(57)【要約】【課題】自己トナー濃度制御現像装置においてカラー現像を可能とするとともに、キャリアへのトナー取り込み性を向上させ、地肌汚れの発生を防止する。【解決手段】非磁性トナー３ａと磁性キャリアとを含む二成分現像剤３を担持して搬送する現像スリーブ４と、スリーブに担持されて搬送される現像剤の量を規制するドクタ６と、ドクタで進行が阻止された現像剤を収容する現像剤収容部Ｓと、現像剤収容部にてスリーブの現像剤搬送方向上流側でスリーブ上の現像剤量を規制するプレドクタ７ａとを備え、スリーブ上の現像剤のトナー濃度上昇に伴ってプレドクタ上流部での滞留現像剤３ｅが増加することで現像剤への非磁性トナーの取り込みが停止する現像装置２において、スリーブ表面と対向するトナー補給口８ａに向けて非磁性トナーを飛翔させて、スリーブに担持されている現像剤に非磁性トナーを補給するトナー補給手段４１，４２，４３，４４，４５を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に磁界発生手段を有し、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、該現像剤規制部材で進行が阻止された現像剤を収容する現像剤収容部と、該現像剤収容部にて該現像剤担持体の現像剤搬送方向上流側で該現像剤担持体上の現像剤量を規制する第２現像剤規制部材とを備え、該現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度上昇に伴って該第２現像剤規制部材の現像剤搬送方向上流部での滞留現像剤が増加することで現像剤への非磁性トナーの取り込みが停止する現像装置において、
該現像剤担持体表面と対向するトナー補給用開口に向けて非磁性トナーを飛翔させて、該現像剤担持体に担持されている現像剤に非磁性トナーを補給するトナー補給手段を有する現像装置。
【請求項２】
前記トナー補給手段は、非磁性トナーを担持する表面に沿って設けられ且つ絶縁部材によって互いに絶縁状態にある複数の電極を具備し、該複数の電極間の電位差で形成される電界によって非磁性トナーをホッピングさせながら前記トナー補給用開口側へ搬送するトナー担持体と、前記複数の電極に電圧を印加する電圧印加手段と、該トナー担持体上のトナー量を規制するトナー規制部材と、該トナー担持体から間隙をおいて配設された電界形成手段とを有し、
該電界形成手段にバイアスを印加することで該トナー担持体上の非磁性トナーを飛翔させることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記トナー担持体と同方向に回転し、トナー収容部内の非磁性トナーを前記トナー担持体に供給するトナー供給部材を有することを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記電界形成手段は前記トナー担持体の軸方向に配設されたワイヤ部材であることを特徴とする請求項２又は３に記載の現像装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか一項に記載の現像装置を備えた画像形成装置であって、
画像面積率を算出する画像面積検知手段を有し、印刷した画像の画像面積率に応じて前記電界形成手段へのバイアスを制御することでトナー供給量を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の現像装置を複数個備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の現像装置と、潜像担持体、帯電手段及びクリーニング手段から選択される少なくとも一つとが、一体に支持されたプロセスカートリッジであって、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジ。
【請求項８】
