特許 5993840 現像装置および画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5993840

(24)【登録日】2016年8月26日

(45)【発行日】2016年9月14日

(54)【発明の名称】現像装置および画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/08 20060101AFI20160901BHJP

【ＦＩ】

   G03G15/08 226

   G03G15/08 233

【請求項の数】3

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2013-260890(P2013-260890)

(22)【出願日】2013年12月18日

(65)【公開番号】特開2015-118206(P2015-118206A)

(43)【公開日】2015年6月25日

【審査請求日】2014年12月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005049

【氏名又は名称】シャープ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100075557

【弁理士】

【氏名又は名称】西教 圭一郎

(72)【発明者】

【氏名】森本 清文

(72)【発明者】

【氏名】大川 猛司

【審査官】 松本 泰典

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−００２９５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０６２６４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１２８１８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−００２３３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０２２２８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０３５３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０９８７３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１７７６０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１９１６４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１５５１０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０７７５３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２０２１５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３３８２５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０３４５７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ １５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転自在に軸支される円筒状のスリーブと、該スリーブ内に固定配置された複数の磁極を備えるマグネットローラとを有し、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤を前記スリーブの表面に担持して、静電潜像が形成された感光体に臨む現像領域へ搬送する現像ローラと、
前記現像領域よりも前記スリーブの回転方向上流側で２成分現像剤を前記スリーブの表面に供給する供給ローラと、
前記スリーブの表面に担持される２成分現像剤の層厚を規制する層厚規制部材であって、前記スリーブの回転軸線と平行に、かつ前記スリーブの軸線方向の長さと同じ長さにわたって延びる帯状部材からなり、幅方向一方端部が、前記スリーブの表面と間隔を空けて対向するように配設され、長さ方向両端部に、前記幅方向一方端側に開放する矩形状の切欠きが設けられた層厚規制部材と、を備え、
前記切欠きは、前記感光体の、静電潜像が形成されない像非形成部分に対向する前記スリーブの表面部分に対応する位置に設けられ、
前記スリーブの前記表面部分と間隔を空けて対向するように配設される、磁性材料からなる磁性シール部材であって、前記像担持体を臨む開口部を挟んで前記層厚規制部材とは反対側に設けられる磁性シール部材をさらに備えることを特徴とする現像装置。

【請求項2】

前記スリーブの表面と前記層厚規制部材の前記幅方向一方端部との間隔をＡ（ｍｍ）とし、前記切り欠きの幅方向長さをＢ（ｍｍ）とし、前記スリーブの表面と前記磁性シール部材との間隔をＣ（ｍｍ）としたとき、（Ａ＋Ｂ）／Ａ≦１．４であり、Ｃ／（Ａ＋Ｂ）≧０．７であることを特徴とする請求項１記載の現像装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いて感光体に形成された静電潜像を現像する現像装置および画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電子写真法によって画像を形成する電子写真方式の画像形成装置は、静電式複写機またはレーザビームプリンタなどとして使用されている。電子写真方式の画像形成装置には、感光体などの像担持体に形成される静電潜像を現像するための現像装置が設けられる。現像方式としては、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤（以後、単に現像剤とも称する）を用いて現像を行なう２成分現像方式が知られている。

【0003】

２成分現像方式では、キャリアとトナーとが撹拌されて互いに摩擦帯電することによってキャリアの表面にトナーが担持される。磁石を内包するスリーブの表面には、トナーを担持したキャリアが、穂と呼ばれる突起形状に形成され、複数の穂が集まって磁気ブラシを形成する。磁気ブラシの穂に含まれるトナーがスリーブ上から感光体上の静電潜像へ移動することで、静電潜像が現像される。

【0004】

静電潜像の現像は、現像装置に貯留された２成分現像剤に含まれるトナーを上記のように感光体へと移動させる必要があるため、トナーが飛散してしまい、装置内部が汚れたり、潜像が形成されていない部分にもトナーが付着してかぶりが発生する。

【0005】

このような現像装置におけるトナーの飛散を防止するために、特許文献１記載の現像装置では、磁性規制ブレードを、画像域に対応する長手方向中央部の間隙よりも、両端部における間隙が狭くなるような形状としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平８−２０２１５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

現像装置からのトナー飛散を防止する方法として、現像ローラの両端部に対向する位置に磁性部材を設け、現像ローラと磁性部材との間に現像剤の磁気ブラシを形成させ、この磁気ブラシによってシールを行う方法がある。

【0008】

一方、画像形成装置においては、形成される画像の高画質化が要求されており、そのためには、現像装置の現像ローラ表面に担持する現像剤層の量をより少なくする薄層現像を行う必要がある。

【0009】

薄層現像の場合は、現像ローラ表面の現像剤量が少ないために、上記のようにシールのための磁気ブラシを形成しても、十分なシール性能を実現することができない。また、薄層現像では、規制ブレードと現像ローラ表面との間隙が小さいために、特許文献１記載の現像装置のように、両端部における間隙を中央部の間隙よりも狭くすることができない。

【0010】

本発明の目的は、十分なシール性能を発揮してトナーの飛散を防止することができる現像装置および画像形成装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明は、回転自在に軸支される円筒状のスリーブと、該スリーブ内に固定配置された複数の磁極を備えるマグネットローラとを有し、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤を前記スリーブの表面に担持して、静電潜像が形成された感光体に臨む現像領域へ搬送する現像ローラと、
前記現像領域よりも前記スリーブの回転方向上流側で２成分現像剤を前記スリーブの表面に供給する供給ローラと、
前記スリーブの表面に担持される２成分現像剤の層厚を規制する層厚規制部材であって、前記スリーブの回転軸線と平行に、かつ前記スリーブの軸線方向の長さと同じ長さにわたって延びる帯状部材からなり、幅方向一方端部が、前記スリーブの表面と間隔を空けて対向するように配設され、長さ方向両端部に、前記幅方向一方端側に開放する矩形状の切欠きが設けられた層厚規制部材と、を備え、
前記切欠きは、前記感光体の、静電潜像が形成されない像非形成部分に対向する前記スリーブの表面部分に対応する位置に設けられ、
前記スリーブの前記表面部分と間隔を空けて対向するように配設される、磁性材料からなる磁性シール部材であって、前記像担持体を臨む開口部磁性シール部材を挟んで前記層厚規制部材とは反対側に設けられる磁性シール部材をさらに備えることを特徴とする現像装置である。

【0014】

前記スリーブの表面と前記層厚規制部材の前記幅方向一方端部との間隔をＡ（ｍｍ）とし、前記切り欠きの幅方向長さをＢ（ｍｍ）とし、前記スリーブの表面と前記磁性シール部材との間隔をＣ（ｍｍ）としたとき、（Ａ＋Ｂ）／Ａ≦１．４であり、Ｃ／（Ａ＋Ｂ）≧０．７であることを特徴とする。
また本発明は、上記の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、現像ローラのスリーブの表面に担持される２成分現像剤の層厚を規制する層厚規制部材が、幅方向一方端部が前記スリーブの表面と所定の間隔を空けて対向するように配設され、長さ方向両端部に、幅方向一方端側に開放する矩形状の切欠きが設けられている。

【0016】

層厚規制部材の長さ方向両端部に切欠きを設けることで、スリーブの両端部で局所的に現像剤の搬送量が多くなるので、形成される磁気ブラシの穂の密度が高くなり、十分なシール性能を発揮してトナーの飛散を防止することができる。

【0017】

また、前記切欠きは、前記感光体の像非形成部分に対向する前記スリーブの表面部分に対応する位置に設けられる。現像剤の搬送量が多くなる部分は、形成される画像に影響を与えないような位置であるので、濃度むらが生じることを防止することができる。

【0018】

また、前記スリーブの前記表面部分と所定の間隔を空けて対向するように配設される、磁性材料からなる磁性シール部材をさらに備える。これにより、磁性シール部材とスリーブとの間に穂の密度が高い磁気ブラシが形成されるので、シール性能をさらに高くすることができる。

