酸基等と多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）とを反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋及び／又は伸長されて得られるものである。
多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）としては、脂肪族多価イソシアネート（テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，６−ジイソシアナトメチルカプロエートなど）；脂環式ポリイソシアネート（イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど）；芳香族ジイソシアネート（トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど）；芳香脂肪族ジイソシアネート（α，α，α’，α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど）；イソシアネート類；前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの；およびこれら２種以上の併用が挙げられる。
多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）の比率は、イソシアネート基［ＮＣＯ］と、水酸基を有するポリエステルの水酸基［ＯＨ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＯＨ］として、通常５／１〜１／１、好ましくは４／１〜１．２／１、さらに好ましくは２．５／１〜１．５／１である。［ＮＣＯ］／［ＯＨ］が５を超えると低温定着性が悪化する。［ＮＣＯ］のモル比が１未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）構成成分の含有量は、通常０．５〜４０ｗｔ％、好ましくは１〜３０ｗｔ％、さらに好ましくは２〜２０ｗｔ％である。０．５ｗｔ％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、４０ｗｔ％を超えると低温定着性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の１分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常１個以上、好ましくは、平均１．５〜３個、さらに好ましくは、平均１．８〜２．５個である。１分子当たり１個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
次に、ポリエステルプレポリマー（Ａ）と反応させるアミン類（Ｂ）としては、２価アミン化合物（Ｂ１）、３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）、アミノアルコール（Ｂ３）、アミノメルカプタン（Ｂ４）、アミノ酸（Ｂ５）、およびＢ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）などが挙げられる。
２価アミン化合物（Ｂ１）としては、芳香族ジアミン（フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタンなど）；脂環式ジアミン（４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど）；および脂肪族ジアミン（エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど）などが挙げられる。３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール（Ｂ３）としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン（Ｂ４）としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸（Ｂ５）としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。Ｂ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）としては、前記Ｂ１〜Ｂ５のアミン類とケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類（Ｂ）のうち好ましいものは、Ｂ１およびＢ１と少量のＢ２の混合物である。
アミン類（Ｂ）の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中のイソシアネート基［ＮＣＯ］と、アミン類（Ｂ）中のアミノ基［ＮＨｘ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］として、通常１／２〜２／１、好ましくは１．５／１〜１／１．５、さらに好ましくは１．２／１〜１／１．２である。［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］が２を超えたり１／２未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常１００／０〜１０／９０であり、好ましくは８０／２０〜２０／８０、さらに好ましくは、６０／４０〜３０／７０である。ウレア結合のモル比が１０％未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。
ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法、などにより製造される。多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで４０〜１４０℃にて、これに多価イソシアネート（ＰＩＣ）を反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得る。さらにこの（Ａ）にアミン類（Ｂ）を０〜１４０℃にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。
多価イソシアネート（ＰＩＣ）を反応させる際、及び（Ａ）と（Ｂ）を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤（トルエン、キシレンなど）；ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）；エステル類（酢酸エチルなど）；アミド類（ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど）およびエーテル類（テトラヒドロフランなど）などのイソシアネート（ＰＩＣ）に対して不活性なものが挙げられる。
また、ポリエステルプレポリマー（Ａ）とアミン類（Ｂ）との架橋及び／又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン（ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど）、およびそれらをブロックしたもの（ケチミン化合物）などが挙げられる。
ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常１万以上、好ましくは２万〜１０００万、さらに好ましくは３万〜１００万である。１万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常２０００〜１５０００、好ましくは２０００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００である。２００００を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性およびフルカラー画像形成装置１００に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。尚、未変性ポリエステルはウレア結合以外の化学結合で変性されたポリエステルを含んでも良い。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは、少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。
また、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとの重量比は、通常２０／８０〜９５／５、好ましくは７０／３０〜９５／５、さらに好ましくは７５／２５〜９５／５、特に好ましくは８０／２０〜９３／７である。ウレア変性ポリエステルの重量比が５％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを含むバインダー樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は、通常４５〜６５℃、好ましくは４５〜６０℃である。４５℃未満ではトナーの耐熱性が悪化し、６５℃を超えると低温定着性が不十分となる。
また、ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。
【００５５】
（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。
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。