前記プロセスカートリッジを複数個具備することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置、該装置に用いる現像装置及びプロセスカートリッジに係る。詳しくは、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を用い、複雑なトナー補給装置を用いずに、現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度を一定範囲に制御可能な自己トナー濃度制御機構を有する現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
二成分現像方式の現像装置では、現像剤担持体へ現像剤を搬送し、感光体上に形成された静電潜像にトナー像を形成する。また、トナーを帯電させ、均一なトナー濃度にするためにトナーとキャリアを攪拌するための循環経路が必要となるが、その循環経路を無くすことで装置の小型化が可能となる。そこで、現像剤担持体上のトナー濃度を一定に制御することができる自己トナー濃度制御機構を有する現像装置が既に知られている（例えば特許文献１，２）。
【０００３】
従来の自己トナー濃度制御現像方式では、トナー収容部のアジテータにより補給口から現像剤滞留部へトナーを送り出すように圧をかけて、第２現像剤規制部材に滞留した現像剤の嵩が少なくなることでトナーが取り込まれる。しかし、現像剤滞留部に対して圧をかけてトナー補給を行っているので、現像剤担持体の長手方向で圧のムラなどがあった場合、圧が大きくかかる部分が生じる。この部分では高トナー濃度になり、トナーも十分に帯電できないため、画像濃度ムラや地肌汚れ、トナー飛散が発生してしまう。
【０００４】
磁性体を含有させた磁性トナーを用いることでトナーとキャリアの付着力を強めることができるので、トナーの取り込み性と帯電性を向上させたり、トナー飛散を防止したりすることができる。しかし、トナーに磁性体を含有させるためにカラー化は困難であった。
【０００５】
特許文献３には、トナー補給口でのトナー凝集をほぐして現像剤中に安定的にトナーを補給するために、撹拌部材をトナー補給口内に設置することが開示されている。しかし、トナーを帯電させることはできず、地肌汚れやトナー飛散の問題は残存している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、自己トナー濃度制御現像装置においてカラー現像を可能とするとともに、キャリアへのトナー取り込み性を向上させ、地肌汚れの発生を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、内部に磁界発生手段を有し、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を担持して搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体に担持されて搬送される現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、該現像剤規制部材で進行が阻止された現像剤を収容する現像剤収容部と、該現像剤収容部にて該現像剤担持体の現像剤搬送方向上流側で該現像剤担持体上の現像剤量を規制する第２現像剤規制部材とを備え、該現像剤担持体上の現像剤のトナー濃度上昇に伴って第２現像剤規制部材の現像剤搬送方向上流部での滞留現像剤が増加することで現像剤への非磁性トナーの取り込みが停止する現像装置において、該現像剤担持体表面と対向するトナー補給用開口に向けて非磁性トナーを飛翔させて、該現像剤担持体に担持されている現像剤に非磁性トナーを補給するトナー補給手段を有することにより解決される。
【発明の効果】
【０００８】
帯電した非磁性トナーを自己トナー濃度制御現像装置に供給することができるため、キャリアとトナーの電気的な付着力の発生により現像剤へのトナー取り込み性が損なわれず、地肌汚れやトナー飛散が発生しない。また、第２現像剤規制部材の現像剤搬送方向上流部の現像剤滞留部の嵩でトナー取り込みを行う自己トナー濃度制御方式の現像装置で非磁性トナーを使用することができるので、小型の二成分カラー現像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】現像装置を備えた画像形成装置全体の概略構成図である。