【0019】

また本発明によれば、前記スリーブの表面と前記層厚規制部材の前記幅方向一方端部との間隔をＡ（ｍｍ）とし、前記切り欠きの幅方向長さをＢ（ｍｍ）とし、前記スリーブの表面と前記磁性シール部材との間隔をＣ（ｍｍ）としたとき、（Ａ＋Ｂ）／Ａ≦１．４であり、Ｃ／（Ａ＋Ｂ）≧０．７である。

【0020】

（Ａ＋Ｂ）／Ａ≦１．４とすることで、形成される画像においてかぶりの発生を防止し、Ｃ／（Ａ＋Ｂ）≧０．７とすることで、磁性シール部材付近における現像剤溜まりの発生を防止することができる。

【0021】

また本発明によれば、上記の現像装置を備えることにより、薄層現像により高画質な画像形成を行う画像形成装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施の一形態である現像装置１の構成を簡略化して示す断面図である。

【図2】現像ローラ１３と層厚規制部材１４および磁性シール部材２０との位置関係を示す模式図である。

【図3】図１に示す現像装置１を備える画像形成装置２の構成を簡略化して示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

図１は、本発明の実施の一形態である現像装置１の構成を簡略化して示す断面図である。図２は、現像ローラ１３と層厚規制部材１４および磁性シール部材２０との位置関係を示す模式図である。図３は、図１に示す現像装置１を備える画像形成装置２の構成を簡略化して示す断面図である。

【0024】

現像装置１は、たとえば図３に示す画像形成装置２に搭載され、像担持体である電子写真感光体（以後、単に「感光体」とも称する）３に形成される静電潜像を現像してトナー像を形成することに用いられる。現像装置１は、たとえば図３に示す像担持体である感光体３を臨んで開口する開口部１１を有し、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤（以後、単に「現像剤」とも称する）が収容される現像剤収容容器１２と、現像剤収容容器１２内に現像剤収容容器１２の開口部１１の開口を介して感光体３に対向するように設けられ、感光体３に２成分現像剤中のトナーを供給する現像剤供給手段である現像ローラ１３と、現像ローラ１３に対向するように設けられる層厚規制部材１４と、現像後に現像ローラ１３表面に残留する現像剤を回収し、トナーホッパ２９から補給されるトナーと混合撹拌して搬送する第１撹拌搬送部材１５と、現像剤収容容器１２内に回転可能に設けられ、現像剤収容容器１２内の２成分現像剤を撹拌するとともに搬送し、現像ローラ１３に供給する第２撹拌搬送部材１６と、を含んで構成される。本実施形態において、現像剤は、非磁性のトナーと磁性を有するキャリアとによって構成される。

【0025】

現像ローラ１３は、感光体３に対向して軸線まわりに回転可能に軸支され、２成分現像剤を担持する現像スリーブ１７と、現像スリーブ１７に内包されるように固定して設けられ、複数の磁極によって磁界を発生させるマグネットローラ１８とを含む。本実施形態において現像スリーブ１７は、図示しない駆動手段によって図１の紙面に向かって時計まわりに回転駆動される。現像スリーブ１７には、感光体３との間に電位差が生じるように、図示しない電源から電位が与えられる。

【0026】

現像スリーブ１７は本実施形態では中空の円筒形状である。現像スリーブ１７の外径寸法はたとえば２５ｍｍである。現像スリーブ１７は、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼などの非磁性材料によって形成される。アルミニウム合金としては、たとえばアルミニウム（Ａｌ）−マンガン（Ｍｎ）系合金などが挙げられる。

【0027】

マグネットローラ１８は、具体的には現像スリーブ１７の半径方向内方に設けられ、第略円柱状の部材であり、現像スリーブ１７の回転軸線と同軸に軸支される。マグネットローラ１８は、現像スリーブ１７のように回転可能ではなく、固定されている。

【0028】

現像ローラ１３は、マグネットローラ１８の磁力によってキャリアを磁気的に吸着し、現像スリーブ１７の外周面部である半径方向外方側の表面部にキャリアとトナーとからなる磁気ブラシと呼ばれる現像剤の穂を形成する。磁気ブラシは、マグネットローラ１８によって形成される磁界に沿って形成される。現像ローラ１３は、現像スリーブ１７を回転させることによって、現像ローラ１３と感光体３との最近接対向部である現像領域２１に現像剤を搬送する。

【0029】

層厚規制部材１４は、現像剤収容容器１２の開口部１１付近に設けられ、現像スリーブ１７の表面に担持される２成分現像剤の層厚を規制し、現像スリーブ１７の回転軸線と平行に、かつ少なくとも現像スリーブ１７の軸線方向の長さと同じ長さにわたって延びる帯状部材からなる。層厚規制部材１４は、遊端部となる幅方向一方端部が、現像スリーブ１７の表面と所定の間隔を空けて対向するように配設され、この間隔によって現像スリーブ１７に担持される２成分現像剤の層厚を規制する。

【0030】

層厚規制部材１４は、非磁性材料または磁性材料で形成される。非磁性材料としては、たとえば、ＳＵＳ３０４などのオーステナイト系ステンレス鋼が用いられる。磁性材料としては、たとえば、ニッケル、ＳＵＳ４３０などのフェライト系ステンレス鋼、ＳＵＳ４１０Ｓなどのマルテンサイト系ステンレス鋼が用いられる。層厚規制部材１４を非磁性材料で形成することによって、磁化されることを防ぎ、層厚規制部材１４へのキャリアの付着を防止することができる。層厚規制部材１４を磁性材料で形成することによって、磁界によって形成された穂を穂切りして現像剤の層厚を規制するので、現像剤量が少ない薄層現像に好適であり、層厚規制時に現像剤にかかるストレスを低減して長寿命化できる。

【0031】

層厚規制部材１４には、長さ方向両端部にあって、幅方向一方端側に開放する矩形状の切欠き１４ａが設けられる。この切欠き１４ａが設けられた位置では、現像スリーブ１７の表面に担持される２成分現像剤の層厚が局所的に厚くなっている。２成分現像剤の層厚が厚い部分では、２成分現像剤の担持量が多くなり、磁気ブラシの穂形成密度が高くなる。

【0032】

現像スリーブ１７の表面に担持される２成分現像剤のトナーは、現像スリーブ１７が回転したり、層厚規制部材１４によって摺擦されることによって現像スリーブ１７表面から飛散してしまう。飛散したトナーが穂の間隙を通過しないように、現像スリーブ１７の軸線方向両端部において、磁気ブラシの穂形成密度を高くして磁気ブラシによるシールを可能としている。

【0033】

また、現像剤収容容器１２の開口部１１には、磁性シール部材２０が設けられる。磁性シール部材２０は、開口部１１を挟んで層厚規制部材１４とは、おおよそ反対側であって、現像スリーブ１７の軸線方向両端部に対応して設けられる。現像剤収容容器１２の開口部１１と、現像ローラ１３との間隙は、現像ローラ１３の上下それぞれに現れる。一方の間隙は、層厚規制部材１４の両端部を通過した現像剤による高密度の穂が形成された磁気ブラシによってシールされ、他方の間隙は、磁性シール部材２０と現像スリーブ１７との間に形成される高密度の穂が形成された磁気ブラシによってシールされる。

【0034】

磁性シール部材２０は、たとえば、ＳＵＳ４３０などのフェライト系ステンレス鋼や鉄、ニッケル、コバルトなどからなる単独または複合の強磁性金属、これらの強磁性金属を樹脂中に分散させた磁性樹脂などを用いることができる。

【0035】

上記のように層厚規制部材１４の切欠き１４ａおよび磁性シール部材２０によって、高密度の穂が形成されてシールされることになるが、高密度の穂が形成されることによって画像形成に影響を与えないようにすることが好ましい。感光体３の静電潜像が形成される部分の軸線方向両端部において、高密度の穂を形成すると、その部分が他の部分に比べて現像剤濃度が高くなり、感光体３の表面で現像されたトナー像においても、一部が高濃度となって、形成される画像に濃度むらが発生する。

