現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置およびトナー
【課題】画像形成装置本体内の気流に応じて適切なフィルタを用い、圧抜きの機能を維持しつつもフィルタを通じてのトナー飛散を防止できる構成の現像装置を提供する。
【解決手段】本発明では、ファンを備えた画像形成装置に搭載され、像担持体上に形成された潜像を現像して可視像化する現像装置５において、現像剤を担持するとともに像担持体１に対向する現像剤担持体５１と、現像剤担持体の一部を覆うとともに現像剤を収容するケース５０と、ケースに設けられた内圧を低減させるための圧抜き用の開口部５０ａと、開口部に設けられたフィルタ６２を有し、該フィルタは帯電フィルタであり、該フィルタは、像担持体１から転写された未定着画像を担持する転写像担持体８の転写面に対向した位置に設けられている。この構成により装置本体内の気流によって発生する圧力勾配の影響を抑制し、フィルタ内を通じてのトナー飛散を確実に防止することが可能となる。
【解決手段】本発明では、ファンを備えた画像形成装置に搭載され、像担持体上に形成された潜像を現像して可視像化する現像装置５において、現像剤を担持するとともに像担持体１に対向する現像剤担持体５１と、現像剤担持体の一部を覆うとともに現像剤を収容するケース５０と、ケースに設けられた内圧を低減させるための圧抜き用の開口部５０ａと、開口部に設けられたフィルタ６２を有し、該フィルタは帯電フィルタであり、該フィルタは、像担持体１から転写された未定着画像を担持する転写像担持体８の転写面に対向した位置に設けられている。この構成により装置本体内の気流によって発生する圧力勾配の影響を抑制し、フィルタ内を通じてのトナー飛散を確実に防止することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上に形成された潜像を現像して可視像化する現像装置、その現像装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、または、それらの複合機やデジタルダイレクト製版機等の画像形成装置、その画像形成装置に装備されるプロセスカートリッジ、そのプロセスカートリッジを着脱自在に備えた画像形成装置、および前記画像形成装置に用いられるトナーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機等の画像形成装置に設置される現像装置において、装置内に収容するトナーが装置外に飛散する不具合を防止するための、種々の技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
詳しくは、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いる現像装置では、装置内においてトナーとキャリアとを混合・撹拌して、適正なトナー濃度に調整制御した現像剤を現像剤担持体（例えば現像ローラ）上に搬送している。現像ローラ上に担持された現像剤は、現像ローラの上方に設置された現像剤規制部材（例えばドクターブレード）によってその量が規制された後に、像担持体（例えば感光体ドラム）との対向位置（現像領域と言う）まで搬送される。そして、その位置で、現像ローラ上に担持された現像剤中のトナーが、感光体ドラム上に形成された静電潜像に付着して可視像化し、所望のトナー像が形成される。
【０００３】
さらに詳しくは、現像装置内のトナーの大部分は、キャリアとの摩擦帯電によって発生する静電気力によりキャリアに吸着する。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ドラムとの間に形成された電界の影響を受けて、感光体ドラム上の画像部に形成された静電潜像に付着する。すなわち、現像領域の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ドラム側に飛翔する。
【０００４】
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に、そのような場合にトナーの帯電不足を生じさせる。
そして、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。このような浮遊したトナーはさらに気流にのって現像装置外に飛散して、画像形成装置内を汚染することになる。
そこで、このような現像装置からのトナー飛散を防止するために、一般的に、現像装置を構成する部品と部品との隙間にはシール部材が貼着されている。
【０００５】
一方、特許文献１等に記載の技術では、現像装置内の内圧の上昇を抑えてトナー飛散を防止することを目的として、ハウジングに開口部を設ける技術が開示されている。なお、開口部には、装置外にトナーが漏出するのを防止するフィルタが設置されている。詳しくは、以下の通りである。
【０００６】
現像装置には、感光体ドラムに対して現像ローラを対向して設置するための開口が設けられている。この開口に設置された現像ローラや装置内に配設された撹拌部材が回転することにより、現像装置内には気流が発生する。この気流によって、装置内における内圧が変化する。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。
【０００７】
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くて装置内の圧力上昇も大きくなるので、上述の問題は無視できないものになっている。このような場合には、現像装置を構成する部品間にシール部材を設置していても、充分にトナー飛散を抑止できない場合が多い。すなわち、トナーはその粒径が微細であるために、シール性が不充分な僅かな隙間から噴出してしまう。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多く用いられているため、上述の問題はさらに無視できないものになっている。
【０００８】
これに対して、上述の特許文献１等に記載の技術によれば、現像装置に開口部（現像ローラが設置される開口とは異なる）を設けているので、装置内の圧力上昇を抑止する効果が期待できる。
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−１２２４１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記のような現像装置を備えた画像形成装置には、通常本体内の温度上昇を防止するためのファンが取り付けられている。主に冷却の対象となるのは、熱に弱い電装部品や高温の熱源となる定着装置の周囲などであるが、近年のプリントスピードの高速化に伴い、現像装置の動作中の温度上昇も無視できないものとなっている。そのため、現像の冷却のために風通しを良くしてファンから発生する気流を現像部周辺に導いたり、ファンの数や出力を増やして気流の流量を増大させることにより冷却効率を高めるなどの対策がとられている。
【００１１】
このようにして画像形成装置内で現像装置周辺に強い気流を流そうとすると、本体装置内の複雑な構成と、その気流との組合せによって現像装置周辺には推測しがたい圧力勾配が発生することがある。特に特許文献１に記載のように開口部を設けて現像装置内の圧抜きを図っている構成では、その圧抜き部の気流の強さは開口部前後の圧力勾配により決定されるものであるため、開口部外側付近に強い本体気流が流れていると、その気流に引っ張られるようにして圧力勾配が発生し、開口部前後の圧力勾配と、それに伴う気流が当初の狙いよりも強くなることによって、気流に乗って流れるトナーが、フィルタ内で堰き止め切れず、通過して外部へ飛散してしまうことがある。
【００１２】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、画像形成装置本体内の気流に応じて適切なフィルタを用い、圧抜きの機能を維持しつつもフィルタを通じてのトナー飛散を防止できる構成の現像装置と、その現像装置を備えたプロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することを目的とする。また、本発明は、前記現像装置を備えた画像形成装置に使用される最適なトナー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】
【００１３】
上述の目的を達成するため、本発明では以下のような手段を採っている。
本発明の第１の手段は、ファンを備えた画像形成装置に搭載され、像担持体上に形成された潜像を現像して可視像化する現像装置において、前記現像剤を担持するとともに前記像担持体に対向する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の一部を覆うとともに前記現像剤を収容するケースと、該ケースに設けられた内圧を低減させるための圧抜き用の開口部と、該開口部に設けられたフィルタを有し、前記フィルタは帯電フィルタであり、該フィルタは、前記像担持体から転写された未定着画像を担持する転写像担持体の転写面に対向した位置に設けられたことを特徴とする（請求項１）。
【００１４】
本発明の第２の手段は、第１の手段の現像装置において、前記フィルタの目付量は、密度に換算して０．０３ｇ／ｃｍ３以上、０．２ｇ／ｃｍ３以下であることを特徴とする（請求項２）。
また、本発明の第３の手段は、第１または第２の手段の現像装置において、前記フィルタと前記転写面との距離は５ｍｍ以上であることを特徴とする（請求項３）。
【００１５】
本発明の第４の手段は、像担持体と、該像担持体に形成された静電潜像を現像して可視像化する現像装置と、前記像担持体上に形成された可視像を転写像担持体に転写する転写手段を備えた画像形成装置において、前記現像装置として、第１〜３のいずれか一つの手段の現像装置を備えたことを特徴とする（請求項４）。
【００１６】
本発明の第５の手段は、第４の手段の画像形成装置において、前記像担持体と前記現像装置を前記転写像担持体に対向して該転写像担持体の進行方向に複数配列し、その複数配列された現像装置のうち前記転写像担持体の進行方向の両端に位置する現像装置のいずれか一方または両方に前記フィルタを搭載したことを特徴とする（請求項５）。
また、本発明の第６の手段は、第５の手段の画像形成装置において、前記複数配列された現像装置のうち、画像形成装置本体に設けたファンに最も近い側の現像装置に前記フィルタを搭載したことを特徴とする（請求項６）。
さらに本発明の第７の手段は、第４〜６のいずれか一つの手段の画像形成装置において、前記転写像担持体は、中間転写体、あるいは前記転写手段で搬送される記録媒体であることを特徴とする（請求項７）。
【００１７】
本発明の第８の手段は、画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジであって、像担持体と第１〜３のいずれか一つの手段の現像装置を一体に備えことを特徴とする（請求項８）
また、本発明の第９の手段は、第４〜７のいずれか一つの手段の画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジであって、前記像担持体と前記現像装置を一体に備えたことを特徴とする（請求項９）。
本発明の第１０の手段は、像担持体に形成された静電潜像を現像装置で現像して可視像化し、前記像担持体上に形成された可視像を転写像担持体に転写する画像形成部を備えた画像形成装置において、前記画像形成部に第８または第９の手段のプロセスカートリッジを着脱自在に備えたことを特徴とする（請求項１０）。
【００１８】
本発明の第１１の手段は、第４〜７、１０のいずれか一つの手段の画像形成装置において、前記現像装置で用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーであることを特徴とする（請求項１１）。
【００１９】
本発明の第１２の手段は、第４〜７、１０のいずれか一つの手段の画像形成装置に使用され、電子写真プロセスの現像工程に供されるトナーであって、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、離型剤と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ことを特徴とする（請求項１２）。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、ファンを備えた画像形成装置内に設置される現像装置において、現像装置内の圧抜き用の開口部に設けられるフィルタとして、粒子捕集効率の高い帯電フィルタを採用している。これにより装置本体内の気流によって発生する圧力勾配の影響を抑制し、フィルタ内を通じてのトナー飛散を確実に防止することが可能となる。
【００２１】
さらに本発明では、画像形成装置本体内に設置された複数の現像装置の中で、本体内に備え付けられたファンによる気流の影響が強い最上流（または最下流）の現像装置について、現像装置の圧抜き用のフィルタとして帯電フィルタを用い、下流側（または上流側）の現像装置に比べて粒子捕集効率の高いフィルタを採用している。これにより装置本体内の気流によって発生する圧力勾配の影響を抑制し、フィルタ内を通じてのトナー飛散を確実に防止することが可能となるプロセスカートリッジ及び、画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図示の実施例に基づいて詳細に説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【実施例】
【００２３】
［実施例１］