【図２】同現像装置の主要部の拡大図である。
【図３】同現像装置における現像動作時の自己トナー濃度制御について説明する図であって、本発明の実施形態に係るトナー補給手段について説明する図である。
【図４】本実施形態におけるトナー補給ローラを、その回転軸に対して直交する面に沿って切断したときの断面を模式的に表した部分断面図である。
【図５】（ａ）はトナー補給ローラを展開した状態の平面図、（ｂ）はトナー補給ローラと第１電源及び第２電源との関係を模式的に示す斜視図である。
【図６】（ａ）はトナー補給ローラを展開した状態で示す模式的平面図、（ｂ）はトナー補給ローラの模式的断面図である。
【図７】ワイヤへのバイアス印加時間とトナー飛翔量の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明を電子写真式の画像形成装置であるレーザプリンタ（以下、「プリンタ」という。）の現像装置に適用した実施形態について説明する。
先ず、図１を用いて本実施形態に係るプリンタの概略について説明する。潜像担持体としての感光体ドラム１は、図中矢印Ａ方向に回転駆動されながら、感光体ドラム１に接触してその表面を帯電する帯電手段としての帯電ローラ５０により一様に帯電された後、光書き込みユニット５１により画像情報に基づき走査露光されて表面に静電潜像が形成される。本実施形態では、上記帯電ローラ５０及び光書き込みユニット５１により潜像形成手段が構成されているが、他の種類の帯電装置や露光装置を用いて構成してもよい。感光体ドラム１上に形成された静電潜像は、後述する現像装置２により現像され、感光体ドラム１上にトナー像が形成される。感光体ドラム１上に形成されたトナー像は、転写装置としての転写ローラ５３を備えた転写ユニットにより給紙カセット５４から給紙ローラ５５、レジストローラ対５６を経て搬送された転写材としての用紙５２上に転写される。転写終了後の用紙５２は、定着ユニット５７によりトナー像が定着され機外に排出される。なお、転写されなかった感光体ドラム１上の残留トナーは、クリーニング手段としてのクリーニングユニット５８により感光体ドラム１から除去される。また、感光体ドラム１上の残留電荷は除電ランプ５９で除去される。
【００１１】
次に、本実施形態に係る現像装置の全体構成について説明する。
図２は現像装置２の主要部の拡大図である。この現像装置２は感光体ドラム１の側方に配設され、磁性キャリア（以下「キャリア」という。）及び当該磁性キャリアに摩擦帯電的に付着する非磁性トナー（以下「トナー」という。）３ａを含む二成分現像剤（以下「現像剤」という。）３を表面に担持する現像剤担持体としての非磁性材質からなる現像スリーブ４を備えている。
【００１２】
この現像スリーブ４は、ケーシング２ａの感光体ドラム１側に形成された開口部から一部露出するように取り付けられ、図示しない駆動装置により、感光体ドラム１と対向する現像領域において現像剤を下方（図中矢印Ｂ方向）に移動させる向きに回転駆動可能になっている。
【００１３】
また、現像スリーブ４の内部には、磁界発生手段としての固定磁石群からなるマグネットローラ５が固定配置されている。
【００１４】
また、本現像装置２は、現像スリーブ４上に担持され現像領域に向けて搬送されている現像剤の量を規制する現像剤規制部材としてのドクタ６、該ドクタ６に現像剤搬送方向上流側で現像スリーブ４の表面及びドクタ６との間に現像剤３を収容する現像剤収容部Ｓを形成するように設けられた現像剤収容ケース７、トナー収容部としてのトナーホッパー８なども備えている。
【００１５】
トナーホッパー８は現像スリーブ４上の現像剤搬送方向における現像剤収容部Ｓの上流側に隣接して現像スリーブ表面と対向するトナー補給用開口（以下「トナー補給口」という。）８ａを有している。
【００１６】
トナー補給口へのトナー供給方法としてトナーを飛翔させることで、現像剤担持体に対して過剰な圧力をかけずにトナーを補給することができるので、トナー濃度のムラができづらく、濃度ムラのない画像を提供することができる。