【0036】

感光体３には、静電潜像が形成される像形成部分の軸線方向外側に、静電潜像が形成されない像非形成部分が設けられる。濃度むらを発生させないためには、切欠き１４ａおよび磁性シール部材２０は、感光体３の像非形成部分に対向する現像スリーブ１７の表面部分に対応する位置にそれぞれ設けることが好ましい。

【0037】

これにより、高密度に磁気ブラシの穂が形成される部分を、像非形成部分に対応する部分とすることで、局所的に現像剤濃度が高くなっても、形成される画像の画像濃度が高くなる部分は生じないので、濃度むらの発生を抑えることができる。

【0038】

層厚規制部材１４は、感光体３の像形成部分に対応する現像スリーブ１７の表面部分に担持される現像剤の搬送量が、２０ｍｇ／ｃｍ^２以上８０ｍｇ／ｃｍ^２以下に規制するように配置される。薄層現像のためのより好ましい搬送量は、２０ｍｇ／ｃｍ^２以上５５ｍｇ／ｃｍ^２以下である。

【0039】

現像剤の搬送量を８０ｍｇ／ｃｍ^２以下にすることによって、現像領域２１において像形成部分での磁気ブラシの充填密度が過大になることを防ぎ、現像領域２１における感光体３と磁気ブラシとの接触による動的摩擦力の増大を防止することができる。これによって、感光体３と磁気ブラシとを柔らかい（ソフトな）当たりで接触させることができるので、掃きむらの発生を防止することができる。

【0040】

また現像領域２１への現像剤の搬送量を２０ｍｇ／ｃｍ^２以上にすることによって、現像領域２１における像形成部分でも磁気ブラシの充填密度が過小になることを防ぐことができるので、感光体３と磁気ブラシとをより確実に接触させることができる。これによって、感光体３に対して磁気ブラシ中のトナーを供給することができる。

【0041】

また、図２に示すように、現像スリーブ１７の表面と層厚規制部材１４の幅方向一方端部との間隔をＡ（ｍｍ）とし、切欠き１４ａの幅方向長さをＢ（ｍｍ）とし、現像スリーブ１７の表面と磁性シール部材２０との間隔をＣ（ｍｍ）としたとき、（Ａ＋Ｂ）／Ａ≦１．４であり、Ｃ／（Ａ＋Ｂ）≧０．７であることが好ましい。

【0042】

間隔Ａ（ｍｍ）は、上記のような範囲に搬送量を制御するために、現像スリーブ１７の像形成部分に対応する表面に担持させる現像剤の層厚を決めるギャップであり、たとえば、０．５ｍｍ≦Ａ≦２．０ｍｍである。長さＢ（ｍｍ）は、切欠き１４ａによって層厚規制部材１４の一部が退避し、現像スリーブ１７表面とのギャップが広がった分の寸法であり、たとえば、０ｍｍ＜Ｂ≦１．０ｍｍである。（Ａ＋Ｂ）／Ａは、切欠き１４ａを設けることによって、層厚規制のためのギャップに対してシール部分におけるギャップがどの程度広いかを示す指標である。（Ａ＋Ｂ）／Ａ≦１．４とすることで、トナー漏れによる画像形成領域の端部におけるかぶりの発生を抑制できる。

【0043】

間隔Ｃ（ｍｍ）は、磁性シール部材２０と現像スリーブ１７とのギャップであり、０．５ｍｍ≦Ｃ≦２．０ｍｍである。Ｃ／（Ａ＋Ｂ）は、切欠き１４ａによって広がった層厚規制部材１４と現像スリーブ１７とのギャップと、磁性シール部材２０と現像スリーブ１７とのギャップと、の比率を示す。Ｃ／（Ａ＋Ｂ）≧０．７とすることにより磁性シール部材２０付近における現像剤溜まりの発生を抑制できる。

【0044】

第１撹拌搬送部材１５は、現像領域よりも現像スリーブ１７の回転方向下流側に配置され、マグネットローラ１８の剥離極によって現像スリーブ１７の表面から剥離された２成分現像剤を回収し、トナーホッパ２９から補給されるトナーと混合撹拌して搬送する。第１撹拌搬送部材１５は、現像スリーブ１７の回転軸線と平行な第１軸線に沿って延びる第１回転軸部と、この第１回転軸部に螺旋状に取り付けられた第１螺旋羽根部とを有し、第１回転軸部が第１軸線まわりに回転することで第１螺旋羽根部によって第１軸線に沿って２成分現像剤を一方方向に搬送する回収搬送部材である。

【0045】

第２撹拌搬送部材１６は、現像ローラ１３の鉛直下方に配置され、現像剤収容容器１２内の２成分現像剤を撹拌するとともに現像領域よりも現像スリーブ１７の回転方向上流側で２成分現像剤を現像スリーブ１７の表面に供給する現像剤供給部材である。第２撹拌搬送部材１６は、現像スリーブ１７の回転軸線と平行な軸線に沿って延びる第２回転軸部と、この第２回転軸部に螺旋状に取り付けられた第２螺旋羽根部とを有している。第２回転軸部が第２軸線まわりに回転することで第２螺旋羽根部によって第２軸線に沿って２成分現像剤を他方方向に搬送する。

【0046】

第１撹拌搬送部材１５と第２撹拌搬送部材１６との位置関係は、第１撹拌搬送部材１５が、第２撹拌搬送部材１６よりも現像スリーブ１７の回転方向上流側にあり、かつ第１撹拌搬送部材１５が第２撹拌搬送部材１６よりも上方にある、言い換えれば、第１撹拌搬送部材１５の第１回転軸部が、第２撹拌搬送部材１６の第２回転軸部よりも上方に配置される。

【0047】

第１撹拌搬送部材１５と第２撹拌搬送部材１６とは、たとえば、それぞれ搬送方向両端において搬送空間が連通し、２成分現像剤は、第１撹拌搬送部材１５と第２撹拌搬送部材１６との間で循環しながら搬送される。第１撹拌搬送部材１５は、現像後の２成分現像剤と新たに補給されたトナーとを搬送しながら撹拌し、十分に撹拌された２成分現像剤が、第２撹拌搬送部材１６によって搬送されて現像ローラ１３に供給される。したがって、第１撹拌搬送部材１５で搬送されている２成分現像剤が、第１撹拌搬送部材１５の端部まで搬送される前に第２撹拌搬送部材１６に混入してしまうことがないように、第１撹拌搬送部材１５と第２撹拌搬送部材１６との間に、第１撹拌搬送部材１５から第２撹拌搬送部材１６への２成分現像剤の移動を規制する移動規制部材である隔壁１２ａが設けられる。本実施形態では、隔壁１２ａは、現像剤収容容器１２の一部からなり、先端が現像スリーブ１７の表面に近接して第１撹拌搬送部材１５から第２撹拌搬送部材１６への移動を規制する。

【0048】

マグネットローラ１８は、たとえば、現像主極Ｎ１、汲上げ極Ｎ２、剥離極Ｎ３、搬送極Ｓ１および回収極Ｓ２の５つの磁極を有する。現像主極Ｎ１、汲上げ極Ｎ２および剥離極Ｎ３はＮ極の磁極であり、搬送極Ｓ１および回収極Ｓ２はＳ極の磁極である。５つの磁極は、現像スリーブ１７の回転方向下流側から上流側に向かって、現像主極Ｎ１、搬送極Ｓ１、汲上げ極Ｎ２、剥離極Ｎ３および回収極Ｓ２の順に配置される。現像主極Ｎ１は、感光体３を臨む位置に配置される。搬送極Ｓ１は、現像主極Ｎ１よりも現像スリーブ１７の回転方向上流側にあり、層厚規制部材１４を望む位置にある。汲み上げ極Ｎ２は、第１撹拌搬送部材１５を臨む位置に配置され、第１撹拌搬送部材１５によって搬送される２成分現像剤を磁力で汲み上げて第１撹拌搬送部材１５から現像スリーブ１７表面へ２成分現像剤を供給させる。