図１〜図９にて本発明の第１の実施例について詳細に説明する。まず、図１及び図２により、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１は画像形成装置としての複写機の一例を示す概略構成図であり、図２はその画像形成装置の作像部の構成例を示す拡大断面図である。
【００２４】
図１に示すように、画像形成装置は、画像形成部を収納した装置本体１００と、その上部に設けられた排紙部（スタック部）３０と、その上方に設けられた画像読取部（スキャナ部）と、装置本体１００の下部に設置された給紙部２６を備えている。
装置本体１００内では、中間転写ユニット１０の無端ベルト状の中間転写体（以下、中間転写ベルトと言う）８に対向するように、該中間転写ベルト８の進行方向に沿って各色（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））に対応した作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが並設されている。なお、装置本体１００に設置される４つの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは、作像プロセスに用いられる現像剤のトナーの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、図２においては、作像部６と感光体ドラム１と１次転写バイアスローラ９とにおける符号のアルファベット（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を省略して図示する。
【００２５】
図２を参照して説明すると、作像部６は、像担持体としての感光体ドラム１と、感光体ドラム１の周囲に配設された帯電部４、現像部５（現像装置）、クリーニング部２、等で構成されている。そして、感光体ドラム１上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程）が行われて、感光体ドラム１上に所望のトナー像が形成されることになる。また、作像プロセスに引き続いて中間転写ベルト８への転写工程と、転写後のクリーニング工程が行われる。
【００２６】
作像部６を構成する、感光体ドラム１、帯電部４、現像部５、クリーニング部２は、それぞれ、画像形成装置本体１００に対して着脱自在に設置できるように構成されている。そして、それぞれが、寿命に達したときに、新品のものに交換される。
なお、本実施例１では、作像部６を構成する、感光体ドラム１、帯電部４、現像部５、クリーニング部２を、それぞれ、単独のユニットとしたが、これらを一体化して、装置本体１００に着脱自在に設置されるプロセスカートリッジとすることもできる。そして、その場合は、作像部６のメンテナンスを行う際の作業性が向上する。
【００２７】
図１、図２を参照して動作を説明すると、感光体ドラム１は、不図示の駆動部によって図２中の矢印で示す時計回り方向に回転駆動される。そして、帯電部４の位置で、感光体ドラム１の表面が一様に帯電される（帯電工程である）。
その後、感光体ドラム１の表面は、図１に示す露光部（例えばレーザ走査方式の光書込装置）４０から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像が形成される。
【００２８】
その後、感光体ドラム１の表面は、現像装置としての現像部５との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像剤のトナーで現像されて可視像化され、所望のトナー像が形成される（現像工程である）。
その後、感光体ドラム１の表面は、中間転写ベルト８及び第１転写バイアスローラ９との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト８上に転写される（１次転写工程である）。このとき、感光体ドラム１上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
【００２９】
その後、感光体１の表面は、クリーニング部２との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード２ａによって回収される（クリーニング工程である）。このようにして、感光体ドラム１上で行われる一連の作像プロセスが終了する。
【００３０】
なお、上述した作像プロセスは、４つの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋで、それぞれ行われる。すなわち、作像部の下方に配設された露光部４０から、画像情報に基いたレーザ光Ｌが、各作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの感光体ドラム上に向けて照射される。その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成したＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のトナー像を、中間転写ベルト８上に重ね合わせて転写する。このようにして中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。
【００３１】
より詳しく述べると、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋに、トナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト８は、図中の矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。このようにして感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に重ねて１次転写される。
【００３２】
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト８は、２次転写ローラ１９との対向位置に達する。そして、中間転写ベルト８上に形成されたカラートナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体（例えば転写紙等の被転写材）Ｐ上に２次転写される。このようにして、中間転写ベルト８上で行われる一連の転写プロセスが終了する。
【００３３】
ここで、装置本体１００の下方に配設された給紙部２６には記録媒体である転写紙等の被転写材Ｐが複数枚重ねて収納されており、ここから被転写材Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。そして、２次転写ニップにおいて、上記のように被転写材Ｐ上に所望のカラー画像が転写される。
【００３４】
その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された被転写材Ｐは、定着部２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ローラ及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が被転写材Ｐ上に定着される。
その後、被転写材Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対２９によって装置本体１００外に排出された被転写Ｐは、出力画像として、排紙部（スタック部）３０上に順次スタックされる。このようにして、画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。
【００３５】
次に、図２〜図６を参照して、作像部６における現像装置５の構成・動作について、さらに詳しく説明する。図３は現像装置５の奥側部分を示す斜視図であり、図４は図３の現像装置の上側のケースを外した状態を示す斜視図である。また、図５は現像ローラ近傍の構成を示す図であり、図６は現像装置の外観と、分解した状態を示す斜視図である。
【００３６】
現像部５（現像装置）は、図２〜図６に示すように、感光体ドラム１に対向する現像剤担持体としての現像ローラ５１、現像ローラ５１の下方に設置された現像剤規制部材としてのドクターブレード５２、現像剤収容部５３、５４内に配設された２つの搬送スクリュ５５、５６、現像剤Ｇ中のトナー濃度を検知するトナー濃度センサ５７、現像ローラ５１の上方を覆うケース５０、装置外に通ずるようにケース５０に設けられた開口部５０ａ、開口部５０ａに設けられたフィルタ６１、現像ローラ５１の側方を覆うようにケース５０に一体的に設けられた壁部５８、等で構成される。現像剤収容部５３、５４内には、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤Ｇが収容されている。
【００３７】
現像ローラ５１は、図３、図４に示すように内部に固設されたマグネット５１ｂや、マグネットの周囲を回転するスリーブ５１ａ等で構成される。また、図５に示すように現像ローラ５１のマグネット５１ｂには、Ｐ１極〜Ｐ５極の５つの磁極が形成されている。そして、５つの磁極が形成されたマグネット５１ｂの周囲をスリーブ５１ａが回転することで、その回転にともない現像剤Ｇが現像ローラ５１上（スリーブ５１ａ上である）を移動することになる。なお、図５の現像ローラ５１のマグネット５１ｂに付した放射状の線分は、Ｐ１極〜Ｐ５極のそれぞれの磁力がピークになる位置を示すものである。
【００３８】
詳しくは、現像ローラ５１のＰ４極からＰ５極に至る領域では、双方の磁極が磁性体としてのキャリアに作用して、現像剤収容部５３に収容された現像剤Ｇが現像ローラ５１上に担持される。現像ローラ５１上に担持された現像剤Ｇは、その一部がドクターブレード５２の位置で掻き取られて、現像剤収容部５３に戻される。一方、ドクターブレード５２との間隙を通過して現像ローラ５１上に担持された現像剤Ｇは、Ｐ１極の位置で穂立ちして、現像剤Ｇ中のトナーが感光体ドラム１上の潜像に付着する。Ｐ１極を通過してＰ２極に至る領域では、後述するように、現像工程後の現像剤Ｇを担持する現像ローラ５１とケース５０との間から気体（空気）が流入される。さらに、Ｐ３極からＰ４極に至る領域では、同極性である双方の磁極により形成される反発磁界がキャリアに作用して、現像ローラ５１上に担持されていた現像工程後の現像剤Ｇが現像ローラ５１から脱離される。脱離後の現像剤Ｇは、再び現像剤収容部５３に戻されて、現像剤収容部５３、５４内を循環する。このような一連の現像剤Ｇの流れが繰り返される。
【００３９】
なお、Ｐ３極とＰ４極との極間における磁束密度は、１０ｍＴ以下になるように形成されている。このように同極の反発する磁界が形成されて、極間の磁束密度が小さくなるように形成されているために、Ｐ３極を通過した現像剤は現像ローラ５１から弾き飛ばされるように現像剤収容部５３に落下する。これにより、現像剤収容部５３に収容された現像剤の上方の気体が強い動圧を受けて、この動圧に付勢されて開口部５０ａから気体が効率よく排出される。ここで、開口部５０ａは現像剤収容部５３の上方に離れて設置されているとともに、現像剤が落下する位置からずれた位置に設置されているために、現像剤の落下によって跳ね上がる現像剤が開口部５０ａにまで達する不具合を抑止することができる。
【００４０】
ここで、現像ローラ５１は、感光体ドラム１に対向する位置に設けられた現像部５の開口に、その一部が露呈するように設置されている。そして、現像ローラ５１の上方には、現像ローラ５１を覆うように樹脂材料等からなるケース５０が設置されている。さらに、現像ローラ５１の下方（現像ローラ５１の回転中心を原点とした座標の水平軸よりも下側である）には、ドクターブレード５２が設置されている。このようにドクターブレード５２が現像ローラ５１の下方に設置されることで、後述するように、現像ローラ５１とケース５０との間から開口部５０ａに至る気体の流路を、現像剤収容部５３、５４内の現像剤Ｇに遮断されることなく、確保することができる。
【００４１】
現像ローラ５１の上方に設置されたケース５０には、壁部５８と開口部５０ａとが設けられている。壁部５８は、現像ローラ５１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設置されている。開口部５０ａは、現像ローラ５１に対して壁部５８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５３の上方の位置に、装置外に通ずるように設けられている。これらによって、現像ローラ５１とケース５０との間から開口部５０ａに至る気体の流路（図５の破線矢印で示す流路である）を確保することができる。
【００４２】
なお、開口部５０ａには、開口部５０ａを覆うようにフィルタ６１が設置されている。フィルタ６１は、発泡ウレタンや不織布等の多孔質材料からなり、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。これにより、開口部５０ａから装置内（現像部内）の気体を排出する際に、装置外（現像部外）へのトナー飛散を防止することができる。
【００４３】
また、２つの現像剤収容部５３、５４は、その長手方向（図２の紙面垂直方向である）の両端部を除く領域が仕切り部材によって隔絶されている。そして、現像剤収容部５３、５４に設置された搬送スクリュ５５、５６は、現像剤Ｇをそれぞれ相反する方向に搬送する。これにより、現像剤収容部５３、５４に収容された現像剤Ｇは、双方の現像剤収容部５５、５６の間を長手方向に循環することになる。
なお、一方の現像剤収容部５４の上方には、トナー補給口５４ａが接続されている。これにより、現像剤収容部５４内にトナー搬送装置からフレッシュトナーが適宜に補給される。