【００１７】
上記現像剤収容ケース７の現像スリーブ４に近接する先端部（ひさし部）は、トナーホッパー８からトナーが補給され現像剤収容部Ｓ内に向かって進行しようとする現像剤の量を規制する第２現像剤規制部材としてのプレドクタ７ａとして用いられている。
【００１８】
また、上記現像剤収容ケース７等で形成される現像剤収容部Ｓには、感光体ドラム１との対向する現像領域に供給されずにドクタ６で進行が阻止された現像剤が収容される。
【００１９】
上記マグネットローラ５の表面部には、該ローラの中心軸方向に沿った方向に延在する磁極が複数形成されている。具体的には、現像領域に対向する位置に主極（Ｎ１極）が形成され、上記現像剤収容部Ｓに磁界の磁力が及ぶように、プレドクタ７ａに対向する位置から上記現像領域に至る間に磁極（Ｓ２極）が配置されている。
【００２０】
また、上記マグネットローラ５の表面には、一般的な現像装置と同様に、現像スリーブ４上に現像剤を担持し続けながら搬送するための搬送磁極（Ｓ極、Ｎ極）が適宜配置されている。
【００２１】
なお、本実施形態では、基材に対して磁石片を嵌合固着した固定磁石体、いわゆるブロック型マグネットローラを用いたが、これに限定されるものではない。
例えば、所定の形に成形されたプラスチック磁石材料を磁気配向と同時に着磁させて作製するいわゆるフェライト系一体型プラスチックマグネットローラを用いてもよいことはもちろんである。
【００２２】
また、本現像装置２は、上記現像剤収容部Ｓ内で現像スリーブ４の表面に非接触で対向し該現像スリーブ４に担持搬送されている現像剤の一部（搬送現像剤の表層部）を剥離する剥離部材として、磁性体で形成されたローラ状の回転部材である剥離ローラ１１を備えている。
【００２３】
この剥離ローラ１１は、円筒状であっても円柱状であってもよく、その内部構造は特定の構造に限定されるものではない。上記剥離ローラ１１の材料（磁性体）としては、例えばＳＵＭ材（硫黄及び硫黄複合快削鋼鋼材）、磁性を有するＳＵＳ材、鉄、ニッケル等を用いることができる。また、鉄芯にニッケルメッキを施したもの、ステンレス素材に磁性材料をコーティングしたもの等を用いることもできる。
【００２４】
また、剥離ローラ１１の表面は、現像スリーブから剥離した現像剤を良好に担持して搬送できるように、サンドブラスト処理等により粗し加工するのが好ましい。例えば、表面粗さ（１０点平均粗さＲｚ）が３０μｍ程度になるように粗し加工する。この表面粗さは、トナーの種類や剥離ローラの材料などの条件に応じてトナーを搬送できる程度に設定する。
【００２５】
また、上記剥離ローラ１１は、図示しない駆動装置により、現像スリーブ４と同じ回転方向（図中矢印Ｅ方向）に回転駆動されている。この回転駆動により、現像スリーブ４と剥離ローラ１１との対向部において、剥離ローラ１１の表面が現像スリーブ表面とは反対方向に表面移動するので、剥離ローラ１１で現像スリーブ４上の現像剤の上層部をせき止めて確実に剥離することができる。
【００２６】
そして、この剥離された現像剤は、剥離ローラ１１の表面移動に従って連れ回され、現像スリーブ表面から離れるように移動し、現像剤収容部Ｓ内の収容現像剤と混合される。
また、上記現像剤収容部Ｓに対向する位置にある、マグネットローラ５の磁極（Ｓ２）は、剥離ローラ１１に対向する位置と上記プレドクタ７ａに対向する位置の間に配置しないようにする。
【００２７】
次に、図２に基づいて、上記構成の現像装置２の現像動作について説明する。
現像スリーブ４上の現像剤３は該スリーブ４の矢印Ｂ方向の回転に伴って搬送され、ドクタ６により規制されて薄層化される。薄層化された現像剤３は、矢印Ａ方向に回転している感光体ドラム１と対向する現像領域に搬送される。この現像領域で、感光体ドラム１上に形成されている静電潜像にトナーが供給され、該静電潜像の可視像化が行われる。
【００２８】