【0049】

回収極Ｓ２は、現像領域よりも現像スリーブ１７の回転方向下流側にあって、感光体３へのトナー供給後に現像スリーブ１７の表面に残留している２成分現像剤を、第２撹拌搬送部材１６を臨む剥離極Ｎ３の位置まで保持する。

【0050】

剥離極Ｎ３は、現像領域よりも現像スリーブ１７の回転方向下流側にあって、第２撹拌搬送部材１６を臨む位置に配置され、感光体３へのトナー供給後に現像スリーブ１７の表面に残留している２成分現像剤を磁力によって現像スリーブ１７の表面から剥離させる。

【0051】

本実施形態においてマグネットローラ１８の各磁極は、たとえば、現像スリーブ１７の周方向に現像主極Ｎ１から所定の回転角度を空けて配置される。具体的には、搬送極Ｓ１は、現像主極Ｎ１からの回転角度が２８６°になる位置に配置される。汲上げ極Ｎ２は、現像主極Ｎ１からの回転角度が２２０°になる位置に配置される。剥離極Ｎ３は、現像主極Ｎ１からの回転角度が１４０°になる位置に配置される。回収極Ｓ２は、現像主極Ｎ１からの回転角度が８０°になる位置に配置される。

【0052】

また、各磁極位置おける磁束密度の大きさ（法線方向成分の極大値）の一例は、現像主極Ｎ１の磁束密度の大きさは１１５ｍＴであり、汲み上げ極Ｎ２の磁束密度の大きさは６３ｍＴであり、剥離極Ｎ３の磁束密度の大きさは４２ｍＴである。搬送極Ｓ１の磁束密度の大きさは７３ｍＴであり、回収極Ｓ２の磁束密度の大きさは８３ｍＴである。

【0053】

また図３に示すように現像装置１には、現像剤収容容器１２にトナーを補給するためのトナーホッパ２９が設けられる。トナーホッパ２９は、現像剤収容容器１２と同様の中空の容器状部材であるホッパ本体を有する。ホッパ本体は、現像剤収容容器１２内にトナーを補給するためのホッパ側補給口が形成されるホッパ側補給口部を有する。現像剤収容容器１２には、容器側補給口が形成される容器側補給口部３２が設けられる。現像剤収容容器１２内の空間とトナーホッパ２９内の空間とは、容器側補給口およびホッパ側補給口を介して連通する。

【0054】

トナーホッパ２９は、ホッパ側補給口および容器側補給口を介してホッパ本体３０内のトナーを現像剤収容容器１２内に補給する。トナーホッパ２９は、図示しないトナー濃度センサによって検出される現像剤収容容器１２内のトナーの濃度が予め定められる基準値以下になると、トナーホッパ２９内のトナーを現像剤収容容器１２内に補給するように、図示しない制御部によって制御される。

【0055】

図１に示す現像装置１によれば、以下のようにして静電潜像が現像される。まず現像剤収容容器１２内の現像剤が、第１および第２撹拌搬送手段１５，１６によって撹拌されて帯電され、現像ローラ１３の汲上げ極Ｎ２を臨む位置まで搬送される。汲上げ極Ｎ２を臨む位置まで搬送された現像剤は、汲上げ極Ｎ２の磁力によって現像スリーブ１７に磁気的に吸着され、現像スリーブ１７の外周面部にキャリアとトナーとからなる磁気ブラシを形成する。

【0056】

磁気ブラシとして現像スリーブ１７に担持される現像剤は、現像スリーブ１７の回転に伴って現像スリーブ１７の回転方向下流側に搬送され、層厚規制部材１４に対向する位置で現像スリーブ１７の外周面部に担持される量が規制される。また現像剤は層厚規制部材１４によって摩擦帯電される。

【0057】

層厚規制部材１４に対向する位置を通過した現像剤は、現像スリーブ１７の回転に伴って、現像主極Ｎ１が形成される現像領域２１に搬送される。現像領域２１では、現像スリーブ１７と感光体３との電位差によって、現像スリーブ１７の外周面部に形成された磁気ブラシから、トナーのみが感光体３に供給される。これによって、感光体３に形成された静電潜像が現像され、感光体３表面に可視像であるトナー像が形成される。

【0058】

感光体３に転移せずに現像スリーブ１７に残留した現像剤は、現像領域２１を通過し、回収極Ｓ２の磁力によって現像剤収容容器１２内に搬送され、剥離極Ｎ３によって現像スリーブ１７から剥離され、釈放されて第１撹拌搬送部材１５に回収される。回収された現像剤は、トナーホッパ２９から補給されたトナーとともに第１撹拌搬送部材１５によって撹拌混合されながら搬送され、搬送方向端部で第２撹拌搬送部材１６へと移動する。第２撹拌搬送部材１６によって撹拌搬送される現像剤は、再び汲上げ極Ｎ２によって汲上げられ現像に供される。

【0059】

また現像スリーブ１７の外周面部である半径方向外方側の表面部は粗面化処理されているのが好ましい。粗面化処理によって現像スリーブ１７が現像剤を安定して保持することができる。これによって、現像剤を現像領域２１まで安定して搬送することができるので、現像領域２１に搬送される現像剤の量を層厚規制部材１４によって規制される量に維持し、現像剤の搬送量にばらつきが生じることを防ぐことができる。したがって、現像むらの発生を防ぐことができる。

【0060】

粗面化処理としては、たとえばサンドブラスト処理などの機械的処理などが挙げられる。現像スリーブ１７の外周面部の十点平均粗さＲｚは、特に制限されないけれども、本実施形態では５μｍ以上１２μｍ以下である。十点平均粗さＲｚとは、表面粗さ測定器サーフコーダＳＥ−３０Ｈ（商品名、株式会社小坂研究所製）を用い、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｂ０６０１−１９８２に準じて、測定基準長さを２．５ｍｍとし、評価長さを１０ｍｍとして測定した値のことである。現像スリーブ１７の外周面部の十点平均粗さＲｚを１２μｍ以下にすることによって、層厚規制部材１４による現像剤量の調整が容易になるので、現像剤の搬送量を所望の値にすることができる。また現像スリーブ１７の外周面部の十点平均粗さＲｚを５μｍ以上にすることによって、現像剤をより安定して現像領域２１に搬送することができる。

【0061】

次に２成分現像剤を構成するトナーとキャリアとについて説明する。本発明の現像装置１で用いられるトナーは、結着樹脂、着色剤、ワックスおよび電荷制御剤を含む。

【0062】

（結着樹脂）
結着樹脂は、重量平均分子量（Ｍｗ）が４０００以上１００００以下の第１ポリエステル樹脂（以下、「低分子量ポリエステル樹脂」と記載する）、および重量平均分子量（Ｍｗ）が５００００以上３０００００以下の第２ポリエステル樹脂（以下、「高分子量ポリエステル樹脂」と記載する）を含む。結着樹脂が低分子量ポリエステル樹脂を含むことによって、トナーの低温定着性を向上させることができる。また、結着樹脂が高分子量ポリエステル樹脂を含むことによって、トナーの耐高温オフセット性および耐久性を向上させることができる。

【0063】

高分子量ポリエステル樹脂および低分子量ポリエステル樹脂は、原料モノマーであるアルコール成分とカルボン酸成分とを、チタン系触媒の存在下で縮重合させることにより得られる。

【0064】

アルコール成分としては、２価のアルコール成分および３価以上のアルコール成分が挙げられる。

【0065】

２価アルコール成分としては、たとえばポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス４−ヒドロキシフェニルプロパン、ポリオキシプロピレン（３．３）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニルプロパン、ポリオキシエチレン（２．０）−２，２−ビス４−ヒドロキシフェニルプロパン、ポリオキシプロピレン（２．０）−ポリオキシエチレン（２．０）−２，２−ビス４−ヒドロキシフェニルプロパン、ポリオキシプロピレン（６）−２，２−ビス４−ヒドロキシフェニルプロパン等のビスフェノールＡのアルキレンオキシド付加物、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、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グリコール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡのプロピレン付加物、ビスフェノールＡのエチレン付加物、水素添加ビスフェノールＡ等が挙げられる。