【００５６】
（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。
荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の範囲で用いられる。好ましくは、０．２〜５重量部の範囲がよい。１０重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
【００５７】
（離型剤）
離型剤としては、融点が５０〜１２０℃の低融点のワックスが、バインダー樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、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。
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。
【００５８】
（外添剤）
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、５×１０-3〜１×１０2μｍであることが好ましく、特に５×１０-3〜０．５μｍであることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００ｍ２／ｇであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの０．０１〜５ｗｔ％であることが好ましく、特に０．０１〜２．０ｗｔ％であることが好ましい。
無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に両微粒子の平均粒径が５×１０-2μｍ以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像装置内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。
酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が０．３〜１．５ｗｔ％の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。
【００５９】
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。
（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。
【００６０】
（２）トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。
水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール（メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど）、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類（メチルセルソルブなど）、低級ケトン類（アセトン、メチルエチルケトンなど）などの有機溶媒を含むものであってもよい。
トナー材料液１００重量部に対する水系媒体の使用量は、通常５０〜２０００重量部、好ましくは１００〜１０００重量部である。５０重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。２００００重量部を超えると経済的でない。
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。
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数２〜１０のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、３−［ω−フルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１１）オキシ］−１−アルキル（Ｃ３〜Ｃ４）スルホン酸ナトリウム、３−［ω−フルオロアルカノイル（Ｃ６〜Ｃ８）−Ｎ−エチルアミノ］−１−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル（Ｃ１１〜Ｃ２０）カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸（Ｃ７〜Ｃ１３）及びその金属塩、パーフルオロアルキル（Ｃ４〜Ｃ１２）スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、Ｎ−プロピル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）−Ｎ−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１６）エチルリン酸エステルなどが挙げられる。
商品名としては、サーフロンＳ−１１１、Ｓ−１１２、Ｓ−１１３（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−９３、ＦＣ−９５、ＦＣ−９８、ＦＣ−１２９（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−１０１、ＤＳ−１０２（ダイキン工業社製）、メガファックＦ−１１０、Ｆ−１２０、Ｆ−１１３、Ｆ−１９１、Ｆ−８１２、Ｆ−８３３（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１０２、１０３、１０４、１０５、１１２、１２３Ａ、１２３Ｂ、３０６Ａ、５０１、２０１、２０４、（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−１００、Ｆ１５０（ネオス社製）などが挙げられる。
また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を右記する脂肪族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。
樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が１０〜９０％の範囲になるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子１μｍ、及び３μｍ、ポリスチレン微粒子０．５μｍ及び２μｍ、ポリ（スチレン―アクリロニトリル）微粒子１μｍ、商品名では、ＰＢ−２００Ｈ（花王社製）、ＳＧＰ（総研社製）、テクノポリマーＳＢ（積水化成品工業社製）、ＳＧＰ−３Ｇ（総研社製）、ミクロパール（積水ファインケミカル社製）等がある。
また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。
上記の樹脂微粒子、無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する（メタ）アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−３−クロロ２−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの含窒素化合物、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。
分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を２〜２０μｍにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常１０００〜３００００ｒｐｍ、好ましくは５０００〜２００００ｒｐｍである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常０．１〜５分である。分散時の温度としては、通常、０〜１５０℃（加圧下）、好ましくは４０〜９８℃である。
【００６１】
（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。
【００６２】
（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。
【００６３】
（５）上記で得られたトナー母体粒子に、荷電制御剤を打ち込み、ついで、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。
荷電制御剤の打ち込み、及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。
これにより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状からラクビーボール状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ  感光体
２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ  画像形成ユニット
５  現像ローラ
５ａ  現像スリーブ
５ｂ  マグネットローラ
３０  現像装置
３１，２３１  貫通孔
３２，２３２  フィルタ部材
３６  現像ケーシング
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６５】
【特許文献１】特開２００６−２５０９７２号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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