現像領域を通過した現像スリーブ４上の現像剤は該スリーブ４の回転に伴って更に搬送され、トナー補給口８ａと対向する位置に到達する。このトナー補給口８ａには、トナーホッパー８内のトナー３ａがトナー補給手段により飛翔させられて現像スリーブ４上の現像剤と接するように滞留している。トナー補給口８ａで新しいトナー３ａを取り込んだ後、現像剤収容部Ｓに戻る。一方、上記現像領域に供給されずにドクタ６で進行が阻止された現像剤３の一部は、現像剤収容部Ｓ内で循環するように移動する。
【００２９】
次に、図３（ａ）及び（ｂ）を用いて、本現像装置２における現像動作時の自己トナー濃度制御について説明する。
なお、図３中の２点鎖線は、互いに異なる挙動を示す現像剤同士の界面を示している。先ず、現像装置２に初期剤として所定のトナー濃度及び重量を有する現像剤をセットして、現像スリーブ４及び剥離ローラ１１を回転駆動すると、現像剤３は搬送現像剤３ｂ、収容現像剤３ｃ及び剥離現像剤３ｄの３つの部分に分かれる。
【００３０】
搬送現像剤３ｂは現像スリーブ４の表面に磁力で担持され該表面に連れ回るように搬送される現像剤である。収容現像剤３ｃは現像剤収容部Ｓ内に収容され上記搬送現像剤３ｂの移動に伴って現像剤収容部Ｓ内で循環移動する現像剤である。また、剥離現像剤３ｄは現像スリーブ４上の搬送現像剤３ｂから一部剥離され剥離ローラ１１の回転に伴って該剥離ローラ１１の表面に沿って移動する現像剤である。
【００３１】
そして、現像剤収容部Ｓ内では、図３（ａ）に示すように４つの現像剤流Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４が発生する。
第１の現像剤流Ｆ１は、現像スリーブ４と剥離ローラ１１との間を通過するように流れる搬送現像剤３ｂの流れである。第２の現像剤流Ｆ２は、現像スリーブ４から剥離されて剥離ローラ１１に沿って移動し、その一部が剥離ローラ１１とプレドクタ７ａの間の空間で循環する循環流である。
【００３２】
第３の現像剤流Ｆ３は、剥離ローラ１１の表面に沿って該ローラの上方を環流する剥離現像剤３ｄの流れである。第４の現像剤流Ｆ４は、ドクタ６で現像剤が該ドクタの背面を上昇し該ドクタ６と剥離ローラ１１の間の空間で発生する収容現像剤３ｃの循環流である。
【００３３】
次に、上記現像剤収容部Ｓ内に上記現像剤流Ｆ１〜Ｆ４が発生した状態で、トナーホッパー８にトナー３ａがセットされると、トナー補給口８ａより現像スリーブ４に担持された搬送現像剤３ｂにトナー３ａが供給される。トナーが供給された現像スリーブ４上の現像剤は、該トナーと共に現像剤収容部Ｓへ搬送される。そして、搬送途中で、搬送現像剤３ｂに供給されたトナーは現像スリーブ４の軸中心方向へ若干入り込む。
【００３４】
トナーが供給された搬送現像剤３ｂは、プレドクタ７ａによる規制位置を通過した後、剥離ローラ１１でその上層部が剥離されて剥離現像剤３ｄとなる。剥離現像剤３ｄは収容現像剤３ｃとの間で混合されながら搬送され、一部はプレドクタ７ａ近傍に発生する上記循環流Ｆ２に合流する。
【００３５】
一方、剥離ローラ１１に担持され続けて搬送される剥離現像剤３ｄは、更に収容現像剤３ｃとの間で混合されながら移動し、現像剤搬送方向下流側で再び現像スリーブ４上に担持され搬送現像剤３ｂとなる。
【００３６】
上記剥離現像剤３ｄと収容現像剤３ｃとの混合により、両現像剤同士の入れ替え、現像剤内でのトナーの分散撹拌による均一化、トナーとキャリアとの摩擦帯電によるトナー帯電等が行われる。
【００３７】
次に、上記トナーの補給により現像剤３中のトナー濃度が次第に上昇していくと、現像剤３の嵩が増大していくことにより、トナー補給口８ａに対向する位置からドクタ６による規制位置に至る区間で現像スリーブ４上の搬送現像剤３ｂの層厚が厚くなっていく。
【００３８】
それとともに、現像スリーブ４上の搬送現像剤３ｂ内のキャリアの比率が低下することにより、該搬送現像剤３ｂに対する磁力が弱くなっていくため、該搬送現像剤３ｂの移動速度が低下していき、上記区間での現像スリーブ４上の搬送現像剤３ｂの層厚がますます厚くなっていく。
【００３９】
この層厚が厚くなった搬送現像剤３ｂは、剥離ローラ１１から受ける搬送を阻止する向きの力（ブレーキ力）を強く受けるようになり、剥離ローラ１１による剥離位置のところに搬送されてくる搬送現像剤３ｂの移動速度はますます低下していく。