【００４４】
このように構成された現像部５は、次のように動作する。現像ローラ５１のスリーブ５１ａは、図２の矢印方向に回転している。そして、マグネット５１ｂにより形成された磁界によって現像ローラ５１上に担持された現像剤Ｇは、上述したように、スリーブの回転にともない現像ローラ５１上を移動する。
【００４５】
ここで、現像部５内の現像剤Ｇは、現像剤Ｇ中のトナーの割合（トナー濃度）が所定の範囲内になるように調整される。詳しくは、現像部５内のトナー消費に応じて、トナー搬送装置からトナー補給口５４ａを介して現像剤収容部５４内に、トナーが補給される。
【００４６】
現像剤収容部５４内に補給されたトナーは、第２搬送スクリュ５６および、第１搬送スクリュ５５によって現像剤Ｇとともに混合・撹拌されながら、２つの現像剤収容部５３、５４を循環する（図２の紙面垂直方向の移動である）。そして、現像剤Ｇ中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像ローラ５１上に形成された磁力によりキャリアとともに現像ローラ５１上に担持される。
【００４７】
現像ローラ５１上に担持された現像剤Ｇは、図２中の矢印方向に搬送されて、ドクターブレード５２の位置に達する。そして、現像ローラ５１上の現像剤Ｇは、この位置で適量に規制された後に、感光体ドラム１との対向位置（現像領域である）まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界によって、感光体ドラム１上に形成された潜像にトナーが吸着される。その後、現像ローラ５１上に残った現像剤Ｇはスリーブの回転にともない、ケース５０との対向面、壁部５８との対向面を順次通過する。さらに、現像ローラ５１上の現像剤Ｇは現像剤収容部５３の上方に達して、この位置で現像ローラ５１から離脱される。
【００４８】
ここで、上述した一連の現像部５の動作において、現像部５には図２及び図５の破線矢印で示す気体の流路が形成される。
すなわち、現像ローラ５１とケース５０との間から流入した気体は、現像ローラ５１の回転にともないケース５０との対向面と壁部５８との対向面とを通過して、壁部５８の先端部に至る。そして、装置内に流入した気体は、壁部５８の先端部を回り込んで、フィルタ６１が設置された開口部５０ａから装置外に排出される。ここで、壁部５８の先端部が現像剤Ｇに埋没しない位置に設置されているので、装置内に流入した気体は現像剤収容部５３内の現像剤Ｇに遮断されることなく、開口部５０ａまでの流路が確保される。また、壁部５８は現像ローラ表面とフィルタ６１に通じる空気流路の間に庇のようにかかることで、ローラ上のキャリアが直接フィルタ６１に飛散するのを防止している。さらに、壁部５８の庇の先端が、反撥磁界が発生している同極のＰ３極とＰ４極の間あたりにあることで、剤離れ作用を生じせしめるあたりまで流路空間が狭く構成され、現像剤の剤離れを促進させることも可能である。
【００４９】
以上説明したように、本実施例では、現像部５内において、図２及び図５の破線矢印で示す気体の流路が安定的に形成される。すなわち、現像ローラ５１とその上方に設置されたケース５０との間から気体を流入して、その流入した気体を現像剤収容部５３に収容した現像剤Ｇに遮られることなく開口部５０ａに導きフィルタ６１を介して装置外に排出している。これによって、現像部５内に浮遊するトナーを、現像部５内の気体とともに現像部５内に強制的に形成した気流に乗せて開口部５０ａに搬送して、フィルタ６１で確実に捕集することができる。このようにして、現像部５における装置外へのトナー飛散が抑止される。
【００５０】
しかしながら、現像装置外部に強い気流が存在する場合には上記とは状況が異なる。例えば本実施例の画像形成装置では、中間転写ベルト８に沿って複数配列された作像部のうち中間転写ベルト８の進行方向の最上流に位置するイエローの作像部６Ｙの付近の画像形成装置本体１００壁部の前後２箇所にファン７０（７０ａ，７０ｂ）が設けられている。
このファン７０（７０ａ，７０ｂ）は主に露光部４０を冷却するためのものであるが、作像部６Ｙ〜６Ｋを冷却する役目も担っている。
ファン７０（７０ａ，７０ｂ）から発生する気流の大部分は露光部４０の上部を図１中の右方向に流れていくが、一部は後方端部を回り込み、結果として図７に示すように現像装置上部を前方向に流れる気流が形成されている。
【００５１】
この気流はファン７０（７０ａ，７０ｂ）に最も近い作像部６Ｙの周囲で強く流れており、この流れに伴う圧力勾配のため、他の作像部６Ｍ，６Ｃ，６Ｋに比べると、フィルタ通過前後の圧力勾配が大きくなっている。
このため、作像部６Ｍ，６Ｃ，６Ｋで飛散防止に最適なフィルタ６１を作像部６Ｙに用いると、作像部６Ｙからはフィルタ内をトナーが一部通過して現像装置外に飛散してしまう。
従って、作像部６Ｙの現像装置５Ｙには、他の作像部の現像装置よりも通気抵抗（圧力損失）が比較的高く、粒子捕集効率の高いフィルタを設置することが望まれる。
【００５２】
そこで、本実施例の画像形成装置では、中間転写ベルト８に沿って複数配列された作像部のうち中間転写ベルト８の進行方向の最上流に位置し、ファン７０（７０ａ，７０ｂ）に最も近いイエロー作像部６Ｙの現像装置５Ｙに限り、他の作像部の現像装置に使用している通常の不織布フィルタではなく、図９に示すように、帯電フィルタ６２を現像装置５のケース５０上部の開口部に設けたものである。
【００５３】
この帯電フィルタ６２は、構成する繊維の一本一本の表面が、それぞれ正負に永久分極しているため、トナーのような微粒子を静電気力によって引き付けて捕集することが出来るので、通常の不織布フィルタに比べて、トナーの捕集効率が非常に高い。
また、他のフィルタで同等の効率を得ようとすると、圧力損失が大きすぎてしまい、圧抜き効果が得られなくなってしまうものがほとんどであるが、帯電フィルタ６２を用いることによって、ほぼ適切な圧力損失で、かつトナー飛散を確実に防止できることがわかった。
【００５４】
帯電フィルタ６２の厚さとしては、本実施例では、押しつぶしの無い状態で厚さが１〜２．５ｍｍのものを使用している。また、内部気圧と目付量のバランスで性能が維持できるなら、２．５ｍｍ以上の厚さとすることもできる。
帯電フィルタ６２の現像装置５への取り付けも、本実施例では特に上方から押さえる押さえ部材で押圧することなく、ケース５０上部の空気流路の範囲外に帯電フィルタ６２を両面テープ等で貼り付けているが、厚さと同様に上記のバランスが維持できるなら、上方から押さえ部材で押さえるようにすることも問題はない。また、押さえ部材は空気流路以外を押さえることで毛羽立ち部を極小化できるという効果もある。
【００５５】
帯電フィルタ６２を構成する材料の特性としては、電荷を保持させてクーロン力により飛散トナーを捕集する狙いから、帯電しやすい無極性高分子材料であるポリプロピレンが挙げられるが、この他にポリエステル、ポリアミド、ガラス繊維を用いることができる。本実施例では、トナー捕集性にやはり効果があるポリオレフィン系合成繊維（例えば東洋紡績株式会社製の型番ＥＦＮＡ６０）を用いた。この繊維の径は１５〜８０μｍ程度が良好であり、本実施例ではその中心値周辺である２０〜４０μｍのものを用いた。
【００５６】
図８は帯電フィルタの目付量（密度）と圧力損失および８μｍ粒子を用いた捕集効率との関係を示したグラフである。
帯電フィルタの目付量と共に、圧力損失および捕集効率ともに上昇するが、目付量（密度）が０．０３ｇ／ｃｍ３以下では経時でトナーが通過してしまい、０．２ｇ／ｃｍ３以上では圧抜きが不十分となり、現像ローラ側の開口部端部からのトナー飛散が発生してしまった。したがって、フィルタの目付量は密度に換算して０．０３ｇ／ｃｍ３以上０．２ｇ／ｃｍ３以下が適正範囲となる。本実施例の現像装置５Ｙに用いた帯電フィルタ６２は厚さが約１ｍｍであったため、一般的に用いられる単位ｇ／ｍ３とすると３０〜２００ｇ／ｃｍ３となる。本実施例では６０ｇ／ｍ３のものを採用した。
なお、本実施例では帯電フィルタ６２を、開口部５０ａの上に重ねて設置したが、それは以下の理由による。
【００５７】
１．現像装置上部には中間転写ベルト８が接近しており、最上流の作像部６Ｙ以外の作像部６Ｍ，６Ｃ，６Ｋでは約３ｍｍ程度のスペースしかないが、作像部６Ｙの上部に限っては、図９に示すように中間転写ベルト８が勾配を持って接近するエリアであるため、再近接位置でも５ｍｍ以上のスペースがある。このため帯電フィルタ６２を開口部５０ａの上に重ねて設置しても問題ない。
２．帯電フィルタ６２は薄手のものしかないため、図２のようにフィルタ６１のスペースに帯電フィルタを収納するには余剰スペースを埋める部品が必要になりコストがかかる。組立性も悪い。
【００５８】
上記のように、本実施例では、本体気流の影響が最も強い作像部６Ｙの現像装置５Ｙに限り、圧抜きフィルタとして帯電フィルタ６２を用いることによって、作像部６Ｙ周辺の独特の圧力勾配によるトナー飛散を防止することが可能となっている。
【００５９】
［実施例２］
以上の実施例１では、中間転写ベルトを用いた中間転写方式の画像形成装置を例に上げて説明したが、本発明は中間転写方式の画像形成装置に限らず、像担持体から記録媒体に直接転写する方式の画像形成装置においても同様に実施することができる。
図１０はその一例を示すカラープリンタの概略構成図であり、同図に示すように、記録媒体（転写紙等の被転写材）Ｐを担持搬送する転写ベルト８０に対向するように、該転写ベルト８０の進行方向に沿って各色（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））に対応した作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが並設されている。この４つの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは、作像プロセスに用いられる現像剤のトナーの色が異なる以外はほぼ同一の構造であり、図２または図９に示す作像部と同様の構成である。
【００６０】
すなわち、図２（または図９）を例に上げて説明すると、作像部６は、像担持体としての感光体ドラム１と、感光体ドラム１の周囲に配設された帯電部４、現像部５（現像装置）、クリーニング部２、等で構成されている。そして、感光体ドラム１上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程）が行われて、感光体ドラム１上に所望のトナー像が形成されることになる。また、作像プロセスに引き続いて転写ベルト８０上の被転写材Ｐへの転写工程と、転写後のクリーニング工程が行われる。
【００６１】
各作像部６を構成する、感光体ドラム１、帯電部４、現像部５、クリーニング部２は、それぞれ、画像形成装置本体２００に対して着脱自在に設置できるように構成されている。そして、それぞれが、寿命に達したときに、新品のものに交換される。なお、本実施例２では、作像部６を構成する、感光体ドラム１、帯電部４、現像部５、クリーニング部２を、それぞれ、単独のユニットとしたが、これらを一体化して、装置本体２００に着脱自在に設置されるプロセスカートリッジとすることもできる。そして、その場合は、作像部６のメンテナンスを行う際の作業性が向上する。
【００６２】
図２（または図９）、図１０を参照して動作を説明すると、感光体ドラム１は、不図示の駆動部によって図２中の矢印で示す時計回り方向に回転駆動される。そして、帯電部４の位置で、感光体ドラム１の表面が一様に帯電される（帯電工程である）。
その後、感光体ドラム１の表面は、図１に示す露光部（例えばレーザ走査方式の光書込装置）４０から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像が形成される。
その後、感光体ドラム１の表面は、現像装置としての現像部５との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像剤のトナーで現像されて可視像化され、所望のトナー像が形成される（現像工程である）。
【００６３】
一方、装置本体２００の下方に配設された給紙部２６には記録媒体である転写紙等の被転写材Ｐが複数枚重ねて収納されており、ここから被転写材Ｐが給紙ローラ２７でレジストローラ２８に給紙され、上記の作像プロセスにタイミングを合わせて転写ベルト８０に搬送される。
上記の作像プロセスは、４つの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋで、それぞれ行われる。すなわち、作像部の下方に配設された露光部４０から、画像情報に基いたレーザ光Ｌが、各作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの感光体ドラム上に向けて照射される。その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成したＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のトナー像は、転写ベルト８０で担持搬送される被転写材Ｐ上に重ね合わせて転写される。このようにして被転写材Ｐ上にカラー画像が形成される。
【００６４】
より詳しく述べると、４つの転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、それぞれ、転写ベルト８０とともに被転写材Ｐを感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んで転写ニップを形成している。そして、転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋに、トナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。そして、転写ベルト８０に担持された被転写材Ｐは、図中の矢印方向に走行して、各転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋの転写ニップを順次通過する。このようにして感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の各色のトナー像が、被転写材Ｐ上に重ねて転写される。
