(57)【要約】【課題】フィルタの目詰まりを抑制し、なおかつ、装置外部へのトナー漏れを抑制する。【解決手段】現像装置２は、現像槽１１１と現像ローラ１０１と第１搬送スクリュー１１２とフィルタ１４１とを有している。現像ローラ１０１の回転によって、現像槽１１１の外部から通気路１２１を通って現像槽１１１の内部へ向けた第１気流１５０が発生し、第１搬送スクリュー１１２の回転によって、現像槽１１１の内部において下方から上方へ向けた第２気流１５１が発生し、第１気流１５０と第２気流１５１とが衝突することによって、現像槽１１１の内部からフィルタ１４１を通って現像槽１１１の外部に至り当該外部からフィルタ１４１を通って現像槽１１１の内部へ戻る第３気流１５２が発生するようになっている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収容する現像槽と、
前記現像槽に設けられ、前記現像槽の外部の感光体に前記現像槽の開口部を介して対向するように配置され、前記現像剤を担持して感光体へ搬送する現像ローラと、
前記現像槽に設けられ、前記現像ローラにおける前記感光体に対向する側とは逆側において現像ローラに対面するように配置され、前記現像槽の現像剤を撹拌しながら前記現像ローラへ搬送する搬送部材とを有し、
前記現像ローラの上側には、前記現像槽の前記開口部から前記現像槽の内部につながる通気路が形成されており、
前記現像ローラは、前記通気路と対面する側の外周面が前記開口部から前記内部に向けて移動し、前記搬送部材と対面する側の外周面が上方から下方に向けて移動するように回転し、前記搬送部材は、前記現像ローラと対面する側の外周面が下方から上方に向けて移動するように回転する現像装置において、
前記現像槽には、前記搬送部材の上方に排気口が形成され、前記排気口には、空気を透過するとともに前記現像剤を捕捉するためのフィルタが設けられ、
前記現像ローラの回転によって、前記現像槽の前記開口部から前記通気路を通って前記現像槽の内部へ向けた第１気流が発生し、前記搬送部材の回転によって、前記現像ローラと前記搬送部材との間から上方へ向けた第２気流が発生し、第１気流と第２気流とが衝突することによって、前記現像槽の内部から前記フィルタを通って前記現像槽の外部に至り当該外部から前記フィルタを通って前記現像槽の内部へ戻る第３気流が発生するようになっていることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記フィルタは、前記現像ローラと前記搬送部材との間の空域に対面するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記フィルタはポリプロピレン製フィルタであることを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記通気路における前記開口部側の入口の面積を通気面積とする場合、前記フィルタの面積は前記通気面積の１．７４倍以上であって４．３４倍以下になっていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記フィルタは、フィルタ通過風速が２０〜１００ｃｍ／ｓｅｃの条件下において、０．３μｍの体積平均粒子径（Ｄ５０）を示すトナーの捕集効率が３８％以上且つ６０％未満であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の現像装置を有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に設けられる現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複合機、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置が知られている。電子写真方式の画像形成装置は、感光体の表面に静電潜像を形成し、現像装置によって前記静電潜像に対してトナーを供給して前記静電潜像を現像し、この現像によって形成されるトナー像をシートに転写し定着させるようになっている。
【０００３】
近年、カラー化や高画質化に対応した画像形成装置では、トナーの帯電安定性に優れる２成分現像剤（以下では、単に「現像剤」と称すこともある）がよく使用されている。現像剤はトナーとキャリアとからなり、それらを現像装置内で撹拌するとトナーとキャリアとの摩擦によって適正に帯電したトナーが得られる。帯電したトナーは、現像ローラ（現像剤担持部材）の表面に供給される。現像ローラの表面のトナーは、静電的吸引力によって、感光体に形成されている静電潜像に移動する。これにより感光体上にトナー像が形成される。
【０００４】
さらに、最近では、画像形成装置の高速化および小型化が要求されており、現像ローラに対する現像剤の供給を迅速に行う必要が生じてきている。そして、現像剤の帯電を迅速且つ充分に行いつつ、現像ローラに対する現像剤の供給を迅速に行うには、循環方式の現像装置が好適である。循環方式の現像装置の一例が下記の特許文献１に示されている。
【０００５】
また、感光体と対向する側の外周面が下方から上方に移動するように回転する現像ローラを有する現像装置においては、現像ローラを覆うケース（現像槽）と現像ローラとの間隙のうち、現像ローラの軸方向の両端付近はシール部材によって塞がれ、現像ローラの下側は現像ローラ上の現像剤によって塞がれている。しかし、上記間隙のうち、現像ローラの上側は、現像処理によって現像ローラの下側よりも現像剤が減少しているため、現像装置の内部と外部とを連通する開口部になっている。そして、現像ローラの回転によって上記開口部に気流が生じ、上記開口部から現像装置内部に向けて外気が流入するようになっている。そこで、通常、現像装置には、下記の特許文献１に示されるように、上記の開口部から流入された外気を現像装置外に排出するための排気口が形成されている。さらに、上記の排気口には、現像装置内部のトナーが外部に飛散する事を防止するためのフィルタが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１１５９７０（公開日：２００９年５月２８日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の排気口が設けられる現像装置においては、現像剤収容部にて浮遊するトナーが上記排気口に流入し、この流入によって排気口のフィルタにトナーやキャリアが蓄積されてしまい、フィルタが目詰まりするという問題が生じていた。
【０００８】
これに対し、特許文献１には、現像装置の内部において、上記開口部から上記排気口に至るまでの気流の流路と現像剤収容部との間を、現像ローラ上の穂立ちした現像剤によって塞ぐ技術が示されている。この技術は、トナーが浮遊（飛散）しやすいエリア（現像剤収容部）を、現像ローラ上の穂立ちした現像剤によって封じ込め、当該エリアにて浮遊するトナーやキャリアが排気口に流入することを抑制して、フィルタの目詰まりを防止することを目的としたものである。
【０００９】
しかし、特許文献１の現像装置では、現像ローラ上の穂立ちした現像剤によって現像剤収容部が塞がれるため、現像剤収容部の内部の気圧が上昇する。そして、現像剤収容部の気圧の上昇により、現像剤収容部内の浮遊トナーが、現像ローラの回転に伴って、現像ローラの両端付近に設けられたシール部材と現像ローラとの間から外部に漏れてしまう。それゆえ、特許文献１の現像装置では、現像装置からのトナー漏れによって、現像装置の外部にてトナー飛散が起こり、トナー汚染が生じるという問題を有している。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、フィルタの目詰まりを抑制し、なおかつ、装置外部へのトナー漏れを抑制可能な現像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明は、現像剤を収容する現像槽と、前記現像槽に設けられ、前記現像槽の外部の感光体に前記現像槽の開口部を介して対向するように配置され、前記現像剤を担持して感光体へ搬送する現像ローラと、前記現像槽に設けられ、前記現像ローラにおける前記感光体に対向する側とは逆側において現像ローラに対面するように配置され、前記現像槽の現像剤を撹拌しながら前記現像ローラへ搬送する搬送部材とを有し、前記現像ローラの上側には、前記現像槽の前記開口部から前記現像槽の内部につながる通気路が形成されており、前記現像ローラは、前記通気路と対面する側の外周面が前記開口部から前記内部に向けて移動し、前記搬送部材と対面する側の外周面が上方から下方に向けて移動するように回転し、前記搬送部材は、前記現像ローラと対面する側の外周面が下方から上方に向けて移動するように回転する現像装置において、前記現像槽には、前記搬送部材の上方に排気口が形成され、前記排気口には、空気を透過するとともに前記現像剤を捕捉するためのフィルタが設けられ、前記現像ローラの回転によって、前記現像槽の前記開口部から前記通気路を通って前記現像槽の内部へ向けた第１気流が発生し、前記搬送部材の回転によって、前記現像ローラと前記搬送部材との間から上方へ向けた第２気流が発生し、第１気流と第２気流とが衝突することによって、前記現像槽の内部から前記フィルタを通って前記現像槽の外部に至り当該外部から前記フィルタを通って前記現像槽の内部へ戻る第３気流が発生するようになっていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の構成によれば、第３気流によって、現像槽の内部の空気がフィルタを通って外部に排出されるようになっていると共に、現像槽の外部の空気がフィルタを通って現像槽の内部へ流入するようになっている。それゆえ、現像槽の内部の現像剤が一旦はフィルタに捕捉されることになるが、フィルタに捕捉された現像剤は現像槽の内部に落下するようになっている。これにより、フィルタの目詰まりが生じ難く、フィルタを介して現像槽の内部の空気を外部に排出可能になっている。そして、本発明の構成によれば、特許文献１のように現像ローラ上の現像剤によって現像槽の一部空間を塞ぐというような事を行わなくても、フィルタの目詰まりを抑制できるようになっているため、現像槽の内部の気圧上昇を抑制でき、現像装置からのトナー漏れを抑制できる。つまり、本発明の構成によれば、フィルタの目詰まりを抑制し、なおかつ、従来技術の構成よりも装置外部へのトナー漏れを抑制することが可能になる。