【００４０】
そして、トナー補給口８ａに対向する位置で層厚が厚くなった搬送現像剤３ｂの上層部は、上記プレドクタ７ａで掻き取られ、図３（ａ）に示すようにプレドクタ７ａの現像剤搬送方向上流側に滞留していく。
【００４１】
以下、この滞留した現像剤を「滞留現像剤」３ｅという。この滞留現像剤３ｅは、それに接する搬送現像剤３ｂの移動に伴って循環運動を行っている。トナー補給口８ａに送り込まれたトナー３ａは、搬送現像剤３ｂの露出している部分に引き付けられるとともに、該搬送現像剤３ｂと該滞留現像剤３ｅとの合流点Ｐから引き込まれるようにして、現像剤中に取り込まれる。
【００４２】
さらに現像剤３のトナー濃度が上昇していくと、図３（ｂ）に示すようにトナー補給口８ａにおける滞留現像剤３ｅの量が増え、該滞留現像剤３ｅでトナーに接している搬送現像剤３ｂの露出面が塞がれ、両現像剤の合流点Ｐもトナー補給口８ａの現像剤搬送方向上流端まで移動する。
【００４３】
それとともに、上記トナー補給口８ａの滞留現像剤３ｅ自体の循環移動速度も低下する。この時点で、現像剤へのトナーの取り込みがほぼ終了し、トナー濃度がそれ以上上昇しなくなる。
【００４４】
上記トナーが取り込まれプレドクタ７ａと現像スリーブ４との間のギャップを通過した搬送現像剤３ｂの一部（上層部）は、剥離ローラ１１で剥離される。
剥離現像剤３ｄは、収容現像剤３ｃと混合撹拌されながら該剥離ローラ１１の表面に沿って搬送され、その一部は再び現像スリーブ４上に担持される。
【００４５】
現像スリーブ４とドクタ６との間のギャップを通過した搬送現像剤３ｂは、感光体ドラム１と対向する現像領域に搬送される。そして、現像領域では、感光体ドラム１上に形成されている静電潜像にトナーが供給され、該静電潜像の現像に用いられる。
【００４６】
図３（ａ）のように上記感光体ドラム１の静電潜像の現像により現像スリーブ４上のトナーが消費されると、この部分のトナー濃度が減少し、現像スリーブ４によって現像剤に作用する搬送力が増加するとともに、この部分の現像剤の嵩も減少する。そして、上記プレドクタ７ａの先端部によって規制される搬送現像剤３ｂの層厚が低下し、トナー補給口８ａ付近に溜まっていた滞留現像剤３の量が減少し、該滞留現像剤３の循環移動速度も上昇してくる。
【００４７】
そこで、本実施形態では、トナー補給口８ａにおいて、現像スリーブ４により搬送される搬送現像剤３ｂとトナー補給手段からの飛翔トナー３ａとが接触することとなり、再度トナーが取り込まれて上述のように現像剤３のトナー濃度が増加する。
【００４８】
以上のように、現像スリーブ４上のトナー濃度の変化に応じて、該現像スリーブ４上の搬送現像剤の上記プレドクタ７ａによる規制状態が変化し、上記トナーが消費された部分の現像剤のトナー濃度が所定の濃度範囲になるように自己制御される（図３（ｂ））。
そしてこれにより、現像スリーブ４上の搬送現像剤３のトナー濃度が常にほぼ一定濃度の範囲となるように保たれる。このため、トナー濃度センサが不要となる。
【００４９】
次に、図２を用いて本発明の実施形態に係るトナー補給手段について説明する。
トナー補給手段は、トナー担持体としてのトナー補給ローラ４１と、トナー補給ローラ４１へトナーを供給するトナー供給部材としてのトナー供給ローラ４２と、トナーの層厚を規制するトナー規制部材としての規制ドクタ４３と、入口シール４４と、電界形成手段としてのワイヤ４５とを有している。この現像装置２のトナー補給ローラ４１は、複数の電極を備え、互いに隣り合う電極間に形成される電界によってトナーをホッピングさせた状態で担持し、回転駆動による表面移動によってトナーをトナー補給口８ａ側に搬送する、いわゆるフレア現像方式を採用するものである。このフレア現像方式の現像に用いられる筒状のトナー補給ローラはフレアローラとも呼ばれる。
【００５０】