【００６５】
その後、各色の画像が重ね合わせて転写された被転写材Ｐは、定着部２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ローラ及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が被転写材Ｐ上に定着される。その後、被転写材Ｐは装置外へと排出され、出力画像として、排紙部（スタック部）３０上に順次スタックされる。このようにして、画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。
【００６６】
なお、図１０に示す画像形成装置の各色の作像部６Ｙ〜６Ｋの構成は図２または図９と同様であり、現像装置の構成も実施例１で説明した通りであるのでここでは詳細な説明は省略する。
【００６７】
さて、本実施例の画像形成装置においても、現像部５内において、図２及び図５の破線矢印で示す気体の流路が安定的に形成されている。すなわち、現像ローラ５１とその上方に設置されたケース５０との間から気体を流入して、その流入した気体を現像剤収容部５３に収容した現像剤Ｇに遮られることなく開口部５０ａに導きフィルタ６１を介して装置外に排出している。これによって、現像部５内に浮遊するトナーを、現像部５内の気体とともに現像部５内に強制的に形成した気流に乗せて開口部５０ａに搬送して、フィルタ６１で確実に捕集することができる。このようにして、現像部５における装置外へのトナー飛散が抑止される。
【００６８】
しかしながら、現像装置外部に強い気流が存在する場合には上記とは状況が異なる。例えば図１０に示す画像形成装置では、転写ベルト８０に沿って複数配列された作像部のうち転写ベルト８０の進行方向の最下流に位置するブラックの作像部６Ｋの付近の画像形成装置本体２００壁部の前後２箇所にファン７０が設けられている。このファン７０は主に露光部４０を冷却するためのものであるが、作像部６Ｋ〜６Ｙを冷却する役目も担っている。ファン７０から発生する気流の大部分は露光部４０の上部を図１０中の右方向に流れていくが、一部は後方端部を回り込み、結果として図７と同様の現像装置上部を前方向に流れる気流が形成されている。
【００６９】
この気流はファン７０に最も近い作像部６Ｋの周囲で強く流れており、この流れに伴う圧力勾配のため、他の作像部６Ｍ，６Ｃ，６Ｙに比べると、フィルタ通過前後の圧力勾配が大きくなっている。
このため、作像部６Ｍ，６Ｃ，６Ｙで飛散防止に最適なフィルタ６１を作像部６Ｋに用いると、作像部６Ｋからはフィルタ内をトナーが一部通過して現像装置外に飛散してしまう。
従って、作像部６Ｋの現像装置５Ｋには、他の作像部の現像装置よりも通気抵抗（圧力損失）が比較的高く、粒子捕集効率の高いフィルタを設置することが望まれる。
【００７０】
そこで、本実施例の画像形成装置では、転写ベルト８０に沿って複数配列された作像部のうち転写ベルト８０の進行方向の最下流に位置し、ファン７０に最も近いブラック作像部６Ｋの現像装置５Ｋに、他の作像部の現像装置に使用している通常の不織布フィルタではなく、図９に示すように、帯電フィルタ６２を現像装置５のケース５０上部の開口部に設けたものである。なお、帯電フィルタ６２の構成や効果等は実施例１で説明したとおりである。
【００７１】
以上のように、本実施例では、ファン７０による本体気流の影響が最も強い作像部６Ｋの現像装置５Ｋに、圧抜きフィルタとして帯電フィルタ６２を用いることによって、作像部６Ｋ周辺の独特の圧力勾配によるトナー飛散を防止することが可能となっている。
【００７２】
以上、本発明の実施例１、実施例２を説明したが、実施例１，２の画像形成装置で用いられるような４連の作像部６Ｙ〜６Ｋは、一体化してプロセスカートリッジ化することが可能であり、４連の作像部６Ｙ〜６Ｋを一体に備えたプロセスカートリッジを用いることにより、メンテンス等の作業性をさらに向上することができる。また、このような４連の作像部６Ｙ〜６Ｋを備えたプロセスカートリッジは、図１に示すような中間転写方式の画像形成装置と、図１０に示すような直接転写方式の画像形成装置で、共通に使用することが可能である。ただし、この場合は、画像形成装置によってファン７０の取り付け位置が異なるので、ファンに近い側の作像部が逆になることもある。そこで、このような場合に対応するためには、４連の作像部６Ｙ〜６Ｋのうち、両端に位置する作像部６Ｙ，６Ｋの現像装置５Ｙ，５Ｋに、圧抜きフィルタとして帯電フィルタ６２を用いるとよく、これにより確実にトナー飛散を防止することが可能となる。
【００７３】
［実施例３］
次に実施例１、実施例２で説明したような画像形成装置に使用されるトナーについて説明する。
本発明の画像形成装置に好適に用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーである。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。
【００７４】
（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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
（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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
（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。
【００９６】
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。
【００９７】
（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。
【００９８】
（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。
【００９９】
（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、５×１０−３〜２μｍ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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
（トナーの製造方法）
１）着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。
有機溶媒は、沸点が１００℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは２種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー１００重量部に対し、通常０〜３００重量部、好ましくは０〜１００重量部、さらに好ましくは２５〜７０重量部である。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
上記のように、粒径分布がシャープで帯電特性等の均質なトナーを用いれば、粒子のバラツキが少ないことにより現像容器内での帯電不均一性が解消される。従って、気流の有無にかかわらずトナー飛散しやすいトナーの数が減少するので、従来のトナーに比べてトナー飛散量を低減させることが出来る。
このようにトナーの改良によりそもそも飛散しやすいトナーの発生を低減させ、なお飛散するトナーに対しては、前述のようなフィルタを用いた排気機構による気流制御により飛散を防止する。
こうして従来に比して非常にトナー飛散の発生しにくい現像装置を得ることができるとともに、飛散したトナーによる画像の汚れや機内の汚れを防止することが出来るので、良好な画像が得られ、メンテナンス性に優れた画像形成装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の一実施例を示す画像形成装置の概略構成図である。
【図２】図１に示す画像形成装置の作像部の構成例を示す拡大断面図である。
【図３】現像装置の奥側部分を示す斜視図である。
【図４】図３の現像装置の上側のケースの一部を外した状態を示す斜視図である。
【図５】現像ローラ近傍の構成と磁極配置を示す図である。
【図６】現像装置の外観と、分解した状態を示す斜視図である。
【図７】図１に示す画像形成装置の要部を拡大して示す斜視図である。
【図８】帯電フィルタの目付量（密度）と圧力損失および８μｍ粒子を用いた捕集効率との関係を示したグラフである。
【図９】図１に示す画像形成装置のファンに近い側に配置される作像部の構成例を示す拡大断面図である。
【図１０】本発明の別の実施例を示す画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１：感光体ドラム（像担持体）
２：クリーニング部
４：帯電部
５：現像部（現像装置）
６：作像部
８：中間転写ベルト（中間転写体（転写像担持体））
９：転写バイアスローラ
１０：中間転写ユニット
２０：定着部
２６：給紙部
２７：給紙ローラ
２８：レジストローラ
３０：排紙部
４０：露光部
５０：ケース
５０ａ：圧抜き用の開口部
５１：現像ローラ（現像剤担持体）
５２：ドクターブレード
５３．５４：現像剤収容部
５５，５６：搬送スクリュ
５７：トナー濃度センサ
５８：壁部
６１：フィルタ
６２：帯電フィルタ
７０（７０ａ，７０ｂ）：ファン
８０：転写ベルト
Ｐ：被転写材（記録媒体（転写像担持体））
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上に形成された潜像を現像して可視像化する現像装置、その現像装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、または、それらの複合機やデジタルダイレクト製版機等の画像形成装置、その画像形成装置に装備されるプロセスカートリッジ、そのプロセスカートリッジを着脱自在に備えた画像形成装置、および前記画像形成装置に用いられるトナーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機等の画像形成装置に設置される現像装置において、装置内に収容するトナーが装置外に飛散する不具合を防止するための、種々の技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
詳しくは、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いる現像装置では、装置内においてトナーとキャリアとを混合・撹拌して、適正なトナー濃度に調整制御した現像剤を現像剤担持体（例えば現像ローラ）上に搬送している。現像ローラ上に担持された現像剤は、現像ローラの上方に設置された現像剤規制部材（例えばドクターブレード）によってその量が規制された後に、像担持体（例えば感光体ドラム）との対向位置（現像領域と言う）まで搬送される。そして、その位置で、現像ローラ上に担持された現像剤中のトナーが、感光体ドラム上に形成された静電潜像に付着して可視像化し、所望のトナー像が形成される。
【０００３】
さらに詳しくは、現像装置内のトナーの大部分は、キャリアとの摩擦帯電によって発生する静電気力によりキャリアに吸着する。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ドラムとの間に形成された電界の影響を受けて、感光体ドラム上の画像部に形成された静電潜像に付着する。すなわち、現像領域の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ドラム側に飛翔する。
【０００４】
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に、そのような場合にトナーの帯電不足を生じさせる。
そして、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。このような浮遊したトナーはさらに気流にのって現像装置外に飛散して、画像形成装置内を汚染することになる。
そこで、このような現像装置からのトナー飛散を防止するために、一般的に、現像装置を構成する部品と部品との隙間にはシール部材が貼着されている。
【０００５】
一方、特許文献１等に記載の技術では、現像装置内の内圧の上昇を抑えてトナー飛散を防止することを目的として、ハウジングに開口部を設ける技術が開示されている。なお、開口部には、装置外にトナーが漏出するのを防止するフィルタが設置されている。詳しくは、以下の通りである。
【０００６】
現像装置には、感光体ドラムに対して現像ローラを対向して設置するための開口が設けられている。この開口に設置された現像ローラや装置内に配設された撹拌部材が回転することにより、現像装置内には気流が発生する。この気流によって、装置内における内圧が変化する。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。
【０００７】