【００１３】
また、本発明の構成において、現像ローラの回転によって生じる第１気流と前記搬送部材の回転によって生じる第２気流との衝突は、前記現像ローラと前記搬送部材との間の空域またはその空域の近傍にて生じる。それゆえ、前記現像ローラと前記搬送部材との間の空域に対面するように前記フィルタを配置すれば、前記第３気流の流路（前記現像槽の内部から前記フィルタを通って前記現像槽の外部に至り当該外部から前記フィルタを通って前記現像槽の内部へ戻るような流路）を確保し易くなる。
【００１４】
さらに、本発明の現像装置において、前記フィルタはポリプロピレン製フィルタであることが好ましい。これにより、通気性および浮遊トナーの濾過性能を高レベルに維持できるという効果を奏する。また、ポリプロピレン製フィルタには高耐久性というメリットがある。
【００１５】
また、本発明の現像装置において、フィルタの面積を前記通気路の通気面積の１．７４〜４．３４倍にした場合、現像槽から外部に排出される空気量と、外部から現像槽へ流入される空気量とのバランスが良好になり、現像槽の内部の気圧上昇を抑制でき、トナー漏れが生じ難いことが本発明者らの鋭意検討によって明らかとなった。さらに、フィルタ通過風速が２０〜１００ｃｍ／ｓｅｃの条件下において、０．３μｍの体積平均粒子径（Ｄ５０）を示すトナーの捕集効率が３８％以上且つ６０％未満となるフィルタを本発明の現像装置に用いる場合、トナー漏れやトナー汚染を抑制できることが本発明者らの鋭意検討によって明らかとなった。
【００１６】
また、本発明の画像形成装置は、以上にて説明した現像装置を有している。これにより、フィルタの目詰まりを抑制し、なおかつ、従来技術の構成よりも装置外部へのトナー漏れを抑制することが可能になる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の現像装置によれば、フィルタの目詰まりを抑制し、なおかつ、従来技術の構成よりも装置外部へのトナー漏れを抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態の画像形成装置を模式的に示した縦断面図である。
【図２】本実施形態の現像装置を模式的に示した縦断面図である。
【図３】（ａ）は、図２のＨ方向側（上側）からみた現像装置を示す図であり、（ｂ）は、現像槽カバーを外した状態の現像装置をＨ方向側（上側）からみた図である。
【図４】現像装置と中間トナーホッパとを模式的に示した断面図である。
【図５】通気路の通気面積とフィルタの面積との調整手法を説明するための図である。
【図６】図２に示す第１攪拌スクリューおよび第２攪拌スクリューの直径およびピッチを示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の一実施形態の現像装置を以下に説明するが、まず、その現像装置を説明する前に、その現像装置が備えられている画像形成装置について説明する。
【００２０】
〔画像形成装置について〕
図１は、画像形成装置の構成を模式的に示す縦断面図である。画像形成装置１００は、カラー画像を形成するタンデム方式のカラープリンタであって、静電潜像担持体となる感光体１を複数個有している（本実施の形態では、黄色画像用、マゼンタ画像用、シアン画像用、および黒色画像用の４つの感光体が設けられている）。
【００２１】
つまり、画像形成装置１００は、ネットワークを介して接続されるＰＣ（Personal Computer ）等の各種端末装置から送信される画像データや、スキャナ等の原稿読取装置によって読み取られた画像データに基づいて、用紙Ｐ（被転写材，記録媒体）に対してカラー画像またはモノクロ画像を形成するプリンタ機能を有するものである。なお、上記のネットワーク、端末装置、原稿読取装置は、図１において省略されている。
【００２２】
画像形成装置１００は、図１に示すように、中間転写ベルト２１に画像（トナー像）を形成する画像形成部Ｐｙ・Ｐｍ・Ｐｃ・Ｐｂと、中間転写ベルト２１に転写された画像を用紙Ｐに転写する２次転写部５０と、用紙Ｐに転写された画像を定着させる定着装置３０と、用紙Ｐを載置する供給トレイ１０から２次転写部５０および定着装置３０へ向けて用紙Ｐを搬送する紙搬送部４０と、２次転写後の中間転写ベルト２１から転写残りトナーを除去するベルトクリーナ部６０とを備えている。
【００２３】
画像形成部（画像形成ステーション）は４つ設けられている。画像形成部Ｐｙは黄色画像を形成し、画像形成部Ｐｍはマゼンタ画像を形成し、画像形成部Ｐｃはシアン画像を形成し、画像形成部Ｐｂは黒色画像を形成するものである。そして、中間転写ベルト２１の回転方向（図１のＢ方向）に沿って、画像形成部Ｐｙ、画像形成部Ｐｍ、画像形成部Ｐｃ、画像形成部Ｐｂがこの順に並設されている。
【００２４】
また、画像形成装置１００は、図１に示すように、着脱可能なトナーボトルＴｙ、Ｔｍ、Ｔｃ、Ｔｂを有している。そして、不図示の供給手段および制御手段によって、各トナーボトルから、中間トナーホッパ（図４の参照符８０）を介して画像形成部の現像装置２へトナーが供給されるようになっている。なお、トナーボトルＴｙは、画像形成部Ｐｙの現像装置に供給されるイエロートナーを収容し、トナーボトルＴｍは、画像形成部Ｐｍの現像装置に供給されるマゼンタトナーを収容し、トナーボトルＴｃは、画像形成部Ｐｃの現像装置に供給されるシアントナーを収容し、トナーボトルＴｂは、画像形成部Ｐｂの現像装置に供給される黒色トナーを収容するものである。
【００２５】
画像形成部Ｐｙ・Ｐｍ・Ｐｃ・Ｐｂは、それぞれ、実質的に同一の構成を有しており、色成分毎の画像データに基づいて、黄色、マゼンタ、シアン、および黒色の画像を中間転写ベルト２１上で重ね合わせるように形成する。これにより、４色のトナーからなるフルカラー画像が生成される。このようにして生成されたカラー画像は２次転写部５０にて用紙Ｐ上に転写される。そして、用紙Ｐ上のトナー像は定着装置３０で加熱加圧することにより、用紙Ｐに定着される。
【００２６】
画像形成部Ｐｙ・Ｐｍ・Ｐｃ・Ｐｂは、各々、静電潜像が形成される感光体１を備えている。また、各画像形成部Ｐｙ・Ｐｍ・Ｐｃ・Ｐｂにおいては、感光体１の周囲に、帯電器３、信号光光路４、現像装置２、転写器５、およびクリーナ６が感光体１の周方向に沿ってこの順に並んでいる。なお、図１においては、画像形成部Ｐｙの構成部品についてのみ参照符を記し、他の画像形成部Ｐｍ・Ｐｃ・Ｐｂの構成部品については参照符を省略している。
【００２７】
感光体１は、ＯＰＣ（Organic Photoconductor；有機光導電体）等の感光性材料を表面に有する略円筒のドラム形状の部材であり、露光装置４５の上方に配設され、図示しない駆動手段および制御手段によって、所定方向（図１のＥ方向）に回転駆動するように制御される。また、本実施形態の感光体１は直径が３０ｍｍに設定される。
【００２８】
帯電器３は、感光体１の表面を所定の電位に均一に帯電するためのスコロトロン方式の帯電手段であって、感光体１の外周面に近接して配置されている。
【００２９】
露光装置（露光ユニット）４５は、画像処理部（図示省略）から出力された画像データに基づいて、帯電器３にて帯電された感光体１の表面をレーザ光によって照射して露光することにより、露光箇所の電位を低下させ当該表面に画像データに応じた静電潜像を書込み形成する。露光装置４５は、黄色、マゼンタ、シアン、または黒色に対応する入力画像データに基づいて、各画像形成部Ｐｙ・Ｐｍ・Ｐｃ・Ｐｂの感光体１を露光することで、各色に応じた静電潜像を形成するようになっている。
【００３０】
なお、本実施形態の露光装置４５は、レーザ照射部および反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。但し、露光装置４５は、レーザスキャニングユニットに限定されるものではなく、ＥＬやＬＥＤ等の発光素子をアレイ状に並べた書込装置（例えば、書込みヘッド）であってもよい。