【0066】

３価以上のアルコール成分としては、たとえばソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロール、１，４−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、グリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１，３，５−トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。

【0067】

酸成分としては、２価のカルボン酸成分および３価以上のカルボン酸成分などが挙げられる。

【0068】

２価のカルボン酸成分としては、たとえばマレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸、ｎ−ドデセニルコハク酸、イソドデセニルコハク酸、ｎ−ドデシルコハク酸、イソドデシルコハク酸、ｎ−オクテニルコハク酸、ｎ−オクチルコハク酸、イソオクテニルコハク酸、イソオクチルコハク酸、およびこれらの酸の無水物、もしくは低級アルキルエステル等が挙げられる。

【0069】

３価以上のカルボン酸成分としては、たとえば１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メチレンカルボキシプロパン、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、テトラメチレンカルボキシルメタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、エンポール三量体酸およびこれらの酸無水物、低級アルキルエステル等が挙げられる。

【0070】

これらのうち、特に１，２，４−ベンゼントリカルボン酸、すなわちトリメリット酸またはその誘導体が安価で、反応制御が容易であるため、好ましく用いられる。

【0071】

前述のように、低分子量ポリエステル樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）は、４０００以上１００００以下である。低分子量ポリエステル樹脂の重量平均分子量が４０００未満であると、トナーの保存性が低下する。低分子量ポリエステル樹脂の重量平均分子量が１００００を超えると、低温定着性が低下する。

【0072】

低分子量ポリエステル樹脂は、直鎖状の主鎖からなるポリエステル樹脂または直鎖状の主鎖とそれに結合する比較的短い側鎖とからなる構造をもつポリエステル樹脂であることが好ましく、３価以上のモノマー成分および架橋剤を使用することなく、２価のモノマー成分の縮重合により得られるものであることが好ましい。

【0073】

低分子量ポリエステル樹脂は、テトラヒドロフラン（以下「ＴＨＦ」と記載する）不溶分を含まず、数平均分子量（Ｍｎ）が４０００以上１００００以下である。

【0074】

低分子量ポリエステル樹脂の数平均分子量に対する重量平均分子量の比（Ｍｗ／Ｍｎ）は、２以上１０以下が好ましい。

【0075】

低分子量ポリエステル樹脂の酸価は、４０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下が好ましく、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上３０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下がより好ましい。低分子量ポリエステル樹脂の酸価が４０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、高湿環境下においてトナーの帯電性が低下するおそれがある。

【0076】

低分子量ポリエステル樹脂の軟化点は、８０℃以上１２０℃が好ましく、９０℃以上１１０℃以下がより好ましい。低分子量ポリエステル樹脂の軟化点が８０℃未満であると、低分子量ポリエステル樹脂の凝集力が極端に低下する。低分子量ポリエステル樹脂の軟化点が１２０℃を超えると、トナーの低温定着性が低下する。

【0077】

低分子量ポリエステル樹脂のガラス転移温度は、５０℃以上７５℃以下が好ましく、５０℃以上６５℃以下がより好ましい。

【0078】

前述のように、高分子量ポリエステル樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）は、５００００以上３０００００以下であり、１５００００以上２５００００以下が好ましい。高分子量ポリエステル樹脂の重量平均分子量が５００００未満であると、トナーの耐久性および耐高温オフセット性が低下する。高分子量ポリエステル樹脂の重量平均分子量が３０００００を超えると、ワックスの結着樹脂中での分散性が低下する。

【0079】

高分子量ポリエステル樹脂は、２価のモノマー成分と３価以上のモノマー成分との縮重合により得られるポリエステル樹脂であることが好ましい。また、高分子量ポリエステル樹脂は、架橋成分を含むことが好ましい。高分子量ポリエステル樹脂が架橋成分を含むことによって、トナーの耐久性を向上させることができる。

【0080】

高分子量ポリエステル樹脂は、ＴＨＦ不溶分が３重量％未満であり、数平均分子量（Ｍｎ）が６０００以上１２０００以下であり、８０００以上１００００以下が好ましい。

【0081】

高分子量ポリエステル樹脂の数平均分子量に対する重量平均分子量の比（Ｍｗ／Ｍｎ）は、３０以下であり、１５以上２５以下が好ましい。Ｍｗ／Ｍｎは、高分子量ポリエステル樹脂の分子量分布の広がりを示す。Ｍｗ／Ｍｎが３０を超えると、高分子量ポリエステル樹脂が低分子量成分や高分子量成分を含有することとなり、トナーの耐久性およびワックスの分散性が低下する。

【0082】

高分子量ポリエステル樹脂の酸価は、５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下が好ましく、１５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上４５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下がより好ましい。高分子量ポリエステル樹脂の酸価が５０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、高湿環境下においてトナーの帯電性が低下するおそれがある。

【0083】

高分子量ポリエステル樹脂の軟化点は、１１０℃以上１６０℃以下が好ましく、１２０℃以上１５０℃以下がより好ましい。高分子量ポリエステル樹脂の軟化点が１１０℃未満であると、樹脂の凝集力が極端に低下する。高分子量ポリエステル樹脂の軟化点が１６０℃を超えると、その樹脂を使用したトナーの溶融流動および低温定着性が低下する。

【0084】

高分子量ポリエステル樹脂のガラス転移温度は、５０℃以上７５℃以下が好ましく、５５℃以上７０℃以下がより好ましい。

【0085】

本実施形態では、低分子量ポリエステル樹脂および高分子量ポリエステル樹脂を重合するときに、触媒としてチタン系触媒を用いる。

【0086】

チタン系触媒としては、炭素数１〜８のアルコキシ基を有するチタンアルコキシド化合物、炭素数１〜３２の脂肪族カルボン酸チタン、炭素数７〜３８の芳香族カルボン酸チタン、炭素数１〜３２の脂肪族カルボン酸チタニル、炭素数７〜３８の芳香族カルボン酸チタニル、カルボン酸チタニル塩、およびチタンキレート化合物からなる少なくとも１種のチタン化合物が挙げられる。

【0087】

具体的には、上記原料モノマーと、上記チタン系触媒とを添加し、反応温度１７０〜２５０℃、反応圧力５ｍｍＨｇ〜常圧で反応を行い（最適温度、圧力はモノマー成分の反応性で決める）、前述の所定の物性になった時点で反応を終了させれば良い。なお、上記原料モノマーの縮重合反応がある程度進んだ時点で、追加で上記原料モノマーを添加してもよい。具体的には、上記原料モノマーを２２０〜２５０℃の温度で３〜５時間縮重合させ、１７０〜２１０℃の温度まで冷却してから、追加で上記原料モノマーを添加してもよい。

【0088】

（着色剤）
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。以下では、カラーインデックス（Ｃｏｌｏｒ Ｉｎｄｅｘ）を「Ｃ．Ｉ．」と略記する。

【0089】

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、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９３、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、およびＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１８５などの顔料、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。

【0090】

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。

【0091】

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。

【0092】

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。

【0093】

これらの顔料以外にも、紅色顔料、緑色顔料などを使用できる。着色剤は１種を単独で使用できまたは２種以上を併用できる。また、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。また、同色であっても、２種以上を併用できる。トナー原料の溶融混練物における着色剤の含有量は特に制限されないけれども、好ましくは該溶融混練物全量の０．１〜２０重量％、さらに好ましくは０．２〜１０重量％である。

【0094】

（ワックス）
ワックスとしては、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、ポリエチレン−ポリプロピレンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の炭化水素系ワックス、アルコール変性炭化水素ワックス、エステルワックス、カルナウバワックス、アミド系ワックス等のいずれも使用することができるが、結着樹脂との相溶性および離型性、融点の観点から、パラフィンワックス、エステルワックス、マイクロクリスタリンワックスが好ましい。ワックスは、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。