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くて装置内の圧力上昇も大きくなるので、上述の問題は無視できないものになっている。このような場合には、現像装置を構成する部品間にシール部材を設置していても、充分にトナー飛散を抑止できない場合が多い。すなわち、トナーはその粒径が微細であるために、シール性が不充分な僅かな隙間から噴出してしまう。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多く用いられているため、上述の問題はさらに無視できないものになっている。
【０００８】
これに対して、上述の特許文献１等に記載の技術によれば、現像装置に開口部（現像ローラが設置される開口とは異なる）を設けているので、装置内の圧力上昇を抑止する効果が期待できる。
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−１２２４１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記のような現像装置を備えた画像形成装置には、通常本体内の温度上昇を防止するためのファンが取り付けられている。主に冷却の対象となるのは、熱に弱い電装部品や高温の熱源となる定着装置の周囲などであるが、近年のプリントスピードの高速化に伴い、現像装置の動作中の温度上昇も無視できないものとなっている。そのため、現像の冷却のために風通しを良くしてファンから発生する気流を現像部周辺に導いたり、ファンの数や出力を増やして気流の流量を増大させることにより冷却効率を高めるなどの対策がとられている。
【００１１】
このようにして画像形成装置内で現像装置周辺に強い気流を流そうとすると、本体装置内の複雑な構成と、その気流との組合せによって現像装置周辺には推測しがたい圧力勾配が発生することがある。特に特許文献１に記載のように開口部を設けて現像装置内の圧抜きを図っている構成では、その圧抜き部の気流の強さは開口部前後の圧力勾配により決定されるものであるため、開口部外側付近に強い本体気流が流れていると、その気流に引っ張られるようにして圧力勾配が発生し、開口部前後の圧力勾配と、それに伴う気流が当初の狙いよりも強くなることによって、気流に乗って流れるトナーが、フィルタ内で堰き止め切れず、通過して外部へ飛散してしまうことがある。
【００１２】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、画像形成装置本体内の気流に応じて適切なフィルタを用い、圧抜きの機能を維持しつつもフィルタを通じてのトナー飛散を防止できる構成の現像装置と、その現像装置を備えたプロセスカートリッジ、及び、画像形成装置を提供することを目的とする。また、本発明は、前記現像装置を備えた画像形成装置に使用される最適なトナー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】
【００１３】
上述の目的を達成するため、本発明では以下のような手段を採っている。
本発明の第１の手段は、ファンを備えた画像形成装置に搭載され、像担持体上に形成された潜像を現像して可視像化する現像装置において、前記現像剤を担持するとともに前記像担持体に対向する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の一部を覆うとともに前記現像剤を収容するケースと、該ケースに設けられた内圧を低減させるための圧抜き用の開口部と、該開口部に設けられたフィルタを有し、前記フィルタは帯電フィルタであり、該フィルタは、前記像担持体から転写された未定着画像を担持する転写像担持体の転写面に対向した位置に設けられたことを特徴とする（請求項１）。
【００１４】
本発明の第２の手段は、第１の手段の現像装置において、前記フィルタの目付量は、密度に換算して０．０３ｇ／ｃｍ３以上、０．２ｇ／ｃｍ３以下であることを特徴とする（請求項２）。
また、本発明の第３の手段は、第１または第２の手段の現像装置において、前記フィルタと前記転写面との距離は５ｍｍ以上であることを特徴とする（請求項３）。
【００１５】
本発明の第４の手段は、像担持体と、該像担持体に形成された静電潜像を現像して可視像化する現像装置と、前記像担持体上に形成された可視像を転写像担持体に転写する転写手段を備えた画像形成装置において、前記現像装置として、第１〜３のいずれか一つの手段の現像装置を備えたことを特徴とする（請求項４）。
【００１６】
本発明の第５の手段は、第４の手段の画像形成装置において、前記像担持体と前記現像装置を前記転写像担持体に対向して該転写像担持体の進行方向に複数配列し、その複数配列された現像装置のうち前記転写像担持体の進行方向の両端に位置する現像装置のいずれか一方または両方に前記フィルタを搭載したことを特徴とする（請求項５）。
また、本発明の第６の手段は、第５の手段の画像形成装置において、前記複数配列された現像装置のうち、画像形成装置本体に設けたファンに最も近い側の現像装置に前記フィルタを搭載したことを特徴とする（請求項６）。
さらに本発明の第７の手段は、第４〜６のいずれか一つの手段の画像形成装置において、前記転写像担持体は、中間転写体、あるいは前記転写手段で搬送される記録媒体であることを特徴とする（請求項７）。
【００１７】
本発明の第８の手段は、画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジであって、像担持体と第１〜３のいずれか一つの手段の現像装置を一体に備えことを特徴とする（請求項８）
また、本発明の第９の手段は、第４〜７のいずれか一つの手段の画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジであって、前記像担持体と前記現像装置を一体に備えたことを特徴とする（請求項９）。
本発明の第１０の手段は、像担持体に形成された静電潜像を現像装置で現像して可視像化し、前記像担持体上に形成された可視像を転写像担持体に転写する画像形成部を備えた画像形成装置において、前記画像形成部に第８または第９の手段のプロセスカートリッジを着脱自在に備えたことを特徴とする（請求項１０）。
【００１８】
本発明の第１１の手段は、第４〜７、１０のいずれか一つの手段の画像形成装置において、前記現像装置で用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーであることを特徴とする（請求項１１）。
【００１９】
本発明の第１２の手段は、第４〜７、１０のいずれか一つの手段の画像形成装置に使用され、電子写真プロセスの現像工程に供されるトナーであって、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、離型剤と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ことを特徴とする（請求項１２）。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、ファンを備えた画像形成装置内に設置される現像装置において、現像装置内の圧抜き用の開口部に設けられるフィルタとして、粒子捕集効率の高い帯電フィルタを採用している。これにより装置本体内の気流によって発生する圧力勾配の影響を抑制し、フィルタ内を通じてのトナー飛散を確実に防止することが可能となる。
【００２１】
さらに本発明では、画像形成装置本体内に設置された複数の現像装置の中で、本体内に備え付けられたファンによる気流の影響が強い最上流（または最下流）の現像装置について、現像装置の圧抜き用のフィルタとして帯電フィルタを用い、下流側（または上流側）の現像装置に比べて粒子捕集効率の高いフィルタを採用している。これにより装置本体内の気流によって発生する圧力勾配の影響を抑制し、フィルタ内を通じてのトナー飛散を確実に防止することが可能となるプロセスカートリッジ及び、画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図示の実施例に基づいて詳細に説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【実施例】
【００２３】
［実施例１］
図１〜図９にて本発明の第１の実施例について詳細に説明する。まず、図１及び図２により、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１は画像形成装置としての複写機の一例を示す概略構成図であり、図２はその画像形成装置の作像部の構成例を示す拡大断面図である。
【００２４】
図１に示すように、画像形成装置は、画像形成部を収納した装置本体１００と、その上部に設けられた排紙部（スタック部）３０と、その上方に設けられた画像読取部（スキャナ部）と、装置本体１００の下部に設置された給紙部２６を備えている。
装置本体１００内では、中間転写ユニット１０の無端ベルト状の中間転写体（以下、中間転写ベルトと言う）８に対向するように、該中間転写ベルト８の進行方向に沿って各色（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））に対応した作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが並設されている。なお、装置本体１００に設置される４つの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは、作像プロセスに用いられる現像剤のトナーの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、図２においては、作像部６と感光体ドラム１と１次転写バイアスローラ９とにおける符号のアルファベット（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を省略して図示する。
【００２５】
図２を参照して説明すると、作像部６は、像担持体としての感光体ドラム１と、感光体ドラム１の周囲に配設された帯電部４、現像部５（現像装置）、クリーニング部２、等で構成されている。そして、感光体ドラム１上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程）が行われて、感光体ドラム１上に所望のトナー像が形成されることになる。また、作像プロセスに引き続いて中間転写ベルト８への転写工程と、転写後のクリーニング工程が行われる。
【００２６】
作像部６を構成する、感光体ドラム１、帯電部４、現像部５、クリーニング部２は、それぞれ、画像形成装置本体１００に対して着脱自在に設置できるように構成されている。そして、それぞれが、寿命に達したときに、新品のものに交換される。
なお、本実施例１では、作像部６を構成する、感光体ドラム１、帯電部４、現像部５、クリーニング部２を、それぞれ、単独のユニットとしたが、これらを一体化して、装置本体１００に着脱自在に設置されるプロセスカートリッジとすることもできる。そして、その場合は、作像部６のメンテナンスを行う際の作業性が向上する。
【００２７】
図１、図２を参照して動作を説明すると、感光体ドラム１は、不図示の駆動部によって図２中の矢印で示す時計回り方向に回転駆動される。そして、帯電部４の位置で、感光体ドラム１の表面が一様に帯電される（帯電工程である）。
その後、感光体ドラム１の表面は、図１に示す露光部（例えばレーザ走査方式の光書込装置）４０から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像が形成される。
【００２８】
その後、感光体ドラム１の表面は、現像装置としての現像部５との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像剤のトナーで現像されて可視像化され、所望のトナー像が形成される（現像工程である）。
その後、感光体ドラム１の表面は、中間転写ベルト８及び第１転写バイアスローラ９との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト８上に転写される（１次転写工程である）。このとき、感光体ドラム１上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
【００２９】
その後、感光体１の表面は、クリーニング部２との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード２ａによって回収される（クリーニング工程である）。このようにして、感光体ドラム１上で行われる一連の作像プロセスが終了する。
【００３０】
なお、上述した作像プロセスは、４つの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋで、それぞれ行われる。すなわち、作像部の下方に配設された露光部４０から、画像情報に基いたレーザ光Ｌが、各作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの感光体ドラム上に向けて照射される。その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成したＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のトナー像を、中間転写ベルト８上に重ね合わせて転写する。このようにして中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。
【００３１】