【００３１】
現像装置２は、現像剤を収容しており、感光体１に形成された静電潜像を現像剤に含まれるトナーによって顕像化する（現像する）ものである。この現像剤は、感光体１に帯電される表面電位と同極性に帯電されるトナーを含んでいる。感光体１に帯電される表面電位の極性およびトナーの帯電極性は、ここでは、何れもマイナスとされている。なお、現像装置２の構成については後に詳述する。
【００３２】
転写器（１次転写器）５は、感光体１のトナー像を中間転写ベルト２１に転写するものであり、トナーの帯電極性とは逆極性（ここでは正極性）のバイアス電圧が印加される一次転写ローラを有している。
【００３３】
クリーナ６は、中間転写ベルト２１への画像転写後に、感光体１の外周面上に残存しているトナーを除去・回収するものであり、感光体１の表面に当接するクリーニングブレードを有している。なお、このクリーニングブレードはウレタンゴムからなるものである。
【００３４】
中間転写ベルト２１は、半導電性のポリイミドからなる。中間転写ベルト２１には、各画像形成部Ｐｙ・Ｐｍ・Ｐｃ・Ｐｂの感光体１からトナー像が転写される。その結果、各色のトナー像が中間転写ベルト２１において重ね合わせられ、４色のトナーからなるカラー画像が中間転写ベルト２１上にて生成されることになる。そして、中間転写ベルト２１が回転することにより、カラー画像は２次転写部５０へ搬送される。
【００３５】
２次転写部５０は、中間転写ベルト２１に圧接する２次転写ローラ５１を有している。２次転写ローラ５１には、トナーを引き付けるための２次転写バイアス（正電位）が印加されている。そして、中間転写ベルト２１のトナー像と用紙Ｐとが合わさるタイミングで用紙Ｐが２次転写部５０に搬送され、中間転写ベルト２１から用紙Ｐにトナー像が転写される。
【００３６】
ベルトクリーナ部（中間転写クリーナ）６０は、２次転写後の中間転写ベルト２１の外周面上に残存しているトナーを除去・回収するものであり、中間転写ベルト２１に当接するクリーニンブレードを有している。なお、ベルトクリーナ部６０のクリーニングブレードは、クリーナ６のクリーニングブレードと同様、ウレタンゴムからなるものである。
【００３７】
紙搬送部４０は、２次転写部５０に向けて用紙Ｐを搬送するためのものであり、用紙Ｐの搬送タイミングを制御するレジストローラ対４０ａと、用紙Ｐの搬送経路を規定する用紙ガイド４０ｂとを備えている。
【００３８】
定着装置３０は、加熱ローラ３１および加圧ローラ３２を備え、これらの間のニップ部に用紙Ｐを搬送することで、用紙Ｐに転写されたトナー像を熱圧着して当該用紙Ｐ上に定着させるものである。
【００３９】
このように構成された画像形成装置１００では、紙搬送部４０にて搬送される用紙Ｐは、中間転写ベルト２１と２次転写ローラ５１との対向位置を通過する際、２次転写ローラ５１による転写電界の作用にて、中間転写ベルト２１の４色トナー像が一括して用紙Ｐ上に転写される。これによって、用紙Ｐ上に４色のトナー像が形成される。こうしてトナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置３０によってトナー像の定着処理が行われた後に、不図示の排紙トレイに送出される。
【００４０】
〔現像装置について〕
次に、本実施形態の現像装置の構成を図に基づいて説明する。なお、以下では、画像形成部Ｐｙに設けられている現像装置２について説明するが、画像形成部Ｐｍ・Ｐｃ・Ｐｂにおいても、以下で説明する現像装置２と同じ現像装置が設けられている。
【００４１】
図２は、本実施形態の現像装置２を模式的に示した縦断面図である。図１および図２に示すように、現像装置２は、所定の間隔を空けて感光体１と対向するように配置される現像ローラ１０１を有し、現像ローラ１０１によって感光体１の表面にトナーを供給して、感光体１の表面に形成された静電潜像を反転現像する装置である。
【００４２】
図２に示すように、現像装置２は、現像ローラ１０１の他、現像槽１１１、ドクターブレード１２５、第１搬送スクリュー（搬送部材）１１２、第２搬送スクリュー１１３を備えている。
【００４３】
現像槽１１１は、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容する槽である。また、現像槽１１１は、現像槽カバー１１１ａおよび仕切板１１１ｂを含む。なお、本実施形態のキャリアは、磁性を有する磁性キャリアである。
【００４４】
現像槽１１１の一部分である現像槽カバー１１１ａは着脱可能になっており、現像槽カバー１１１ａが取り外されると、現像槽１１１の上部から現像槽１１１内部が露出されるようになっている。図３（ａ）は、図２のＨ方向側（上側）からみた現像装置２を示す図であり、図３（ｂ）は、現像槽カバー１１１ａを外した状態の現像装置２をＨ方向側（上側）からみた図である。
【００４５】
現像槽１１１の一部分である仕切板１１１ｂは、図２および図３（ｂ）に示すように、現像槽１１１の内部空間を第１収容室１１１ｃおよび第２収容室１１１ｄに分割するための壁である。そして、図２に示すように、現像ローラ１０１および第１搬送スクリュー１１２は、第１収容室１１１ｃに配置され、第２搬送スクリュー１１３は、第２収容室１１１ｄに配置されている。
【００４６】
現像ローラ１０１は、図２に示すように、現像槽１１１に設けられ、且つ、現像槽１１１に形成されている開口部１２６を介して感光体１に対向するように配置されている。なお、現像ローラ１０１と現像槽１１１との間には間隙が形成されている。
【００４７】
そして、現像ローラ１０１は、不図示の軸受で支持され、図２のＴ方向に回転するように配置された円筒状の現像スリーブと、現像スリーブの内周側において非回転に設けられているマグネットローラとからなる。また、現像ローラ１０１に備えられるマグネットローラは、図２に示すように、現像ローラ１０１上の現像剤を現像ローラ１０１から引き離すためのＳ１極と、現像槽１１１の現像剤を現像ローラ１０１に汲み上げるためのＳ２極と、現像領域付近において現像剤の穂立ちを形成するためのＮ極とを含むものである。なお、本実施形態の現像ローラ１０１は直径が２０ｍｍに設定される。
【００４８】
また、図２に示すように、現像ローラ１０１の表面に近接する位置には、現像ローラ１０１上の現像剤の層厚を規制するためのドクターブレード（層厚規制用ブレード）１２５が配されている。そして、本実施形態では、ドクターブレード１２５の先端と現像ローラ１０１との隙間の長さであるドクターギャップが１．５ｍｍに設定される。
【００４９】
さらに、図３（ｂ）に示すように、第１搬送スクリュー１１２および第２搬送スクリュー１１３は、現像槽１１１において現像剤を撹拌及び搬送するためのスクリュー形状のローラである。第１搬送スクリュー１１２および第２搬送スクリュー１１３は、現像剤を撹拌及び搬送するための螺旋状の撹拌羽を有し、モータ等の駆動手段（図示せず）によって軸が回転駆動することで、現像剤を撹拌すると共に搬送する。なお、第１搬送スクリュー１１２および第２搬送スクリュー１１３は、いずれも、図６に示すように、直径が１６ｍｍであり、攪拌羽のピッチが２１ｍｍになるように設計される。
【００５０】
第１搬送スクリュー１１２および第２搬送スクリュー１１３は、図２および図３（ｂ）に示すように、互いの周面同士が仕切り板１１１ｂを介して対向するように且つ互いの軸同士が平行になるように並列されている。また、図２に示すように、第１搬送スクリュー１１２および第２搬送スクリュー１１３は、互いに逆方向に回転するようになっている。そして、第１搬送スクリュー１１２は、第１収容室１１１ｃにおいて、図３（ｂ）のＸ方向に現像剤を搬送し、第２搬送スクリュー１１３は、第２収容室１１１ｄにおいて、図３（ｂ）のＹ方向に現像剤を搬送するようになっている。
【００５１】
また、仕切り板１１３は、第１搬送スクリュー１１２および第２搬送スクリュー１１３の各軸方向の両端部において、現像槽１１１の内側の壁面から離間して配置されている。これにより、現像槽１１１には、第１搬送スクリュー１１２および第２搬送スクリュー１１３の各軸方向の両端部付近において、第１収容室１１１ｃと第２収容室１１１ｄとを連通する連通路が形成されていることになる。具体的には、図３（ｂ）に示すように、現像槽１１１内部のＸ方向側端部付近に連通路ａが形成され、現像槽１１１内部のＹ方向側端部付近に図示しない連通路（参照符ｂ付近）が形成されることになる。
【００５２】
また、図１に示さなかったが、本実施形態では、画像形成部Ｐｙ・Ｐｍ・Ｐｃ・Ｐｂの各々に中間トナーホッパが設けられている。中間トナーホッパは、トナーボトルからトナーを受け入れて一時的に収容し、収容しているトナーを現像装置２に送るためのものである。例えば、画像形成部Ｐｙに設けられる中間トナーホッパは、トナーボトルＴｙのトナーを受け入れて収容し、収容しているトナーを画像形成部Ｐｙの現像装置２に送るようになっている。
【００５３】
図４は、画像形成部Ｐｙに設けられる現像装置２と中間トナーホッパ８０とを模式的に示した断面図である。図４に示すように、中間トナーホッパ８０は、回転シャフト８１、回転シャフト８１に取り付けられている搬送シート８２、補給ローラ８３を有している。
【００５４】