【0095】

ワックスの融点は、トナーの低温定着性の確保の観点から５０℃以上１００℃以下が好ましく、６０℃以上９０℃以下がより好ましい。本発明のトナーには、このように融点の低い低融点ワックスが、低分子量ポリエステル樹脂および高分子量ポリエステル樹脂を含む結着樹脂中に均一に分散されているので、低温定着性が良好である。

【0096】

ワックスの酸価は、２．０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満が好ましく、１．０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満がより好ましい。ワックスの酸価が２．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であると、結着樹脂との相溶性が高く、定着時の染み出しが悪くなり、トナーの低温定着性の改善を図ることが困難である。

【0097】

ワックスの水酸基価は、５．０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満が好ましく、３．０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満がより好ましい。ワックスの水酸基価が５．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であると、結着樹脂との相溶性が高く、定着時の染み出しが悪くなり、トナーの低温定着性の改善を図ることが困難である。

【0098】

ワックスの含有量は、結着樹脂１００重量部に対して０．５重量部以上１０重量部以下が好ましく、１重量部以上８重量部以下がより好ましい。

【0099】

（電荷制御剤）
電荷制御剤としてはこの分野で常用される正電荷制御用および負電荷制御用のものを使用できる。

【0100】

正電荷制御用の電荷制御剤としては、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、アミジン塩などが挙げられる。負電荷制御用の電荷制御剤としては、オイルブラック、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、ベンジル酸誘導体の金属化合物（金属はボロン、アルミニウムなど）、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）、脂肪酸石鹸、長鎖アルキルカルボン酸塩、樹脂酸石鹸などが挙げられる。電荷制御剤は１種を単独で使用できまたは必要に応じて２種以上を併用できる。

【0101】

トナー原料の溶融混練物における電荷制御剤の含有量は特に制限されず広い範囲から適宜選択できるけれども、好ましくは、該溶融混練物全量の０．５〜５重量％である。

【0102】

本発明のトナーには、結着樹脂、着色剤、ワックスおよび荷電制御剤の他に、導電性調整剤、体質顔料、酸化防止剤、流動性向上剤、クリーニング性向上剤等の添加剤が、適宜含有されていてもよい。

【0103】

（トナーの製造方法）
本発明のトナーは、たとえば以下のような溶融混練法で製造する。
上記トナー原料を混合機で乾式混合し、得られる混合物を混練機で溶融混練して溶融混練物を得る。溶融混練は、結着樹脂の溶融温度以上の温度（通常は８０〜２００℃程度、好ましくは１００〜１５０℃程度）に加熱しながら行われる。

【0104】

溶融混練物中には、着色剤が０．１〜２０重量％、ワックスが１〜１０重量％が含まれ、残部が結着樹脂であることが好ましい。または、着色剤が０．１〜２０重量％、ワックスが１〜１０重量％、および電荷制御剤が０．５〜３重量％含まれ、残部が結着樹脂であることが好ましい。

【0105】

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、三井鉱山株式会社製）、スーパーミキサー（商品名、株式会社カワタ製）、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）、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。

【0106】

混練機としても公知のものを使用でき、たとえば、二軸押し出し機、三本ロール、ラボブラストミルなどの一般的な混練機を使用できる。さらに具体的には、たとえば、ＴＥＭ−１００Ｂ（商品名、東芝機械株式会社製）、ＰＣＭ−６５／８７（商品名、株式会社池貝製）などの１軸もしくは２軸の押出機、ニーディックス（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ものが挙げられる。

【0107】

溶融混練物を冷却し、固化させて樹脂組成物を得る。樹脂組成物は、ハンマーミルまたはカッターミルなどによって、たとえば１００μｍ〜５ｍｍ程度の粒径を有する粗粉砕物に粉砕される。その後、このような粗粉砕物を、たとえば１５μｍ以下の粒径の微粉体になるまでさらに粉砕する。粗粉砕物の粉砕には、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または高速で回転する回転子（ロータ）と固定子（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を用いることができる。粉砕機による粉砕後、トナー粒子から微粉を除去するために、分級を行なってもよい。

【0108】

以上のようにして製造されたトナー粒子は、そのままトナーとして用いてもよいし、外添剤を外添したものをトナーとして用いてもよい。外添剤を外添することによって、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、感光体表面磨耗特性制御の効果を得ることができる。

【0109】

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種を単独で使用でき、または２種以上を併用できる。

【0110】

外添剤の添加量としては、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およびトナーの環境特性などを考慮して、トナー粒子１００重量部に対し０．１重量部以上２重量部以下が好適である。

【0111】

キャリアとしては、公知のものを使用でき、たとえば、鉄、銅、亜鉛、ニッケル、コバルト、マンガン、クロムなどからなる単独または複合フェライトおよびキャリアコア粒子を被覆物質で表面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が挙げられる。

【0112】

被覆物質としては公知のものを使用でき、たとえば、ポリテトラフルオロエチレン、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリフッ化ビニリデン、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ジターシャーリーブチルサリチル酸の金属化合物、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ニグロシン、アミノアクリレート樹脂、塩基性染料、塩基性染料のレーキ物、シリカ微粉末、アルミナ微粉末などが挙げられる。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挙げられる。いずれも、トナー成分に応じて選択するのが好ましく、１種を単独で使用でき、または２種以上を併用できる。

【0113】

キャリアの形状は、球形または扁平形状が好ましい。また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、好ましくは１０〜１００μｍ、さらに好ましくは２０〜５０μｍである。さらにキャリアの体積抵抗率は、１０^８Ω・ｃｍ以上が好ましく、１０^１２Ω・ｃｍ以上がより好ましい。

【0114】

キャリアの体積抵抗率は、キャリア粒子を断面積０．５０ｃｍ^２の容器に入れてタッピングした後、容器内に詰められた粒子に１ｋｇ／ｃｍ^２の荷重を掛け、荷重と底面電極との間に１０００Ｖ／ｃｍの電界が生ずる電圧を印加したときの電流値から得られる値である。抵抗率が低いと、現像スリーブにバイアス電圧を印加した場合にキャリアが帯電し、感光体にキャリア粒子が付着し易くなる。またバイアス電圧のブレークダウンが起こり易くなる。キャリアの飽和磁化は、４０ｅｍｕ／ｇ以上８０ｅｍｕ／ｇ以下が好ましい。

【0115】

２成分現像剤におけるトナーとキャリアとの使用割合は特に制限されず、トナーおよびキャリアの種類に応じて適宜選択できる。たとえば、樹脂被覆キャリア（密度５〜８ｇ／ｃｍ^２）と混合する場合、トナーが全現像剤量の２〜３０重量％、好ましくは２〜２０重量％含まれるようにすればよい。また、トナーによるキャリアの被覆率は、４０〜８０％であることが好ましい。

【0116】

次に現像装置１を備える画像形成装置２について説明する。
図３に示すように、画像形成装置２は、大略的に、原稿読取部（以後、「スキャナ部」とも称する）４０と、画像形成部６０と、給紙部８０と、排紙部９０とを含んで構成される。原稿読取部４０は給紙部８０の鉛直上方に配設され、排紙部９０は鉛直方向における原稿読取部４０と給紙部８０との中間部に配設される。具体的には、原稿読取部４０は上部筐体７１の内部と上部筐体７１の上方とにわたって設けられ、給紙部８０は下部筐体７２の下部に設けられ、排紙部９０は下部筐体７２の上部に設けられる。

【0117】

原稿読取部４０は、原稿が載置される第１プラテンガラス４１と、原稿送給部４４から原稿が送給される第２プラテンガラス４２と、第１プラテンガラス４１に載置される原稿または第２プラテンガラス４２に送給される原稿から画像情報を読取り、得られた画像情報を図示しない画像処理部に出力するコピーランプユニット４３と、第２プラテンガラス４２に原稿を送給する原稿送給部４４とを含む。コピーランプユニット４３は、上部筐体７１の内部に設けられる。また原稿送給部４４は、上部筐体７１の上方に設けられる。