より詳しく述べると、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋに、トナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト８は、図中の矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。このようにして感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に重ねて１次転写される。
【００３２】
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト８は、２次転写ローラ１９との対向位置に達する。そして、中間転写ベルト８上に形成されたカラートナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体（例えば転写紙等の被転写材）Ｐ上に２次転写される。このようにして、中間転写ベルト８上で行われる一連の転写プロセスが終了する。
【００３３】
ここで、装置本体１００の下方に配設された給紙部２６には記録媒体である転写紙等の被転写材Ｐが複数枚重ねて収納されており、ここから被転写材Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。そして、２次転写ニップにおいて、上記のように被転写材Ｐ上に所望のカラー画像が転写される。
【００３４】
その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された被転写材Ｐは、定着部２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ローラ及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が被転写材Ｐ上に定着される。
その後、被転写材Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対２９によって装置本体１００外に排出された被転写Ｐは、出力画像として、排紙部（スタック部）３０上に順次スタックされる。このようにして、画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。
【００３５】
次に、図２〜図６を参照して、作像部６における現像装置５の構成・動作について、さらに詳しく説明する。図３は現像装置５の奥側部分を示す斜視図であり、図４は図３の現像装置の上側のケースを外した状態を示す斜視図である。また、図５は現像ローラ近傍の構成を示す図であり、図６は現像装置の外観と、分解した状態を示す斜視図である。
【００３６】
現像部５（現像装置）は、図２〜図６に示すように、感光体ドラム１に対向する現像剤担持体としての現像ローラ５１、現像ローラ５１の下方に設置された現像剤規制部材としてのドクターブレード５２、現像剤収容部５３、５４内に配設された２つの搬送スクリュ５５、５６、現像剤Ｇ中のトナー濃度を検知するトナー濃度センサ５７、現像ローラ５１の上方を覆うケース５０、装置外に通ずるようにケース５０に設けられた開口部５０ａ、開口部５０ａに設けられたフィルタ６１、現像ローラ５１の側方を覆うようにケース５０に一体的に設けられた壁部５８、等で構成される。現像剤収容部５３、５４内には、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤Ｇが収容されている。
【００３７】
現像ローラ５１は、図３、図４に示すように内部に固設されたマグネット５１ｂや、マグネットの周囲を回転するスリーブ５１ａ等で構成される。また、図５に示すように現像ローラ５１のマグネット５１ｂには、Ｐ１極〜Ｐ５極の５つの磁極が形成されている。そして、５つの磁極が形成されたマグネット５１ｂの周囲をスリーブ５１ａが回転することで、その回転にともない現像剤Ｇが現像ローラ５１上（スリーブ５１ａ上である）を移動することになる。なお、図５の現像ローラ５１のマグネット５１ｂに付した放射状の線分は、Ｐ１極〜Ｐ５極のそれぞれの磁力がピークになる位置を示すものである。
【００３８】
詳しくは、現像ローラ５１のＰ４極からＰ５極に至る領域では、双方の磁極が磁性体としてのキャリアに作用して、現像剤収容部５３に収容された現像剤Ｇが現像ローラ５１上に担持される。現像ローラ５１上に担持された現像剤Ｇは、その一部がドクターブレード５２の位置で掻き取られて、現像剤収容部５３に戻される。一方、ドクターブレード５２との間隙を通過して現像ローラ５１上に担持された現像剤Ｇは、Ｐ１極の位置で穂立ちして、現像剤Ｇ中のトナーが感光体ドラム１上の潜像に付着する。Ｐ１極を通過してＰ２極に至る領域では、後述するように、現像工程後の現像剤Ｇを担持する現像ローラ５１とケース５０との間から気体（空気）が流入される。さらに、Ｐ３極からＰ４極に至る領域では、同極性である双方の磁極により形成される反発磁界がキャリアに作用して、現像ローラ５１上に担持されていた現像工程後の現像剤Ｇが現像ローラ５１から脱離される。脱離後の現像剤Ｇは、再び現像剤収容部５３に戻されて、現像剤収容部５３、５４内を循環する。このような一連の現像剤Ｇの流れが繰り返される。
【００３９】
なお、Ｐ３極とＰ４極との極間における磁束密度は、１０ｍＴ以下になるように形成されている。このように同極の反発する磁界が形成されて、極間の磁束密度が小さくなるように形成されているために、Ｐ３極を通過した現像剤は現像ローラ５１から弾き飛ばされるように現像剤収容部５３に落下する。これにより、現像剤収容部５３に収容された現像剤の上方の気体が強い動圧を受けて、この動圧に付勢されて開口部５０ａから気体が効率よく排出される。ここで、開口部５０ａは現像剤収容部５３の上方に離れて設置されているとともに、現像剤が落下する位置からずれた位置に設置されているために、現像剤の落下によって跳ね上がる現像剤が開口部５０ａにまで達する不具合を抑止することができる。
【００４０】
ここで、現像ローラ５１は、感光体ドラム１に対向する位置に設けられた現像部５の開口に、その一部が露呈するように設置されている。そして、現像ローラ５１の上方には、現像ローラ５１を覆うように樹脂材料等からなるケース５０が設置されている。さらに、現像ローラ５１の下方（現像ローラ５１の回転中心を原点とした座標の水平軸よりも下側である）には、ドクターブレード５２が設置されている。このようにドクターブレード５２が現像ローラ５１の下方に設置されることで、後述するように、現像ローラ５１とケース５０との間から開口部５０ａに至る気体の流路を、現像剤収容部５３、５４内の現像剤Ｇに遮断されることなく、確保することができる。
【００４１】
現像ローラ５１の上方に設置されたケース５０には、壁部５８と開口部５０ａとが設けられている。壁部５８は、現像ローラ５１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設置されている。開口部５０ａは、現像ローラ５１に対して壁部５８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５３の上方の位置に、装置外に通ずるように設けられている。これらによって、現像ローラ５１とケース５０との間から開口部５０ａに至る気体の流路（図５の破線矢印で示す流路である）を確保することができる。
【００４２】
なお、開口部５０ａには、開口部５０ａを覆うようにフィルタ６１が設置されている。フィルタ６１は、発泡ウレタンや不織布等の多孔質材料からなり、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。これにより、開口部５０ａから装置内（現像部内）の気体を排出する際に、装置外（現像部外）へのトナー飛散を防止することができる。
【００４３】
また、２つの現像剤収容部５３、５４は、その長手方向（図２の紙面垂直方向である）の両端部を除く領域が仕切り部材によって隔絶されている。そして、現像剤収容部５３、５４に設置された搬送スクリュ５５、５６は、現像剤Ｇをそれぞれ相反する方向に搬送する。これにより、現像剤収容部５３、５４に収容された現像剤Ｇは、双方の現像剤収容部５５、５６の間を長手方向に循環することになる。
なお、一方の現像剤収容部５４の上方には、トナー補給口５４ａが接続されている。これにより、現像剤収容部５４内にトナー搬送装置からフレッシュトナーが適宜に補給される。
【００４４】
このように構成された現像部５は、次のように動作する。現像ローラ５１のスリーブ５１ａは、図２の矢印方向に回転している。そして、マグネット５１ｂにより形成された磁界によって現像ローラ５１上に担持された現像剤Ｇは、上述したように、スリーブの回転にともない現像ローラ５１上を移動する。
【００４５】
ここで、現像部５内の現像剤Ｇは、現像剤Ｇ中のトナーの割合（トナー濃度）が所定の範囲内になるように調整される。詳しくは、現像部５内のトナー消費に応じて、トナー搬送装置からトナー補給口５４ａを介して現像剤収容部５４内に、トナーが補給される。
【００４６】
現像剤収容部５４内に補給されたトナーは、第２搬送スクリュ５６および、第１搬送スクリュ５５によって現像剤Ｇとともに混合・撹拌されながら、２つの現像剤収容部５３、５４を循環する（図２の紙面垂直方向の移動である）。そして、現像剤Ｇ中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像ローラ５１上に形成された磁力によりキャリアとともに現像ローラ５１上に担持される。
【００４７】
現像ローラ５１上に担持された現像剤Ｇは、図２中の矢印方向に搬送されて、ドクターブレード５２の位置に達する。そして、現像ローラ５１上の現像剤Ｇは、この位置で適量に規制された後に、感光体ドラム１との対向位置（現像領域である）まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界によって、感光体ドラム１上に形成された潜像にトナーが吸着される。その後、現像ローラ５１上に残った現像剤Ｇはスリーブの回転にともない、ケース５０との対向面、壁部５８との対向面を順次通過する。さらに、現像ローラ５１上の現像剤Ｇは現像剤収容部５３の上方に達して、この位置で現像ローラ５１から離脱される。
【００４８】
ここで、上述した一連の現像部５の動作において、現像部５には図２及び図５の破線矢印で示す気体の流路が形成される。
すなわち、現像ローラ５１とケース５０との間から流入した気体は、現像ローラ５１の回転にともないケース５０との対向面と壁部５８との対向面とを通過して、壁部５８の先端部に至る。そして、装置内に流入した気体は、壁部５８の先端部を回り込んで、フィルタ６１が設置された開口部５０ａから装置外に排出される。ここで、壁部５８の先端部が現像剤Ｇに埋没しない位置に設置されているので、装置内に流入した気体は現像剤収容部５３内の現像剤Ｇに遮断されることなく、開口部５０ａまでの流路が確保される。また、壁部５８は現像ローラ表面とフィルタ６１に通じる空気流路の間に庇のようにかかることで、ローラ上のキャリアが直接フィルタ６１に飛散するのを防止している。さらに、壁部５８の庇の先端が、反撥磁界が発生している同極のＰ３極とＰ４極の間あたりにあることで、剤離れ作用を生じせしめるあたりまで流路空間が狭く構成され、現像剤の剤離れを促進させることも可能である。
【００４９】
以上説明したように、本実施例では、現像部５内において、図２及び図５の破線矢印で示す気体の流路が安定的に形成される。すなわち、現像ローラ５１とその上方に設置されたケース５０との間から気体を流入して、その流入した気体を現像剤収容部５３に収容した現像剤Ｇに遮られることなく開口部５０ａに導きフィルタ６１を介して装置外に排出している。これによって、現像部５内に浮遊するトナーを、現像部５内の気体とともに現像部５内に強制的に形成した気流に乗せて開口部５０ａに搬送して、フィルタ６１で確実に捕集することができる。このようにして、現像部５における装置外へのトナー飛散が抑止される。
【００５０】
しかしながら、現像装置外部に強い気流が存在する場合には上記とは状況が異なる。例えば本実施例の画像形成装置では、中間転写ベルト８に沿って複数配列された作像部のうち中間転写ベルト８の進行方向の最上流に位置するイエローの作像部６Ｙの付近の画像形成装置本体１００壁部の前後２箇所にファン７０（７０ａ，７０ｂ）が設けられている。
このファン７０（７０ａ，７０ｂ）は主に露光部４０を冷却するためのものであるが、作像部６Ｙ〜６Ｋを冷却する役目も担っている。
ファン７０（７０ａ，７０ｂ）から発生する気流の大部分は露光部４０の上部を図１中の右方向に流れていくが、一部は後方端部を回り込み、結果として図７に示すように現像装置上部を前方向に流れる気流が形成されている。
【００５１】
この気流はファン７０（７０ａ，７０ｂ）に最も近い作像部６Ｙの周囲で強く流れており、この流れに伴う圧力勾配のため、他の作像部６Ｍ，６Ｃ，６Ｋに比べると、フィルタ通過前後の圧力勾配が大きくなっている。
このため、作像部６Ｍ，６Ｃ，６Ｋで飛散防止に最適なフィルタ６１を作像部６Ｙに用いると、作像部６Ｙからはフィルタ内をトナーが一部通過して現像装置外に飛散してしまう。
従って、作像部６Ｙの現像装置５Ｙには、他の作像部の現像装置よりも通気抵抗（圧力損失）が比較的高く、粒子捕集効率の高いフィルタを設置することが望まれる。
【００５２】
そこで、本実施例の画像形成装置では、中間転写ベルト８に沿って複数配列された作像部のうち中間転写ベルト８の進行方向の最上流に位置し、ファン７０（７０ａ，７０ｂ）に最も近いイエロー作像部６Ｙの現像装置５Ｙに限り、他の作像部の現像装置に使用している通常の不織布フィルタではなく、図９に示すように、帯電フィルタ６２を現像装置５のケース５０上部の開口部に設けたものである。
【００５３】