回転シャフト８１は、搬送シート８２を回転するためのものである。搬送シート８２は、回転することにより、中間トナーホッパ８０に収容されているトナーを攪拌し、且つ当該トナーを補給ローラ８３に搬送するようになっている。
【００５５】
補給ローラ８３は、中間トナーホッパ８０の底部に形成されているトナー放出口（不図時）の近傍に設けられている。なお、トナー放出口はトナー搬送パイプ（不図示）の一端に接続されており、このトナー搬送パイプの他端は現像装置２のトナー補給口（不図示）に接続されている。そして、補給ローラ８３が回転すると、中間トナーホッパ８０のトナーが、トナー放出口、トナー搬送パイプ、トナー補給口を介して、現像装置２の現像槽１１１に落下する。このようにして、現像槽１１１にトナーが補給される。なお、図示しない制御装置が、図２に示すトナー濃度センサ１１５の出力に基づいて、補給ローラ８３の動作を制御することにより、現像槽１１１内のトナー量が適切な範囲に維持されるようになっている。
【００５６】
以上のように、大容量のトナーを一時的に収容可能な中間トナーホッパ８０を設置することにより、トナーボトルのトナーが無くなっても中間トナーホッパ中に大量のトナーを保持できるため、画像形成装置１００をトナー切れで停止させることなく、稼動させることが可能になる（つまり、中間トナーホッパが空になるまでの間にトナーボトルを交換すれば、トナー切れで停止するという事態を回避できる）。
【００５７】
なお、現像装置２において、第２収容室１１１ｄの上部且つＸ方向側にトナー補給口（不図示）が設けられており、中間トナーホッパ８０のトナーは、トナー補給口を介して第２収容室１１１ｄのＸ方向側に補給されるようになっている。
【００５８】
つぎに、現像装置２における現像剤の搬送動作について、図３（ｂ）に基づいて説明する。まず、第２収容室１１１ｄのＸ方向側において、中間トナーホッパ８０からトナーが補給され、補給されたトナーが第２収容室１１１ｄ内の現像剤と混合される。そして、第２収容室１１１ｄにおいて、現像剤は、第２搬送スクリュー１１３によって撹拌されながらＹ方向へ搬送される。また、第２収容室１１１ｄのＹ方向側の端部では、現像剤は、第１収容室１１１ｃと第２収容室１１１ｄとを連通する連通路（不図示）を経由して、第１収容室１１１ｃに送り込まれるようになっている。
【００５９】
そして、第１収容室１１１ｃにおいて、現像剤は、第１搬送スクリュー１１２によって現像ローラ１０１へ搬送されるようになっている。また、第１搬送スクリュー１１２は、現像ローラ１０１に汲み上げられなかった現像剤や、現像ローラ１０１から落下した現像剤をＸ方向へ搬送するようになっている。そして、第１収容室１１１ｃのＸ方向側の端部において、現像剤は、連通路ａを経由して第２収容室１１１ｄに送り込まれるようになっている。
【００６０】
つまり、現像剤は、現像槽１１１において循環移動していることになる。そして、第１収容室１１１ｃにおいて、第１搬送スクリュー１１２によって搬送されている現像剤は、現像ローラ１０１の表面に汲み上げられ、現像ローラ１０１の表面に担持されるようになっている。さらに、現像ローラ１０１の表面の現像剤に含有されるトナーは、感光体１へと移動して、順次消費されていく。
【００６１】
なお、本実施形態において、感光体１の周速度は適宜設定変更可能であり、現像ローラ１０１、搬送スクリュー１１２・１１３の周速度は、感光体１の周速度に応じた値に設定される。
【００６２】
〔気流について〕
つぎに、現像装置２にて生じる気流について説明する。この気流は、主として、図２に示される通気路１２１、排気口１４０、フィルタ１４１によって生じるようになっている。それゆえ、以下では、通気路１２１、排気口１４０およびフィルタ１４１について説明した上で気流について説明する。
【００６３】
まず、通気路１２１について説明する。現像ローラ１０１と現像槽１１１との間隙のうち、現像ローラ１０１の軸方向の両端の間隙はシール部材（不図示）によって塞がれている。また、現像ローラ１０１と現像槽１１１との間隙のうち、現像ローラ１０１の下側の間隙（図２の符号１２０）は、現像ローラ１０１に担持される現像剤層によって塞がれている。これに対し、現像ローラ１０１と現像槽１１１との間隙のうち、現像ローラ１０１の上側の間隙は、現像ローラ１０１に担持される現像剤が現像処理によって消費されているため、塞がれておらず、現像槽１１１の内部と外部とをつなぐ通気路１２１になっている。ここで、通気路１２１における現像槽１１１の外部側の入口（開口部１２６側の入口）の面積を通気面積と称す。そして、通気面積は、図２の幅Ｒと、現像ローラ１０１の軸方向における上記入口の長さＬとを乗じることで求めることができる。なお、図２の幅Ｒは、上記入口における現像ローラ１０１と現像槽カバー１１１ａとの距離に該当する。本実施形態において、図２の幅Ｒは３．３ｍｍ、長さＬは３００ｍｍであり、通気面積は９９０ｍｍ２であった。
【００６４】
また、現像槽１１１には、図２および図４に示すように、内部の空気を外部に排出するための排気口１４０が形成されている。さらに、図２、図３（ａ）、図４に示すように、排気口１４０には、現像槽１１１の内部のトナーが外部に飛散する事を防止するためのフィルタ１４１が設けられている。
【００６５】
フィルタ１４１は、空気を透過するとともに前記現像剤を捕捉するためのものである。本実施形態では、住友スリーエム社製のＦｉｌｔｒｅｔｅ（登録商標）のＧＳＢ−７０をフィルタ１４１として用いた。このフィルタ１４１はポリプロピレン製のエアフィルタである。ポリプロピレン製のエアフィルタは、通気性に優れ、浮遊トナーの濾過性能にも優れ、さらに高耐久性を有している。
【００６６】
また、本実施形態において、フィルタ１４１の面積は、現像ローラ１０１の軸方向におけるフィルタ１４１の長さＬ´と、フィルタ１４１の幅Ｒ´（前記軸方向に垂直な方向の長さ）とを乗じることで求めることができる。なお、幅Ｒ´は図２に示されている長さである。本実施形態において、図２の幅Ｒ´は１３ｍｍ、長さＬ´は２１５ｍｍであり、フィルタ１４１の面積は２７９５ｍｍ２であった。したがって、フィルタ１４１の面積は、通気路１２１における通気面積の２．８２倍となっている。
【００６７】
なお、排気口１４０およびフィルタ１４１は、図２および図４に示すように、第１搬送スクリュー１１２の上方に配置されている。そして、排気口１４０およびフィルタ１４１は、現像ローラ１０１と第１搬送スクリュー１１２との間の空域に対面するように位置に配置されている。
【００６８】
また、現像ローラ１０１は、図２および図４に示すように、通気路１２１と対向する側の外周面が開口部１２６から現像槽１１１の内部へ向けて移動し、第１搬送スクリュー１１２と対向する側の外周面が上方から下方へ向けて移動するように回転する（Ｔ方向への回転）。この回転によって、図４に示すように、現像槽１１１の外部から開口部１２６および通気路１２１を通って現像槽１１１の内部へ向けた第１気流１５０が発生するようになっている。
【００６９】
また、第１搬送スクリュー１１２は、図２および図４に示すように、現像ローラ１０１の回転方向と同一方向に回転するようになっている（Ｔ方向）。つまり、第１搬送スクリュー１１２は、現像ローラ１０１と対面する側の外周面が下方から上方へ向けて移動するように回転する。この回転によって、図４に示すように、第１搬送スクリュー１１２と現像ローラ１０１との間から上方へ向けた第２気流１５１が発生するようになっている（下方から上方へ向けた第２気流１５１が発生する）。
【００７０】
また、現像ローラ１０１は、図２のＳ１極から生じる磁界の影響とＴ方向への回転力とによって、現像ローラ１０１と第１搬送スクリュー１１２との間に現像剤を放出するようになっている。さらに、第１搬送スクリュー１１２は、Ｔ方向への回転力によって、現像ローラ１０１と第１搬送スクリュー１１２との間において現像剤を汲み上げるようになっている。そして、図４に示すように、現像ローラ１０１から放出される現像剤と、第１搬送スクリュー１１２によって汲み上げられる現像剤とが衝突する領域を領域Ｎとすると、排気口１４０およびフィルタ１４１は、領域Ｎに対面するような位置に配置されていることになる。
【００７１】
そして、現像ローラ１０１によって生じる第１気流１５０と、第１搬送スクリュー１１２によって生じる第２気流１５１とは、領域Ｎまたは領域Ｎよりもやや上方において衝突するようになっている。さらに、この衝突によって、図４に示すように、現像槽１１１の内部からフィルタ１４１を通って現像槽１１１の外部に至り当該外部からフィルタ１４１を通って現像槽１１１の内部へ戻る第３気流１５２が発生するようになっている。
【００７２】
本実施形態の現像装置２では、このような第３気流１５２のうち、現像槽１１１の内部から外部へ向けた気流によって、現像槽１１１の内部の空気が外部に排出されるようになっている。そして、第３気流１５２のうちの現像槽内部から外部へ向けた気流によって、トナー粉末がフィルタ１４１に捕捉されることになるが、第３気流１５２のうちの現像槽外部から内部へ向けた気流によって、フィルタ１４１に捕捉されているトナーが現像槽１１１の内部に落下するようになっている。それゆえ、本実施の形態によれば、フィルタ１４１の目詰まりが生じ難く、且つフィルタ１４１を介して現像槽１１１の内部の空気を外部に排出可能になっている。