トナー供給ローラ４２の表面とトナー補給ローラ４１の外周面との接触位置（以下「トナー供給位置」という。）では、トナー供給ローラ４２の表面とトナー補給ローラ４１の外周面とが互いに逆方向（カウンター方向）へ移動している。つまり、トナー供給ローラ４２とトナー補給ローラ４１は同方向に回転している。したがって、トナー供給位置へと搬送されてきたトナー供給ローラ４２上のトナーは、トナー補給ローラ４１の外周面に擦りつけられ、トナー補給ローラ４１の外周面へと移動する。
【００５１】
本実施形態では、トナー補給ローラ４１の外周面を、トナーとの摩擦によってトナーに対して正規帯電極性（本実施形態ではマイナス極性）の電荷を与える絶縁性材料で形成しており、トナーは、トナー補給ローラ４１の外周面との摩擦により正規帯電極性側に帯電される。これにより、規制ドクタ４３による規制部での帯電付与に加えて、トナーをホッピング状態にするのに必要なトナー帯電量がより安定的に確保される。
【００５２】
トナーが供給されるトナー補給ローラ４１の外周面の一部は、トナー補給口８ａ側に露出している。このトナー補給口近傍の露出箇所では、ワイヤ４５が、トナー補給ローラ４１の軸方向にトナー補給ローラ４１から数十〜数百μｍの間隙を介して配設されている。ワイヤ部材であるワイヤ４５は、心材として細線のタングステンを用い、表層にカーボンを被覆している。
【００５３】
トナー補給ローラ４１の表面上に供給されたトナーは、トナー補給ローラ４１の回転駆動に伴って規制ドクタ４３による規制部へ搬送され、規制ドクタ４３によりトナー補給ローラ４１上のトナー量が規制される。
【００５４】
このとき、トナーは規制ドクタ４３やトナー補給ローラ４１の外周面との摩擦により正規帯電極性側に帯電する。規制ドクタ４３通過後の帯電トナーは、後述する理由により、トナー補給ローラ４１の表面上でホッピングしながら、トナー補給ローラ４１の回転に伴ってトナー供給位置からトナー補給口８ａに向けて搬送される。
【００５５】
トナー補給口８ａまで搬送されたトナーは、トナー補給ローラ４１とワイヤ４５の電界によってトナー補給ローラ４１から飛翔し、トナー補給口８ａ内でトナークラウド状態となり、トナー補給口８ａから現像スリーブ４の現像剤に補給される。本実施形態では、ワイヤ４５には＋２００Ｖを印加している。しかし、これに限られず、トナー補給量を制御しつつトナーが飛翔する電界がかかるバイアスであればよい。
【００５６】
トナー供給位置へ進入する際に、トナー供給ローラ４２によりトナー補給ローラ４１上から掻き取られたトナーは、現像装置２のケーシング２ａ内部に戻され、再利用される。
【００５７】
次に、本実施形態におけるトナー補給ローラ４１の具体的構成について説明する。
図４は、本実施形態におけるトナー補給ローラ４１を、その回転軸に対して直交する面に沿って切断したときの断面を模式的に表した部分断面図である。また、図５（ａ）はトナー補給ローラ４１を展開した状態の平面図であり、図５（ｂ）はトナー補給ローラ４１と第１電源６１及び第２電源６２との関係を模式的に示す斜視図である。また、図６（ａ）はトナー補給ローラ４１を展開した状態で示す模式的平面図、図６（ｂ）はトナー補給ローラ４１の模式的断面図である。
【００５８】
トナー補給ローラ４１は、絶縁部材である絶縁性基板４１Ａの表面上に櫛歯状（梯子状）の第１電極６３と櫛歯状（梯子状）の第２電極６４とを設け、その上に表面保護層４１Ｂを設けたものである。第１電極６３と第２電極６４とは、トナーの搬送方向と直交する方向に微細なピッチに並行に設けられており、両サイドのバスライン６３ａ，６４ａを介して第１電源６１や第２電源６２にそれぞれ接続されている。
【００５９】
また、本実施形態において、第２電極６４の電極幅（各櫛歯部分の幅）は、１０μｍ以上１２０μｍ以下であるのが好ましい。１０μｍよりも小さいと、細すぎて電極が途中で断線してしまうおそれがある。一方、１２０μｍより大きいと、第２電極６４の被給電部からの距離が遠い箇所の電圧が低くなり、その箇所でトナーを安定かつ有効にホッピングさせることが困難となる。
【００６０】
本実施形態の被給電部は、トナー補給ローラ４１の外周面上における軸方向両端に設けられている。よって、本実施形態では、第２電極６４の電極幅が１２０μｍより大きいと、トナー補給ローラ４１の軸方向中央部におけるホッピング電界が軸方向両端部のホッピング電界よりも相対的に低くなり、軸方向中央部に担持されているトナーを安定かつ有効にホッピングさせることが困難となる。