この帯電フィルタ６２は、構成する繊維の一本一本の表面が、それぞれ正負に永久分極しているため、トナーのような微粒子を静電気力によって引き付けて捕集することが出来るので、通常の不織布フィルタに比べて、トナーの捕集効率が非常に高い。
また、他のフィルタで同等の効率を得ようとすると、圧力損失が大きすぎてしまい、圧抜き効果が得られなくなってしまうものがほとんどであるが、帯電フィルタ６２を用いることによって、ほぼ適切な圧力損失で、かつトナー飛散を確実に防止できることがわかった。
【００５４】
帯電フィルタ６２の厚さとしては、本実施例では、押しつぶしの無い状態で厚さが１〜２．５ｍｍのものを使用している。また、内部気圧と目付量のバランスで性能が維持できるなら、２．５ｍｍ以上の厚さとすることもできる。
帯電フィルタ６２の現像装置５への取り付けも、本実施例では特に上方から押さえる押さえ部材で押圧することなく、ケース５０上部の空気流路の範囲外に帯電フィルタ６２を両面テープ等で貼り付けているが、厚さと同様に上記のバランスが維持できるなら、上方から押さえ部材で押さえるようにすることも問題はない。また、押さえ部材は空気流路以外を押さえることで毛羽立ち部を極小化できるという効果もある。
【００５５】
帯電フィルタ６２を構成する材料の特性としては、電荷を保持させてクーロン力により飛散トナーを捕集する狙いから、帯電しやすい無極性高分子材料であるポリプロピレンが挙げられるが、この他にポリエステル、ポリアミド、ガラス繊維を用いることができる。本実施例では、トナー捕集性にやはり効果があるポリオレフィン系合成繊維（例えば東洋紡績株式会社製の型番ＥＦＮＡ６０）を用いた。この繊維の径は１５〜８０μｍ程度が良好であり、本実施例ではその中心値周辺である２０〜４０μｍのものを用いた。
【００５６】
図８は帯電フィルタの目付量（密度）と圧力損失および８μｍ粒子を用いた捕集効率との関係を示したグラフである。
帯電フィルタの目付量と共に、圧力損失および捕集効率ともに上昇するが、目付量（密度）が０．０３ｇ／ｃｍ３以下では経時でトナーが通過してしまい、０．２ｇ／ｃｍ３以上では圧抜きが不十分となり、現像ローラ側の開口部端部からのトナー飛散が発生してしまった。したがって、フィルタの目付量は密度に換算して０．０３ｇ／ｃｍ３以上０．２ｇ／ｃｍ３以下が適正範囲となる。本実施例の現像装置５Ｙに用いた帯電フィルタ６２は厚さが約１ｍｍであったため、一般的に用いられる単位ｇ／ｍ３とすると３０〜２００ｇ／ｃｍ３となる。本実施例では６０ｇ／ｍ３のものを採用した。
なお、本実施例では帯電フィルタ６２を、開口部５０ａの上に重ねて設置したが、それは以下の理由による。
【００５７】
１．現像装置上部には中間転写ベルト８が接近しており、最上流の作像部６Ｙ以外の作像部６Ｍ，６Ｃ，６Ｋでは約３ｍｍ程度のスペースしかないが、作像部６Ｙの上部に限っては、図９に示すように中間転写ベルト８が勾配を持って接近するエリアであるため、再近接位置でも５ｍｍ以上のスペースがある。このため帯電フィルタ６２を開口部５０ａの上に重ねて設置しても問題ない。
２．帯電フィルタ６２は薄手のものしかないため、図２のようにフィルタ６１のスペースに帯電フィルタを収納するには余剰スペースを埋める部品が必要になりコストがかかる。組立性も悪い。
【００５８】
上記のように、本実施例では、本体気流の影響が最も強い作像部６Ｙの現像装置５Ｙに限り、圧抜きフィルタとして帯電フィルタ６２を用いることによって、作像部６Ｙ周辺の独特の圧力勾配によるトナー飛散を防止することが可能となっている。
【００５９】
［実施例２］
以上の実施例１では、中間転写ベルトを用いた中間転写方式の画像形成装置を例に上げて説明したが、本発明は中間転写方式の画像形成装置に限らず、像担持体から記録媒体に直接転写する方式の画像形成装置においても同様に実施することができる。
図１０はその一例を示すカラープリンタの概略構成図であり、同図に示すように、記録媒体（転写紙等の被転写材）Ｐを担持搬送する転写ベルト８０に対向するように、該転写ベルト８０の進行方向に沿って各色（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））に対応した作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが並設されている。この４つの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋは、作像プロセスに用いられる現像剤のトナーの色が異なる以外はほぼ同一の構造であり、図２または図９に示す作像部と同様の構成である。
【００６０】
すなわち、図２（または図９）を例に上げて説明すると、作像部６は、像担持体としての感光体ドラム１と、感光体ドラム１の周囲に配設された帯電部４、現像部５（現像装置）、クリーニング部２、等で構成されている。そして、感光体ドラム１上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程）が行われて、感光体ドラム１上に所望のトナー像が形成されることになる。また、作像プロセスに引き続いて転写ベルト８０上の被転写材Ｐへの転写工程と、転写後のクリーニング工程が行われる。
【００６１】
各作像部６を構成する、感光体ドラム１、帯電部４、現像部５、クリーニング部２は、それぞれ、画像形成装置本体２００に対して着脱自在に設置できるように構成されている。そして、それぞれが、寿命に達したときに、新品のものに交換される。なお、本実施例２では、作像部６を構成する、感光体ドラム１、帯電部４、現像部５、クリーニング部２を、それぞれ、単独のユニットとしたが、これらを一体化して、装置本体２００に着脱自在に設置されるプロセスカートリッジとすることもできる。そして、その場合は、作像部６のメンテナンスを行う際の作業性が向上する。
【００６２】
図２（または図９）、図１０を参照して動作を説明すると、感光体ドラム１は、不図示の駆動部によって図２中の矢印で示す時計回り方向に回転駆動される。そして、帯電部４の位置で、感光体ドラム１の表面が一様に帯電される（帯電工程である）。
その後、感光体ドラム１の表面は、図１に示す露光部（例えばレーザ走査方式の光書込装置）４０から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像が形成される。
その後、感光体ドラム１の表面は、現像装置としての現像部５との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像剤のトナーで現像されて可視像化され、所望のトナー像が形成される（現像工程である）。
【００６３】
一方、装置本体２００の下方に配設された給紙部２６には記録媒体である転写紙等の被転写材Ｐが複数枚重ねて収納されており、ここから被転写材Ｐが給紙ローラ２７でレジストローラ２８に給紙され、上記の作像プロセスにタイミングを合わせて転写ベルト８０に搬送される。
上記の作像プロセスは、４つの作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋで、それぞれ行われる。すなわち、作像部の下方に配設された露光部４０から、画像情報に基いたレーザ光Ｌが、各作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの感光体ドラム上に向けて照射される。その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成したＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色のトナー像は、転写ベルト８０で担持搬送される被転写材Ｐ上に重ね合わせて転写される。このようにして被転写材Ｐ上にカラー画像が形成される。
【００６４】
より詳しく述べると、４つの転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、それぞれ、転写ベルト８０とともに被転写材Ｐを感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んで転写ニップを形成している。そして、転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋに、トナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。そして、転写ベルト８０に担持された被転写材Ｐは、図中の矢印方向に走行して、各転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋの転写ニップを順次通過する。このようにして感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の各色のトナー像が、被転写材Ｐ上に重ねて転写される。
【００６５】
その後、各色の画像が重ね合わせて転写された被転写材Ｐは、定着部２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ローラ及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が被転写材Ｐ上に定着される。その後、被転写材Ｐは装置外へと排出され、出力画像として、排紙部（スタック部）３０上に順次スタックされる。このようにして、画像形成装置における一連の画像形成プロセスが完了する。
【００６６】
なお、図１０に示す画像形成装置の各色の作像部６Ｙ〜６Ｋの構成は図２または図９と同様であり、現像装置の構成も実施例１で説明した通りであるのでここでは詳細な説明は省略する。
【００６７】
さて、本実施例の画像形成装置においても、現像部５内において、図２及び図５の破線矢印で示す気体の流路が安定的に形成されている。すなわち、現像ローラ５１とその上方に設置されたケース５０との間から気体を流入して、その流入した気体を現像剤収容部５３に収容した現像剤Ｇに遮られることなく開口部５０ａに導きフィルタ６１を介して装置外に排出している。これによって、現像部５内に浮遊するトナーを、現像部５内の気体とともに現像部５内に強制的に形成した気流に乗せて開口部５０ａに搬送して、フィルタ６１で確実に捕集することができる。このようにして、現像部５における装置外へのトナー飛散が抑止される。
【００６８】
しかしながら、現像装置外部に強い気流が存在する場合には上記とは状況が異なる。例えば図１０に示す画像形成装置では、転写ベルト８０に沿って複数配列された作像部のうち転写ベルト８０の進行方向の最下流に位置するブラックの作像部６Ｋの付近の画像形成装置本体２００壁部の前後２箇所にファン７０が設けられている。このファン７０は主に露光部４０を冷却するためのものであるが、作像部６Ｋ〜６Ｙを冷却する役目も担っている。ファン７０から発生する気流の大部分は露光部４０の上部を図１０中の右方向に流れていくが、一部は後方端部を回り込み、結果として図７と同様の現像装置上部を前方向に流れる気流が形成されている。
【００６９】
この気流はファン７０に最も近い作像部６Ｋの周囲で強く流れており、この流れに伴う圧力勾配のため、他の作像部６Ｍ，６Ｃ，６Ｙに比べると、フィルタ通過前後の圧力勾配が大きくなっている。
このため、作像部６Ｍ，６Ｃ，６Ｙで飛散防止に最適なフィルタ６１を作像部６Ｋに用いると、作像部６Ｋからはフィルタ内をトナーが一部通過して現像装置外に飛散してしまう。
従って、作像部６Ｋの現像装置５Ｋには、他の作像部の現像装置よりも通気抵抗（圧力損失）が比較的高く、粒子捕集効率の高いフィルタを設置することが望まれる。
【００７０】
そこで、本実施例の画像形成装置では、転写ベルト８０に沿って複数配列された作像部のうち転写ベルト８０の進行方向の最下流に位置し、ファン７０に最も近いブラック作像部６Ｋの現像装置５Ｋに、他の作像部の現像装置に使用している通常の不織布フィルタではなく、図９に示すように、帯電フィルタ６２を現像装置５のケース５０上部の開口部に設けたものである。なお、帯電フィルタ６２の構成や効果等は実施例１で説明したとおりである。
【００７１】
以上のように、本実施例では、ファン７０による本体気流の影響が最も強い作像部６Ｋの現像装置５Ｋに、圧抜きフィルタとして帯電フィルタ６２を用いることによって、作像部６Ｋ周辺の独特の圧力勾配によるトナー飛散を防止することが可能となっている。
【００７２】
以上、本発明の実施例１、実施例２を説明したが、実施例１，２の画像形成装置で用いられるような４連の作像部６Ｙ〜６Ｋは、一体化してプロセスカートリッジ化することが可能であり、４連の作像部６Ｙ〜６Ｋを一体に備えたプロセスカートリッジを用いることにより、メンテンス等の作業性をさらに向上することができる。また、このような４連の作像部６Ｙ〜６Ｋを備えたプロセスカートリッジは、図１に示すような中間転写方式の画像形成装置と、図１０に示すような直接転写方式の画像形成装置で、共通に使用することが可能である。ただし、この場合は、画像形成装置によってファン７０の取り付け位置が異なるので、ファンに近い側の作像部が逆になることもある。そこで、このような場合に対応するためには、４連の作像部６Ｙ〜６Ｋのうち、両端に位置する作像部６Ｙ，６Ｋの現像装置５Ｙ，５Ｋに、圧抜きフィルタとして帯電フィルタ６２を用いるとよく、これにより確実にトナー飛散を防止することが可能となる。
【００７３】
［実施例３］
次に実施例１、実施例２で説明したような画像形成装置に使用されるトナーについて説明する。
本発明の画像形成装置に好適に用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーである。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。
【００７４】