【0118】

コピーランプユニット４３は、第１プラテンガラス４１に載置される原稿または第２プラテンガラス４２に送給される原稿に光を照射する光源であるコピーランプ４５と、原稿からの反射光像を予め定められる方向に偏光する第１ミラー４６と、第１ミラー４６によって偏光された原稿からの反射光像をさらに予め定められる方向に順次偏光する第２および第３ミラー４７，４８と、第３ミラー４８によって偏向された原稿からの反射光像を縮小し、光電変換素子（Charge Coupled Device；略称ＣＣＤ）５０に結像させる光学レンズ４９と、光学レンズ４９によって結像される原稿からの反射光像を光電変換し、電気的信号として画像処理部に出力するＣＣＤ５０とを含む。

【0119】

原稿送給部４４は、原稿が載置される原稿トレイ５１と、原稿トレイ５１に載置される原稿を搬送路５２に送給する給紙ローラ５３と、給紙ローラ５３によって送給される原稿を一時的に保持し、タイミングを計って第２プラテンガラス４２に送給するレジストローラ５４と、画像情報を読取られた後の原稿が排出される原稿排紙トレイ５５とを含む。

【0120】

画像形成部６０は、軸線まわりに回転可能に設けられる像担持体である感光体３と、帯電手段である帯電ユニット６１と、露光手段であるレーザスキャナユニット６２と、現像手段である前述の図１に示す現像装置１と、転写手段である転写ユニット６３と、定着手段である定着装置６４と、クリーニング手段であるクリーニングユニット６５と、除電手段である除電装置６６とを含む。帯電ユニット６１、レーザスキャナユニット６２、現像装置１、転写ユニット６３、クリーニングユニット６５および除電装置６６は、この順に感光体３の周囲に感光体３の回転方向上流側から下流側に向かって配置される。本実施形態において感光体３は円柱状である。感光体３の形状は円柱状に限定されるものではなく、たとえば円筒状であってもよい。

【0121】

現像装置１の現像スリーブ１７は、感光体３に対向して、感光体３の回転軸線と平行な軸線まわりに回転可能に設けられる。現像スリーブ１７と感光体３との間隔Ｄ２は、特に限定されるものではないけれども、本実施形態では０．２５ｍｍ以上０．５０ｍｍ以下である。前述のように、現像装置１は、露光によって感光体３の外周面部に形成される静電潜像を現像する。

【0122】

帯電ユニット６１は、感光体３の外周面部を帯電させる。レーザスキャナユニット６２は、帯電された感光体３を露光する。転写ユニット６３は、現像によって形成される可視像であるトナー像を記録媒体である記録用紙に転写させる。転写ユニット６３は、たとえばコロナチャージャによって実現される。定着装置６４は、転写されたトナー像を記録用紙に定着させる。具体的には、定着装置６４は、内部に加熱ヒータ６９を備える加熱ローラ６７と、加熱ローラ６７の表面部に弾発的に当接する加圧ローラ６８とを有する。クリーニングユニット６５は、クリーニングブレード７０を備え、転写ユニット６３による転写動作後に感光体３の外周面部に残留するトナーをクリーニングブレード７０によって掻き取って除去し、感光体３の外周面部を清浄化する。除電装置６６は、クリーニングユニット６５による清浄化後の感光体３の外周面部を除電する。

【0123】

給紙部８０は、下部筐体７２の内部に設けられ、記録媒体である記録用紙が収容される給紙カセット８１と、下部筐体７２の側面部から突出して設けられ、記録用紙が載置される手差しトレイ８２と、給紙カセット８１に収容される記録用紙を第１搬送路８３に送給する第１給紙ローラ８４と、手差しトレイ８２に載置される記録用紙を第２搬送路８５に送給する第２給紙ローラ８６と、記録用紙を一時的に保持し、タイミングを計って画像形成部６０に送給するレジストローラ８７とを含む。

【0124】

排紙部９０は、画像形成部６０の定着装置６４でトナー像が定着された記録用紙を排紙トレイ９１に排出させる排紙ローラ９２と、排紙ローラ９２によって排出される記録用紙を収容する排紙トレイ９１とを含む。

【0125】

画像形成装置２は、画像形成（以後、「印刷」とも称する）モードとして、複写モード（以後、「コピアモード」とも称する）、プリンタモードおよびファクシミリモードを有する。不図示の操作部からの操作入力、パーソナルコンピュータなどの外部ホスト装置からの印刷ジョブの受信に応じて、前述の印刷モードの中から対応する印刷モードが後述する不図示の制御部によって選択される。

【0126】

前述の印刷モードのうち、コピアモードの場合には以下のようにして画像が形成される。使用者が原稿読取部４０の第１プラテンガラス４１に原稿を載置し、給紙部８０の給紙カセット８１または手差しトレイ８２に記録用紙を供給し、さらに上部筐体７１の図３の紙面に向かって手前側に配置される不図示の操作パネルの条件入力キーにて印刷枚数、印刷倍率などを入力した後、操作パネルのスタートキーを操作すると、複写（コピー）動作が開始される。

【0127】

スタートキーが操作されると、不図示のメイン駆動モータが始動し、不図示の各駆動ギヤが回転する。次いで、給紙部８０の第１給紙ローラ８４または第２給紙ローラ８６が回転して記録用紙が第１搬送路８３または第２搬送路８５に送出（給紙）され、一対のレジストローラ８７に到達して捕捉される。このレジストローラ８７によって、記録用紙は、感光体３の表面部に形成されるトナー像の先端部すなわち画像形成開始部が転写ユニット６３の設けられる位置に達するタイミングと、記録用紙の画像形成予定領域が転写ユニット６３の設けられる位置に達するタイミングとの同期をとるために一時停止される。またこのとき、記録用紙の先端部がレジストローラ３１に均一に押しつけられて記録用紙の先端位置の補正が行なわれる。

【0128】

また原稿読取部４０では、コピーランプ４５が点灯し、コピーランプユニット４３が矢印Ｂ方向に移動を開始することによって原稿への露光が開始される。コピーランプ４５から原稿に照射された照射光は、原稿によって反射されて原稿の画像情報を含む反射光となる。この原稿からの反射光は、第１ミラー４６、第２ミラー４７、第３ミラー４８および光学レンズ４９を介してＣＣＤ５０に入力される。これによって原稿の画像情報が読取られる。

【0129】

このようにして光学的信号として読取られた原稿の画像情報は、ＣＣＤ５０内の不図示のＣＣＤ回路によって電気的信号に変換されて画像処理部に出力される。画像処理部では、入力された画像情報に対して設定された条件で画像処理が行われ、この画像処理が行なわれた画像情報が、画像形成部６０のレーザスキャナユニット６２にプリントデータとして送信される。

【0130】

また画像形成部６０では、帯電ユニット６１によって、感光体３の外周面部の一部分が感光体３の軸方向全体にわたって所定の電位に帯電され、さらに感光体３が回転することによって感光体３の外周面部全体が所定の電位に帯電される。帯電された感光体３の外周面部は、感光体３の回転によって次の工程に順次移動する。

【0131】

レーザスキャナユニット６２では、図示しないけれども、回転方向に複数の反射面を有したポリゴンミラー（回転多面鏡）および各種光学系によって、半導体レーザから出射されたレーザ光が、画像処理部から入力されたプリントデータに応じて偏向されながら感光体３に照射される。これによって、レーザ光が帯電ユニット６１によって帯電された感光体３の外周面部に走査され、感光体３の外周面部に静電潜像が形成される。

【0132】

その後、現像装置１の現像剤収容容器１２内の現像ローラ１３によって、現像剤収容容器１２に収容される現像剤中のトナーが、回転する感光体３の外周面部に供給される。トナーは、静電潜像を形成する電位ギャップに応じて感光体３の外周面部に付着する。これによって静電潜像が顕像化（現像）され、トナー像が形成される。