【００７３】
また、図４に示すように、第１気流１５０および第２気流１５１は、現像ローラ１０１と第１搬送スクリュー１１２との間の空域にて衝突するようになっている。より具体的には、第１気流１５０および第２気流１５１は、領域Ｎの上方付近にて衝突するようになっている。それゆえ、同図に示すように、第１搬送スクリュー１１２の上部であって、現像ローラ１０１と第１搬送スクリュー１１２との間の空域に対面し、領域Ｎに対面する位置にフィルタ１４１を配置することで、第３気流１５２の流路（現像槽１１１の内部からフィルタ１４１を通って現像槽１１１の外部に至り当該外部からフィルタ１４１を通って現像槽１１１の内部へ戻るような流路）を確保し易くなる。
【００７４】
また、本実施形態では、通気路１２１は、現像槽１１１の内部へ外気を流入する機能を有する一方、フィルタ１４１は、現像槽１１１の内部の空気を外部へ排出すると共に、現像槽１１１の内部へ外気を流入する機能を有することになる。それゆえ、フィルタ１４１の面積と通気路１２１の通気面積とのバランスが悪いと、現像槽１１１から外部へ排出される空気量と、外部から現像槽１１１へ流入される空気量とのバランスが悪くなり、現像槽１１１の内部の気圧が高くなることがある。そして、現像槽１１１の内部の気圧が高くなり過ぎると、現像ローラ１０１と現像槽１１１との隙間のうち、現像ローラ１０１の両端付近に設けられたシール部材（不図示）と現像ローラとの間からトナー漏れが生じたり、フィルタ１４１と現像槽カバー１１１ａとの間からトナー漏れが生じる。
【００７５】
この点、後述する実験例から明らかであるが、フィルタ１４１の面積が、通気路１２１の通気面積（通気路１２１のうち、現像槽１１１の外部側の入口の面積）の１．７４〜４．３４倍であれば、現像槽１１１から排出される空気量と、現像槽１１１へ流入される空気量とのバランスが良好になり、現像槽１１１の内部の気圧上昇を抑制でき、上述するようなトナー漏れが生じないことが明らかとなった。そして、本実施の形態では、上述したように、フィルタ１４１の面積は通気路１２１における通気面積の２．８２倍であり、現像ローラ１０１とシール部材との間からのトナー漏れや、フィルタ１４１と現像槽カバー１１１ａとの間からのトナー漏れが生じ難くなっている。
【００７６】
また、トナーの捕集効率の低いフィルタを使用する場合、フィルタを通過する浮遊トナーが多くなり、トナーの捕集効率の高いフィルタを使用する場合、フィルタの目詰まりが発生し易いという問題が生じる。
具体的に、フィルタ通過風速が２０〜１００ｃｍ／ｓｅｃの条件下において、０．３μｍの体積平均粒子径（Ｄ５０）を示すトナーの捕集効率が３８％未満となるフィルタを現像装置２に用いて試験印刷を行った場合、フィルタを通過する浮遊トナー量が多くなり、トナー汚染の問題が発生することがわかった。また、フィルタ通過風速が２０〜１００ｃｍ／ｓｅｃの条件下において、０．３μｍの体積平均粒子径（Ｄ５０）を示すトナーの捕集効率が６０％を超えるフィルタを現像装置２に用いて試験印刷を行った場合、浮遊トナーを充分に捕捉且つ濾過できるものの、フィルタの目がトナー微粒子で詰まり易くなることがわかった。そして、フィルタの目が詰まり易くなりすぎると、現像槽１１１の内部の気圧上昇を招き、現像ローラ１０１の両端付近に設けられたシール部材（不図示）と現像ローラとの間からトナー漏れが生じ易くなるという問題が生じる。
これに対し、フィルタ通過風速が２０〜１００ｃｍ／ｓｅｃの条件下において、０．３μｍの体積平均粒子径（Ｄ５０）を示すトナーの捕集効率が３８％以上であり６０％以下になるフィルタを現像装置２に用いて試験印刷を行った場合、以上のようなトナー汚染やトナー漏れの問題は生じなかった。それゆえ、フィルタ通過風速が２０〜１００ｃｍ／ｓｅｃの条件下において、０．３μｍの体積平均粒子径（Ｄ５０）を示すトナーの捕集効率が３８％以上であり６０％以下になるフィルタを現像装置２に使用することが好ましい。
【００７７】
〔実験例〕
上述したように、フィルタ１４１の面積と通気路１２１の通気面積とのバランスが悪いと、現像槽１１１から排出される空気量と、現像槽１１１へ流入される空気量とのバランスが悪くなり、トナー飛散やトナー漏れの問題が生じる。
【００７８】
そこで、本願発明者らは、フィルタ１４１の面積と通気路１２１の通気面積との比が互いに異なる実施例１〜５と比較例１〜３とを用意し、実施例１〜５および比較例１〜３に対して実写試験（１０万枚の連続印刷）を行った。そして、１万枚印刷される毎に、現像装置２を取り出し、現像ローラ両端部におけるトナー飛散またはトナー落ちの発生度合を目視で評価し、且つ、フィルタと現像槽との間のトナー漏れの発生度合を目視で評価した。この評価の結果を下記の表１に示す。なお、表１において、「◎」は、１０万枚の連続印刷を通じて、トナー飛散、トナー落ち、トナー漏れが生じなかったことを示す。「○」は、８万枚目において、トナー飛散、トナー落ち、トナー漏れが生じたことを示す。「×」は、５万枚目において、トナー飛散、トナー落ち、トナー漏れが生じたことを示す。
【００７９】
【表１】
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表１の結果によれば、フィルタ１４１の面積は、通気路１２１の通気面積の１．７４〜４．３４倍であることが好ましく、通気路１２１の通気面積の２．１７〜４．０５倍であることがより好ましいことがわかる。フィルタ１４１の面積と通気路１２１の通気面積との関係を以上のように設定することにより、現像槽１１１から排出される空気量と、現像槽１１１へ流入される空気量とのバランスが良好になり、現像槽１１１の内部の気圧上昇を抑制でき、トナー漏れやトナー飛散を抑制できる。なお、フィルタ１４１の面積が通気路１２１の通気面積の１．７４倍未満の場合、現像槽１１１から排出される空気量と、現像槽１１１へ流入される空気量とのバランスが悪くなり、現像槽１１１の内部の気圧が高くなり、現像ローラ１０１の両端付近からトナー飛散が生じ、また、フィルタ１４１と現像槽１１１との間からトナー漏れが生じてしまう。また、フィルタ１４１の面積が通気路１２１の通気面積の４．０５倍を超える場合、フィルタの目詰まりという問題が生じる。
【００８０】
なお、上記の実写試験は、シャープ株式会社製のカラー複合機ＭＸ−７００１Ｎを改造したものを用い、横通紙でＡ４サイズの用紙に対して試験用画像を印刷することによって行われた。また、この実写試験は、通紙速度（感光体の周速度）を３６０ｍｍ／ｓｅｃに設定して行った。なお、現像ローラ１０１は、直径が３０ｍｍであって、周速度が７２０ｍｍ／ｓｅｃに設定された（感光体の周速度の２倍程度）。第１搬送スクリュー１１２および第２搬送スクリュー１１３は、直径およびピッチが図６に示される値であって、周速度が８４４ｍｍ／ｓｅｃに設定された（現像ローラの周速度の１．１７倍程度）。また、トナーは、シャープ株式会社製の純正品を用いた（型番：ＭＸ−７０ＮＴＢＡ（ブラック）、ＭＸ−７０ＮＴＣＡ（シアン）、ＭＸ−７０ＮＴＭＡ（マゼンタ）、ＭＸ−７０ＮＴＹＡ（イエロー））。
【００８１】
また、本実験例では、表１の実施例１〜５および比較例１〜３に示すように、通気路１２１の通気面積と、フィルタ１４１の面積とを調整していることになるが、この調整の手法を以下に説明する。まず、図５に示すように、通気路１２１における現像槽カバー１１１ａの壁面に、厚み０．５ｍｍのＰＥＴフィルム１８０を貼り付ける。そして、やすりでＰＥＴフィルム１８０を削って通気路１２１の入口の幅Ｒを調整することにより、通気路１２１の通気面積を調整した。また、図５に示すように、フィルタ１４１の一部領域に対してＰＥＴフィルム１８１を貼り付ける。そして、やすりでＰＥＴフィルム１８１を削って幅Ｒ´を調整することにより、フィルタ１４１の面積を調整した。
【００８２】
〔参考例〕
以下では、本実施形態の画像形成装置１００に使用できるトナーについて説明する。トナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤および離型剤（ワックス）を含む。結着樹脂は、特に限定されるものではなく、ブラックトナー用の結着樹脂またはカラートナー用の結着樹脂が使用される。たとえば、ポリエステル系樹脂、ポリスチレンおよびスチレン−アクリル酸エステル共重合樹脂などのスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂、ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン、ならびにエポキシ樹脂などが挙げられる。
【００８３】
あるいは、結着樹脂として、原料モノマー混合物に離型剤を混合し、重合反応させて得られる樹脂を用いてもよい。この場合には、ポリエステル樹脂を含むことが好ましい。結着樹脂にポリエステル樹脂を含むことによって、離型剤の分散状態制御性が向上し、一層優れた定着性を有するトナーが得られる。さらに、トナーに優れた耐久性と透明性とを付与することができる。結着樹脂は、１種を単独で使用することができ、または２種以上を併用することもできる。