（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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
（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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
（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。
【００９６】
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。
【００９７】
（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。
【００９８】
（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。
【００９９】
（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、５×１０−３〜２μｍ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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
（トナーの製造方法）
１）着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。
有機溶媒は、沸点が１００℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは２種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー１００重量部に対し、通常０〜３００重量部、好ましくは０〜１００重量部、さらに好ましくは２５〜７０重量部である。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
上記のように、粒径分布がシャープで帯電特性等の均質なトナーを用いれば、粒子のバラツキが少ないことにより現像容器内での帯電不均一性が解消される。従って、気流の有無にかかわらずトナー飛散しやすいトナーの数が減少するので、従来のトナーに比べてトナー飛散量を低減させることが出来る。
このようにトナーの改良によりそもそも飛散しやすいトナーの発生を低減させ、なお飛散するトナーに対しては、前述のようなフィルタを用いた排気機構による気流制御により飛散を防止する。
こうして従来に比して非常にトナー飛散の発生しにくい現像装置を得ることができるとともに、飛散したトナーによる画像の汚れや機内の汚れを防止することが出来るので、良好な画像が得られ、メンテナンス性に優れた画像形成装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の一実施例を示す画像形成装置の概略構成図である。
【図２】図１に示す画像形成装置の作像部の構成例を示す拡大断面図である。
【図３】現像装置の奥側部分を示す斜視図である。
【図４】図３の現像装置の上側のケースの一部を外した状態を示す斜視図である。
【図５】現像ローラ近傍の構成と磁極配置を示す図である。
【図６】現像装置の外観と、分解した状態を示す斜視図である。
【図７】図１に示す画像形成装置の要部を拡大して示す斜視図である。
【図８】帯電フィルタの目付量（密度）と圧力損失および８μｍ粒子を用いた捕集効率との関係を示したグラフである。
【図９】図１に示す画像形成装置のファンに近い側に配置される作像部の構成例を示す拡大断面図である。
【図１０】本発明の別の実施例を示す画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１：感光体ドラム（像担持体）
２：クリーニング部
４：帯電部
５：現像部（現像装置）
６：作像部
８：中間転写ベルト（中間転写体（転写像担持体））
９：転写バイアスローラ
１０：中間転写ユニット
２０：定着部
２６：給紙部
２７：給紙ローラ
２８：レジストローラ
３０：排紙部
４０：露光部
５０：ケース
５０ａ：圧抜き用の開口部
５１：現像ローラ（現像剤担持体）
５２：ドクターブレード
５３．５４：現像剤収容部
５５，５６：搬送スクリュ
５７：トナー濃度センサ
５８：壁部
６１：フィルタ
６２：帯電フィルタ
７０（７０ａ，７０ｂ）：ファン
８０：転写ベルト
Ｐ：被転写材（記録媒体（転写像担持体））
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンを備えた画像形成装置に搭載され、像担持体上に形成された潜像を現像して可視像化する現像装置において、
前記現像剤を担持するとともに前記像担持体に対向する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の一部を覆うとともに前記現像剤を収容するケースと、
該ケースに設けられた内圧を低減させるための圧抜き用の開口部と、
該開口部に設けられたフィルタを有し、
前記フィルタは帯電フィルタであり、該フィルタは、前記像担持体から転写された未定着画像を担持する転写像担持体の転写面に対向した位置に設けられたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１記載の現像装置において、
前記フィルタの目付量は、密度に換算して０．０３ｇ／ｃｍ３以上、０．２ｇ／ｃｍ３以下であることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の現像装置において、
前記フィルタと前記転写面との距離は５ｍｍ以上であることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
像担持体と、該像担持体に形成された静電潜像を現像して可視像化する現像装置と、前記像担持体上に形成された可視像を転写像担持体に転写する転写手段を備えた画像形成装置において、
前記現像装置として、請求項１〜３のいずれか一つに記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４記載の画像形成装置において、
前記像担持体と前記現像装置を前記転写像担持体に対向して該転写像担持体の進行方向に複数配列し、その複数配列された現像装置のうち前記転写像担持体の進行方向の両端に位置する現像装置のいずれか一方または両方に前記フィルタを搭載したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５記載の画像形成装置において、
前記複数配列された現像装置のうち、画像形成装置本体に設けたファンに最も近い側の現像装置に前記フィルタを搭載したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記転写像担持体は、中間転写体、あるいは前記転写手段で搬送される記録媒体であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジであって、
像担持体と請求項１〜３のいずれか一つに記載の現像装置を一体に備えことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項９】
請求項４〜７のいずれか一つに記載の画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジであって、
前記像担持体と前記現像装置を一体に備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１０】
像担持体に形成された静電潜像を現像装置で現像して可視像化し、前記像担持体上に形成された可視像を転写像担持体に転写する画像形成部を備えた画像形成装置において、
前記画像形成部に請求項８または９記載のプロセスカートリッジを着脱自在に備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項４〜７、１０のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記現像装置で用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項４〜７、１０のいずれか一つに記載の画像形成装置に使用され、電子写真プロセスの現像工程に供されるトナーであって、
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、離型剤と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ことを特徴とするトナー。
【請求項１】
ファンを備えた画像形成装置に搭載され、像担持体上に形成された潜像を現像して可視像化する現像装置において、
前記現像剤を担持するとともに前記像担持体に対向する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体の一部を覆うとともに前記現像剤を収容するケースと、
該ケースに設けられた内圧を低減させるための圧抜き用の開口部と、
該開口部に設けられたフィルタを有し、
前記フィルタは帯電フィルタであり、該フィルタは、前記像担持体から転写された未定着画像を担持する転写像担持体の転写面に対向した位置に設けられたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１記載の現像装置において、
前記フィルタの目付量は、密度に換算して０．０３ｇ／ｃｍ３以上、０．２ｇ／ｃｍ３以下であることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の現像装置において、
前記フィルタと前記転写面との距離は５ｍｍ以上であることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
像担持体と、該像担持体に形成された静電潜像を現像して可視像化する現像装置と、前記像担持体上に形成された可視像を転写像担持体に転写する転写手段を備えた画像形成装置において、
前記現像装置として、請求項１〜３のいずれか一つに記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４記載の画像形成装置において、
前記像担持体と前記現像装置を前記転写像担持体に対向して該転写像担持体の進行方向に複数配列し、その複数配列された現像装置のうち前記転写像担持体の進行方向の両端に位置する現像装置のいずれか一方または両方に前記フィルタを搭載したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５記載の画像形成装置において、
前記複数配列された現像装置のうち、画像形成装置本体に設けたファンに最も近い側の現像装置に前記フィルタを搭載したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記転写像担持体は、中間転写体、あるいは前記転写手段で搬送される記録媒体であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジであって、
像担持体と請求項１〜３のいずれか一つに記載の現像装置を一体に備えことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項９】
請求項４〜７のいずれか一つに記載の画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジであって、
前記像担持体と前記現像装置を一体に備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１０】
像担持体に形成された静電潜像を現像装置で現像して可視像化し、前記像担持体上に形成された可視像を転写像担持体に転写する画像形成部を備えた画像形成装置において、
前記画像形成部に請求項８または９記載のプロセスカートリッジを着脱自在に備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項４〜７、１０のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
前記現像装置で用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項４〜７、１０のいずれか一つに記載の画像形成装置に使用され、電子写真プロセスの現像工程に供されるトナーであって、
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、離型剤と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ことを特徴とするトナー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−１４０２８８（Ｐ２００７−１４０２８８Ａ）
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３３６１２２（Ｐ２００５−３３６１２２）
【出願日】平成１７年１１月２１日（２００５．１１．２１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月２１日（２００５．１１．２１）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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