【0133】

また給紙部８０のレジストローラ８７によってタイミングを計って、画像が形成されるべき記録用紙が、感光体３と転写ユニット６３との間の転写位置に送給される。転写位置では、転写ユニット６３によって感光体３の外周面部に形成されたトナー像が記録用紙に転写される。

【0134】

トナー像が転写された記録用紙は、定着装置６４に搬送され、定着装置６４の加熱ローラ６７と加圧ローラ６８との間を通過するときに熱および圧力が加えられる。これによって、記録用紙の表面部の未定着トナーが溶融して記録用紙に固着し、定着される。トナー像が定着された記録用紙は、排紙部９０の排紙ローラ９２によって排紙トレイ９１に排出される。

【0135】

また記録用紙に転写されずに感光体３の外周面部に残留したトナーは、クリーニングユニット６５のクリーニングブレード７０によって掻き取られ、回収される。クリーニングブレード７０によって残留するトナーが掻き取られた感光体３の外周面部は、帯電ユニット６１の配置される位置に移動する途中で除電装置６６によって除電される。感光体３の外周面部は、除電する必要がない場合には、除電装置６６によって除電されなくてもよい。

【0136】

以上に述べた実施形態では、原稿は、使用者によって第１プラテンガラス４１に載置されて停止状態で画像情報を読取られるけれども、原稿送給部４４によって第２プラテンガラス４２に送給されている状態で画像情報を読取られてもよい。この場合、原稿は、原稿読取部４０の原稿トレイ５１に載置される。

【0137】

このように原稿読取部４０の原稿トレイ５１に原稿が載置されていることが図示しないセンサによって検出されている場合にスタートキーが操作されると、原稿送給部４４の給紙ローラ５３が回転し、原稿トレイ５１に載置された原稿が搬送路５２に送給される。搬送路５２に送給された原稿は、搬送路５２に設けられるレジストローラ５４によって捕捉され、原稿先端の位置決めが行われた後、所定のタイミングで原稿読取位置である第２プラテンガラス４２の設けられる位置に搬送される。コピーランプユニット４３は、原稿読取位置である所定の停止位置に停止したまま、搬送中の原稿を露光する。この露光によって得られた原稿からの反射光が前述のようにして原稿画像として読取られる。このようにして画像情報が読取られた原稿は、原稿排紙トレイ５５に排出される。

【0138】

前述のプリンタモードの場合には、原稿読取部４０は動作せず、パーソナルコンピュータなどの外部ホスト装置から入力される画像情報に応じて画像が形成される。またファクシミリモードの場合には、通信回線を介して入力される画像情報に応じて画像が形成される。

【実施例】

【0139】

図１に示した構成に基づく現像装置を用いて層厚規制部材１４および磁性シール部材２０の各寸法を変更してトナー飛散などの評価を行った。

【0140】

層厚規制部材１４の材料には、ＳＵＳ３０４のオーステナイト系ステンレス鋼からなる非磁性材料を用いた。層厚規制部材１４の長さは３３０ｍｍであり、幅は１０ｍｍである。矩形状の切欠き１４ａは、感光体３の像非形成部に相当する現像スリーブ１７の表面に対向する位置に、矩形の長辺が現像スリーブ１７に向かって開放するように設けた。切欠き１４ａの長辺の長さは５ｍｍである。

【0141】

磁性シール部材２０の材料には、ＳＵＳ４３０を用いた。磁性シール部材２０は、切欠き１４ａと同様に、感光体３の像非形成部に相当する現像スリーブ１７の表面に対向する位置に設けた。現像スリーブ１７の軸線方向に沿った磁性シール部材２０の長さは、５ｍｍである。

【0142】

現像ローラ１３の現像剤搬送量は、３５ｍｇ／ｃｍ^２とした。現像スリーブ１７の回転速度を３００ｒｐｍに設定し、感光体３の回転速度を１２０ｒｐｍに設定した。

【0143】

現像スリーブ１７の表面と層厚規制部材１４の幅方向一方端部との間隔をＡ（ｍｍ）とし、切欠き１４ａの幅方向長さをＢ（ｍｍ）とし、現像スリーブ１７の表面と磁性シール部材２０との間隔をＣ（ｍｍ）とし、これらＡ，Ｂ，Ｃを表１に示すように変更した。（Ａ＋Ｂ）／ＡおよびＣ／（Ａ＋Ｂ）については、Ａ，Ｂ，Ｃに基づいてそれぞれ算出した。

【0144】

（評価１）
現像ローラ両端部付近におけるトナー飛散について評価した。
温度、湿度がそれぞれ２５℃、５％の環境下において、印字面積２５％の画像を１０，０００枚印字出力させた後に現像ローラ両端部付近を目視により飛散状態を評価するとともに、印字前後のトナー消費量(基準値×１．１倍以下：○、基準値×１．１倍より大きく基準値×１．２倍以下：△、基準値×１．２倍より大きい：×)にて、総合的に判断した。

【0145】

（評価２）
画像を印刷したときのかぶりの発生について評価した。
温度、湿度がそれぞれ２５℃、５％の環境下において、印字面積２５％の画像を１０，０００枚印字出力時に、１，０００枚ごとに両端部のかぶり値を測定した。かぶり値の測定方法は、印字した記録用紙の非画像部(画像濃度０％)の濃度として次の手順により算出した。白度計(Ｚ−Σ９０ ＣＯＬＯＲ ＭＥＡＳＵＲＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ：日本電色工業(株)製)を用いて、印字前の記録用紙の白色度Ｗ_１および印字後の記録用紙の非画像部における白色度Ｗ_２を測定し、両者の白色度の差(Ｗ_１−Ｗ_２)をかぶり値とした。
かぶり値が１．０以下を○、１．５以下を△、１．５より大きいと×とし、１，０００枚ごとのかぶり値に基づいて総合的に評価した。

【0146】

（評価３）
磁性シール部材２０付近における現像剤溜まりについて評価した。
温度、湿度がそれぞれ２５℃、５％の環境下において、印字面積２５％の画像を１０，０００枚印字出力時に、１，０００枚ごとに記録用紙へのキャリア付着と現像装置の現像剤溜まり状態を目視で評価した。 記録用紙にキャリアが付着している場合は×、キャリア付着はないが、現像装置の磁性シール部材２０付近で現像剤が現像装置に戻らない状態(あふれ出ている状態)は△、キャリア付着も現像剤の溜まりもない場合は○とした。

【0147】

【表1】

【0148】

評価１〜３の全てが「○」の評価結果である検討例３〜５，７，１２〜１４，２１は、本発明の実施例１〜実施例８である。その他の検討例は、本発明の比較例である。

【0149】

検討例１，２，１０，１１，１９，２０については、Ｂが０ｍｍ、すなわち切欠きが設けられていないので、トナーの飛散が生じた。

【0150】

検討例６，９，１５，１８，２２については、（Ａ＋Ｂ）／Ａが１．５以上となり、切欠きの深さが深過ぎるためにかぶりが発生した。検討例３〜５，７，１２〜１４，２１は、（Ａ＋Ｂ）／Ａが１．４以下であるので、かぶりの発生を防止することができた。

【0151】

検討例８，９，１６〜１８，２２〜２６については、Ｃ／（Ａ＋Ｂ）が０．６以下となり、切欠き１４ａを設けて局所的に現像剤量を増加させたが、磁性シール部材２０と現像スリーブ１７とのギャップが小さすぎるために磁性シール部材２０付近における現像剤溜まりが発生した。検討例３〜５，７，１２〜１４，２１は、Ｃ／（Ａ＋Ｂ）が０．７以上であるので、現像剤溜まりの発生を防止することができた。

【符号の説明】

【0152】

１ 現像装置
２ 画像形成装置
３ 電子写真感光体
１１ 開口部
１２ 現像剤収容容器
１２ａ 隔壁
１３ 現像ローラ
１４ 層厚規制部材
１４ａ 切欠き
１５ 第１撹拌搬送部材
１６ 第２撹拌搬送部材
１７ 現像スリーブ
１８ マグネットローラ
２０ 磁性シール部材
２１ 現像領域

【図1】

【図2】

【図3】