【００８４】
ポリエステル樹脂としては、とくに制限されるものではなく公知のものが使用される。たとえば、多塩基酸類と多価アルコール類との縮重合物が挙げられる。多塩基酸類とは、多塩基酸、および多塩基酸の誘導体（たとえば多塩基酸の酸無水物またはエステル化物など）のことである。多価アルコール類とは、ヒドロキシル基を２個以上含有する化合物のことであり、アルコール類およびフェノール類のいずれをも含む。
【００８５】
多塩基酸類としては、ポリエステル樹脂のモノマーとして常用されるものを使用できる。たとえば、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸およびナフタレンジカルボン酸などの芳香族カルボン酸類、無水マレイン酸、フマル酸、コハク酸およびアジピン酸などの脂肪族カルボン酸類が使用される。多塩基酸類は、１種を単独で使用してもよく、あるいは、２種以上を併用して使用してもよい。
【００８６】
多価アルコール類としては、ポリエステル樹脂のモノマーとして常用されるものが使用される。たとえば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールおよびグリセリンなどの脂肪族多価アルコール類、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノールおよび水添ビスフェノールＡなどの脂環式多価アルコール類、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物およびビスフェノールＡのプロピレンオキサイド付加物などの芳香族系ジオール類が挙げられる。
【００８７】
「ビスフェノールＡ」とは、２，２−ビス（ｐ−ヒドロキシフェニル）プロパンのことである。ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物としては、たとえばポリオキシエチレン−２，２−ビス(４−ヒドロキシフェニル)プロパンが挙げられる。ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド付加物としては、たとえばポリオキシプロピレン−２，２−ビス(４−ヒドロキシフェニル)プロパンが挙げられる。多価アルコール類は、１種を単独で使用してもよく、また２種以上を併用して使用してもよい。
【００８８】
ポリエステル樹脂は、縮重合反応によって合成することができる。たとえば、有機溶媒中または無溶媒下で、触媒の存在下に多塩基酸類と多価アルコール類とを重縮合反応、具体的には脱水縮合反応させることによって合成することができる。このとき、多塩基酸類の一部に、多塩基酸のメチルエステル化物を用い、脱メタノール重縮合反応を行ってもよい。多塩基酸類と多価アルコール類との重縮合反応は、生成するポリエステル樹脂の酸価および軟化点が、合成しようとするポリエステル樹脂における値となったところで終了させればよい。
【００８９】
この重縮合反応において、多塩基酸類と多価アルコール類との配合比および反応率などの反応条件を適宜変更することによって、たとえば、得られるポリエステル樹脂の末端に結合するカルボキシル基の含有量、ひいては得られるポリエステル樹脂の酸価、軟化点、その他の物性値を調整することもできる。
【００９０】
また、結着樹脂の酸価は、５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上３０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが好ましい。結着樹脂の酸価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であると、結着樹脂の酸価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上である場合と比較して、結着樹脂と離型剤との親和性が大きくなるので、定着の際に離型剤がトナー表面に溶出しにくくなり、定着不良として高温オフセットが発生しやすくなる。結着樹脂の酸価が３０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、結着樹脂の酸価が３０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満の場合より、トナー表面に残存する官能基が多くなり、水分を吸収しやすくなるので、高湿条件下においてトナー帯電量が低下し、帯電安定性が損なわれるおそれがある。
【００９１】
さらに、結着樹脂中における離型剤の分散性が低下しやすくなるので、トナーの製造の際に混練が不充分である場合には、トナー表面の離型剤の分散径が大きくなる可能性がある。結着樹脂の酸価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上３０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることによって、トナー粒子中での離型剤の分散性を所望の範囲にする。具体的には、トナー表面の離型剤の分散径を３００ｎｍ未満に安定でき、高湿条件下でのトナー帯電量の低下を抑えることができ、定着性が良好になるように結着樹脂と離型剤との親和性を制御することができる。
【００９２】
したがって、帯電安定性をより一層良好にすることができ、かつより良好な定着性を有することができるので、長期間にわたって高精細で高解像度の高画質画像をより一層安定して形成することができる。結着樹脂の酸価は、結着樹脂の合成において、結着樹脂の原料モノマー混合物、たとえばポリエステル樹脂の場合には、多塩基酸類、多価アルコール類の配合比および反応率などの反応条件を適宜変更することによって、得られる結着樹脂の末端に結合するカルボキシル基の含有量、ひいては得られる結着樹脂の酸価を調整することができる。
【００９３】
着色剤としては、たとえば、イエロートナー用着色剤、マゼンタトナー用着色剤、シアントナー用着色剤およびブラックトナー用着色剤などが挙げられる。
【００９４】
イエロートナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー５、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５、およびＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５などの有機系顔料、黄色酸化鉄および黄土などの無機系顔料、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１などのニトロ系染料、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー２、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー６、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１４、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１５、Ｃ．Ｉ．ソルベントイエロー１９、およびＣ．Ｉ．ソルベントイエロー２１などの油溶性染料などが挙げられる。
【００９５】
マゼンタトナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるＣ．Ｉ．ピグメントレッド４９、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド８１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド１９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド４９、Ｃ．Ｉ．ソルベントレッド５２、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１０、およびＣ．Ｉ．ディスパーズレッド１５などが挙げられる。
【００９６】
シアントナー用着色剤としては、たとえば、カラーインデックスによって分類されるＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１６、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー５５、Ｃ．Ｉ．ソルベントブルー７０、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー２５、およびＣ．Ｉ．ダイレクトブルー８６などが挙げられる。
【００９７】
ブラックトナー用着色剤としては、たとえば、チャンネルブラック、ローラーブラック、ディスクブラック、ガスファーネスブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、およびアセチレンブラックなどのカーボンブラックが挙げられる。これら各種カーボンブラックの中から、得ようとするトナーの設計特性に応じて、適切なカーボンブラックを適宜選択すればよい。
【００９８】
これらの顔料以外にも、紅色顔料、緑色顔料などを使用することができる。着色剤は、１種を単独で使用することができ、あるいは、２種以上を併用することができる。同色系のものを２種以上用いることができ、異色系のものをそれぞれ１種または２種以上用いることもできる。
【００９９】
本実施形態に用いるトナー中の着色剤は、マスターバッチとして使用されることが好ましい。着色剤のマスターバッチは、たとえば、合成樹脂の溶融物と着色剤とを混練することによって製造することができる。合成樹脂としては、トナーの結着樹脂と同種の樹脂またはトナーの結着樹脂に対して良好な相溶性を有する樹脂が使用される。合成樹脂と着色剤との使用割合は特に制限されないが、好ましくは合成樹脂１００重量部に対して３０重量部以上１００重量部以下である。マスターバッチは、たとえば粒径２〜３ｍｍ程度に造粒されて用いられる。
【０１００】
着色剤の含有量は、特に制限されないが、好ましくは結着樹脂１００重量部に対して４重量部以上２０重量部以下である。マスターバッチを用いる場合、本実施形態のトナーにおける着色剤の含有量が前記範囲になるように、マスターバッチの使用量を調整することが好ましい。着色剤を前記範囲で用いることによって、充分な画像濃度を有し、発色性が高く画像品位に優れる良好な画像を形成することができる。
【０１０１】
離型剤としては、特に限定されるものではなく、公知のものを使用することができる。たとえば、パラフィンワックスおよびその誘導体、ならびにマイクロクリスタリンワックスおよびその誘導体などの石油系ワックス、フィッシャートロプシュワックスおよびその誘導体、ポリオレフィンワックスおよびその誘導体、低分子ポリプロピレンワックスおよびその誘導体、ならびにポリオレフィン系重合体ワックスおよびその誘導体などの炭化水素系合成ワックス、カルナバワックスおよびその誘導体、エステル系ワックスなどが挙げられる。
【０１０２】
本実施形態において離型剤の含有量は、トナー全重量に対して１．５重量％以上、５重量％以下が良い。１．５重量％未満では、ベルトに対するトナーの離型性が低下し、定着オフセットが発生する。一方、５重量％超では、定着性は良好であるものの現像装置内の撹拌熱によりトナーが凝集し、良好な画像が得られない。離型剤の酸価は、４ｍｇＫＯＨ／ｇ未満である。離型剤の酸価が４ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であると、離型剤の酸価が４ｍｇＫＯＨ／ｇ未満である場合と比較して、離型剤と結着樹脂との親和性が高くなるので、定着の際に離型剤がトナーから溶出しにくくなり、高温オフセットが発生しやすくなる。
【０１０３】
トナーには、結着樹脂、着色剤、離型剤の他に、帯電制御剤などのトナー添加成分を含有させることが好ましい。帯電制御剤を含有させることによって、トナーに好ましい帯電性を付与することができる。帯電制御剤としては、正電荷制御用または負電荷制御用の帯電制御剤が使用される。
【０１０４】
帯電制御剤としては、たとえば、ニグロシン染料、塩基性染料、四級アンモニウム塩、四級ホスホニウム塩、アミノピリン、ピリミジン化合物、多核ポリアミノ化合物、アミノシラン、ニグロシン染料およびその誘導体、トリフェニルメタン誘導体、グアニジン塩、およびアミジン塩などの正電荷制御用の帯電制御剤と、たとえば、オイルブラックおよびスピロンブラックなどの油溶性染料、含金属アゾ化合物、アゾ錯体染料、ナフテン酸金属塩、サリチル酸およびその誘導体の金属錯体および金属塩（金属はクロム、亜鉛、ジルコニウムなど）、ホウ素化合物、脂肪酸石鹸、長鎖アルキルカルボン酸塩、ならびに樹脂酸石鹸などの負電荷制御用の帯電制御剤とが挙げられる。帯電制御剤は１種を単独で使用することができ、あるいは２種以上を併用することができる。
【０１０５】
帯電制御剤の使用量は、好ましくは結着樹脂１００重量部に対して０．５重量部以上５重量部以下であり、より好ましくは結着樹脂１００重量部に対して０．５重量部以上３重量部以下である。帯電制御剤が５重量部よりも多く含まれると、キャリアが汚染されてしまい、トナー飛散が発生するおそれがある。帯電制御剤の含有量が０．５重量部未満であると、トナーに十分な帯電特性が付与されない。
【０１０６】
本実施形態において、トナーの体積平均粒子径は５．０μｍ以上７．０μｍ以下であり、個数平均粒子径が５．０μｍ以下であるトナー粒子の含有率は、全トナー粒子の４０個数％未満であることが好ましい。トナーの粒径分布および個数分布がこの範囲を満足することによって、トナーの飛散は抑えられ、高精細で高解像度の高画質画像が形成される。体積平均粒子径が５．０μｍ未満では、流動性低下によるトナー飛散が発生し、体積平均粒子径が７．０μｍを超えると、充分に高精細で高解像度化された画像が形成されない。個数平均粒子径が５．０μｍ以下であるトナー粒子の含有率が、全トナー粒子の４０個数％以上では、流動性低下によるトナー飛散および転写効率の悪化によるかぶりが生じる。本実施形態において、トナーの体積平均粒径（Ｄ５０）および個数平均粒子径が５．０μｍ以下であるトナー粒子の含有率（体積％、個数％）は、ベックマン・コールター株式会社製粒度分布測定装置「Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ３」によって測定される。測定条件を以下に示す。
【０１０７】
アパーチャ径：１００μｍ
測定粒子数：５００００カウント
解析ソフト：コールターマルチサイザーアキュコンプ  バージョン１．１９（ベックマン・コールター株式会社製）
電解液：ＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（ベックマン・コールター株式会社製）
分散剤：アルキルエーテル硫酸エステルナトリウム
測定手順は、ビーカーに電解液５０ｍｌ、試料であるトナー２０ｍｇおよび分散剤１ｍｌを加え、超音波分散器にて３分間分散処理して測定用試料を調製し、測定装置「Ｍｕｌｔｉｓｉｚｅｒ３」により粒径の測定を行う。得られた測定結果から試料粒子の体積粒度分布および個数粒度分布を求め、体積粒度分布からトナーの体積平均粒径（Ｄ５０）を求める。また個数粒度分布から、個数平均粒子径が５．０μｍ以下であるトナー粒子の含有率（個数％）を求める。
【０１０８】
トナーには、たとえば、粉体流動性向上、摩擦帯電性向上、耐熱性、長期保存性改善、クリーニング特性改善および感光体表面磨耗特性制御などの機能を担う外添剤を混合してもよい。外添剤としては、たとえば、シリカ微粉末、酸化チタン微粉末およびアルミナ微粉末などが挙げられる。外添剤は、１種を単独で使用することができ、あるいは、２種以上を併用することができる。
【０１０９】
外添剤の添加量は、トナーに必要な帯電量、外添剤を添加することによる感光体の摩耗に対する影響、トナーの環境特性などの観点から、トナー粒子１００重量部に対し０．１重量部以上１０重量部以下が好適であり、２．０重量部以上４．０重量部未満がより好適である。外添剤を２．０重量部以上４．０重量部未満含むことにより、さらに流動性が良好で個々のトナー粒子の帯電を適正に制御することができるので、定着性を損なうことなく、かぶりが発生しない、高画質な画像を形成することができる。
【０１１０】
外添剤の含有量が２．０重量部未満であると、トナー（特に小粒径トナー）に十分な流動性を付与することができないため、個々のトナー粒子が十分帯電されずに非画像部でのかぶりが発生しやすくなる。外添剤の含有量が４．０重量部以上であると、外添剤粒子同士が凝集しやすくなるため、トナー表面を効率よく覆うことができずに流動性を上げることができないため、個々のトナー粒子が十分帯電されずに非画像部でのかぶりが発生しやすい。
【０１１１】
以上にて説明したトナーは、少なくとも、結着樹脂、着色剤および離型剤（ワックス）を含む樹脂組成物を乾式混合（前混合）して溶融混練後、粉砕分級してトナーの母体（コア）を作成し、トナーの母体（コア）と外添剤とを乾式混合して得ることができる。乾式混合に用いられる混合機としては、公知のものを使用でき、たとえば、ヘンシェルミキサ（商品名：ＦＭミキサ、三井鉱山株式会社製）、スーパーミキサ（商品名、株式会社カワタ製）およびメカノミル（商品名、岡田精工株式会社製）などのヘンシェルタイプの混合装置、オングミル（商品名、ホソカワミクロン株式会社製）、ハイブリダイゼーションシステム（商品名、株式会社奈良機械製作所製）、ならびにコスモシステム（商品名、川崎重工業株式会社製）などが挙げられる。
【０１１２】
トナーは、前述の前混合における離型剤の添加量を結着樹脂１００重量部に対して２．５重量部以上６．０重量部以下とする。混練機としては公知のものが使用される、たとえば、二軸押出し機、三本ロールおよびラボブラストミルなどの一般的な混練機が使用される。たとえば、ＴＥＭ−１００Ｂ（商品名、東芝機械株式会社製）、ＰＣＭ−６５／８７、ＰＣＭ−３０（以上いずれも商品名、株式会社池貝製）などの１軸または２軸のエクストルーダ、ニーデックス（商品名、三井鉱山株式会社製）などのオープンロール方式の混練機が挙げられる。これらの中でも、オープンロール方式の混練機が好ましい。トナー原料混合物は、複数の混練機を用いて溶融混練されてもよい。
【０１１３】
トナーの粉砕には、たとえば、超音速ジェット気流を利用して粉砕するジェット式粉砕機、高速で回転する回転子であるロータと固定子であるライナとの間に形成される空間に、粗粉砕物を導入して粉砕する衝撃式粉砕機などが用いられる。
【０１１４】
分級には、遠心力による分級または風力による分級によって過粉砕トナー粒子および粗大トナー粒子を除去することができる公知の分級機が使用される。たとえば、旋回式風力分級機（ロータリー式風力分級機）などが使用される。
【０１１５】
トナーは、球形化処理が施されていてもよい。機械的衝撃力による球形化処理に用いられる衝撃式球形化装置としては、市販されているものを使用することができ、たとえば、ファカルティ（商品名、ホソカワミクロン株式会社製）などが用いられる。熱風による球形化処理に用いられる熱風式球形化装置としては、市販されているものを使用することができる。たとえば、表面改質機メテオレインボー（商品名、日本ニューマチック工業株式会社製）などが用いられる。球形化処理は、トナーの円形度が、前述の好ましいトナーの円形度の範囲、具体的には、０．９５０以上０．９６０以下となるように行われることが好ましい。
【０１１６】
また、上述のようにして製造されるトナーは、そのまま１成分現像剤として使用することができる。これによって、良好な定着性と良好な帯電安定性とを有し、長期の使用にわたり特性の安定した現像剤を得ることができ、良好な現像性を維持することのできる現像剤が得られる。
【０１１７】
さらに、上述のようにして製造されるトナーは、キャリアと混合されることによって、２成分現像剤として使用されることが好ましい。上述のように製造されたトナーは、保存安定性に優れるので、現像剤の流動性低下を抑え、帯電安定性および現像性の良好な２成分現像剤が得られる。このような２成分現像剤を用いることによって、トナー飛散がなく、長期間にわたって高精細で高解像度の高画質画像を安定して形成することができる。
【０１１８】
２成分現像剤を構成するキャリアとしては、磁性を有する粒子が使用される。磁性を有する粒子の具体例としては、たとえば、鉄、フェライトおよびマグネタイトなどの金属、これらの金属とアルミニウムまたは鉛などの金属との合金などが挙げられる。これらの中でも、フェライトが好ましい。
【０１１９】
磁性を有する粒子に樹脂を被覆した樹脂被覆キャリア、または樹脂に磁性を有する粒子を分散させた樹脂分散型キャリアなどを、２成分現像剤に用いてもよい。樹脂被覆キャリアに用いられる樹脂としては、特に制限はないが、たとえば、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン／アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、エステル系樹脂、およびフッ素含有重合体系樹脂などを用いることが好ましい。また樹脂分散型キャリアに用いられる樹脂としては、特に制限されないが、たとえば、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、およびフェノール樹脂などが好ましい。
【０１２０】
キャリアの形状は、球形または扁平形状が好ましい。キャリアの体積平均粒子径は、特に制限されないが、高画質化を考慮すると、１０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましい。キャリアの体積平均粒子径が１０μｍ未満である場合には、キャリアの体積平均粒子径が１０μｍ以上である場合と比較して、キャリアと現像ローラとの間の磁力が弱くなるので、現像工程において、キャリアがトナーと一緒に現像されやすくなる。キャリアの体積平均粒子径が１００μｍを超えると、個々のトナー粒子を充分に帯電させることができないおそれがある。それゆえ、キャリアの体積平均粒子径が１０μｍ以上１００μｍ以下であることによって、キャリアの体積平均粒子径が１００μｍを超える場合と比較して、トナーとキャリアとの接触機会を増やすことができるので、個々のトナー粒子の帯電を制御し、充分なトナー帯電性を付与することができる。したがって、トナーの現像性が良好な２成分現像剤を得ることができる。キャリアの体積平均粒子径が３０μｍ以上５０μｍ以下であることによって、上記の効果をより安定して発揮することができる。
【０１２１】
また、キャリアの体積平均粒子径は、レーザ回折、散乱式粒度分布測定装置マイクロトラック（商品名：マイクロトラックＭＴ３０００、日機装株式会社製）を用いて測定できる。
【０１２２】
つぎに、トナーの製造方法を具体的に説明する。８１．８重量部のポリエステル樹脂Ａと、１２重量部のマスターバッチ（Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ５７：１を４０重量％含有）と、５．０重量部のパラフィンワックス（離型剤、商品名：ＨＮＰ１０、日本精鑞株式会社製、酸価０ｍｇＫＯＨ／ｇ、融点７５℃）と、１．５重量部のアルキルサリチル酸金属塩（帯電制御剤、商品名：ＢＯＮＴＲＯＮ  Ｅ−８４、オリエント化学株式会社製）とを、ヘンシェルミキサで１０分間混合することによって、混合物を作製する。混合物を、オープンロール型連続混練機（商品名：ＭＯＳ３２０−１８００、三井鉱山株式会社製）で溶融混練し、溶融混練物を作製する。上記の溶融混練物をカッティングミル（商品名：ＶＭ−１６、菱興産業株式会社製）で粗粉砕して粗粉砕物を作製した後、粗粉砕物をカウンタジェットミルで微粉砕する。粉砕後、ロータリー式分級機で過粉砕トナーを分級除去することによって、体積平均粒子径が約６．７μｍであるトナー母体（コア）を作製する。
【０１２３】
つぎに、衝撃式球形化装置（商品名：ファカルティＦ−６００型、ホソカワミクロン株式会社製）を用いて粉砕物の球形化物を作製する。さらに、トナー１００重量部、および外添剤として疎水性シリカ（商品名：Ｒ−９７４、日本アエロジル株式会社製）２．２重量部と、疎水性チタン（商品名：Ｔ−８０５、日本アエロジル株式会社製）１．６重量部との合計３．８重量部をヘンシェルミキサ（商品名：ＦＭミキサ、三井鉱山株式会社製）で混合することによってトナーに外添剤を添加する。ワックスの含有量は、トナー全重量に対して４．８重量％である。
【０１２４】
なお、パラフィンワックスを１．５重量部（トナー全重量に対する含有量は、１．４９重量％）、２重量部（トナー全重量に対する含有量は、１．９８重量％）、３．５重量部（トナー全重量に対する含有量は、３．４１重量％）とした場合は、いずれも良好な定着性が得られ、現像装置内でのトナーの凝集も見られず、良好な画像が得られる。それゆえ、ワックスの含有量は、１．５重量％以上４．８重量％以下が良好である。なお、パラフィンワックスの含有量が１重量部（トナー全重量に対する含有量は、１．０重量％）では、定着オフセットが発生する。パラフィンワックスが５．５重量部（トナー全重量に対する含有量は、５．２６重量％）では、定着性は良好であるが、現像装置内でトナーの凝集が発生し、画像にトナー凝集物が認められる。
【０１２５】
さらに、キャリアに対するトナーの被覆率が６０％となるように、以上のようにして作製したトナーと体積平均粒子径が４５μｍであるフェライトコアキャリアとを２０分間混合して、２成分現像剤を作製する。なお、この混合はＶ型混合器混合機（商品名：Ｖ−５、株会社特寿工作所製）を用いて行うことができる。
【０１２６】
なお、以上では、本実施形態のトナーの製造方法として粉砕法を例示したが、特に粉砕法に限定されるものではない。たとえば、懸濁重合法、乳化重合法（乳化重合会合法）、溶解懸濁法、エステル伸張重合法などが用いられてもよい。
【０１２７】
なお、以上の実施形態では、画像形成装置１００は、カラープリンタであったが、もちろんモノクロプリンタであってもよい。また、画像形成装置１００は、複写機に備えられるプリンタであってもよいし、複合機に備えられるプリンタであってもよい。
【０１２８】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
本発明の現像装置および画像形成装置は、電子写真方式の複合機，複写機，プリンタ，ファクシミリに好適である。
【符号の説明】
【０１３０】
１    感光体
２    現像装置
１００    画像形成装置
１０１    現像ローラ
１１１    現像槽
１１１ａ  現像槽カバー
１１２    第１搬送スクリュー（搬送部材）
１１３    第２搬送スクリュー
１２１    通気路
１２６    開口部
１４０    排気口
１４１    フィルタ
１５０    第１気流
１５１    第２気流
１５２    第３気流
【図１】
2011017867.tif 000004
【図２】
2011017867.tif 000005
【図３】
2011017867.tif 000006
【図４】
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【図５】
2011017867.tif 000008
【図６】
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