【００６１】
また、本実施形態では、第２電極６４の電極ピッチ（櫛歯部分間の距離）は、電極幅と同じか電極幅よりも広いのが好ましい。電極幅よりも小さいと、第１電極６３からの電気力線の多くが表面層６６の外側に出る前に第２電極６４へ収束してしまい、表面層６６の外側に形成されるホッピング電界が弱くなってしまうからである。
【００６２】
一方、電極ピッチが大きいと、電極間中央のホッピング電界が弱くなってしまう。本実施形態において、電極ピッチは、電極幅以上であって電極幅の５倍以下の範囲内であるのが好ましい。
【００６３】
本実施形態では、電極幅及び電極ピッチをいずれも８０μｍに設定している。また、本実施形態では、第２電極６４の電極ピッチを、トナー補給ローラ４１の周方向にわたって一定となるように設定されている。電極ピッチを一定とすることで、第１電極６３と第２電極６４との間で作られるホッピング電界がトナー補給ローラ４１上の周方向にわたってほぼ均一となる。よって、現像領域で周方向に均一なトナーのホッピングを実現することが可能となり、均一な現像が可能となる。
【００６４】
次に、第１電極６３及び第２電極６４に印加する電圧について説明する。
トナー補給ローラ４１上の第１電極６３及び第２電極６４には、それぞれパルス電源（電圧印加手段）である第１電源６１及び第２電源６２から第１電圧及び第２電圧が印加される。第１電源６１及び第２電源６２が印加する第１電圧及び第２電圧は、矩形波が最も適している。ただし、これに限らず、例えばサイン波でも三角波でもよい。
【００６５】
また、本実施形態では、ホッピング電界を形成するための電極が第１電極６３及び第２電極６４の２相構成であり、第１電極６３及び第２電極６４には互いに位相差πをもった電圧がそれぞれ印加される。
【００６６】
本実施形態において、各電圧は矩形波であり、第１電極６３と第２電極６４とにそれぞれ印加される第１電圧と第２電圧は、互いに位相がπだけずれた同じ大きさ（ピークトゥピーク電圧Ｖｐｐ）の電圧である。
【００６７】
よって、第１電極６３と第２電極６４との間には、常にＶｐｐだけの電位差が生じる。この電位差によって電極間に電界が発生し、この電界のうち表面層６６の外側に形成されるホッピング電界によって表面層６６上をトナーがホッピングする。
【００６８】
本実施形態において、Ｖｐｐは１００Ｖ以上１０００Ｖ以下の範囲内であるのが好ましい。Ｖｐｐが１００Ｖより小さいと、十分なホッピング電界を表面層６６上に形成できず、トナーを安定してホッピングさせるのが困難となる。一方、Ｖｐｐが１０００Ｖより大きいと、電極間の電位差が大きくなり過ぎて経時使用により電極間でリークが発生する可能性が高くなる。本実施形態では、Ｖｐｐを５００Ｖに設定している。
【００６９】
本実施形態において、第１電圧と第２電圧の周波数ｆは、０．１ｋＨｚ以上１０ｋＨｚ以下であるのが好ましい。０．１ｋＨｚより小さいと、トナーのホッピングが現像速度に追いつかなくなるおそれがある。一方、１０ｋＨｚより大きいと、トナーの移動が電界の切り替わりに追従できなくなり、トナーを安定してホッピングさせるのが困難となる。本実施形態では、周波数ｆを５００Ｈｚに設定している。
【００７０】
次に、本トナー補給手段を備えた現像装置２におけるトナー補給量（飛翔量）について説明する。
トナー補給ローラ４１へのバイアス条件としては、ｆ＝５００Ｈｚ、Ｖｐｐ＝５００Ｖとした。ワイヤ４５へのバイアス条件としては、印加バイアスを５００Ｖとした。
【００７１】
図７は、ワイヤ４５へのバイアス印加時間とトナー飛翔量の関係を示す図である。
図示のように、ワイヤ４５へのバイアスの印加時間の増減によってトナー飛翔量を制御することができる。また、画像形成装置は画像面積率を算出する画像面積検知手段（不図示）を備えている。そこで、印刷した画像の画像面積率を画像面積検知手段により算出し、その画像面積率に応じてワイヤ４５へのバイアス印加時間を制御して、トナー供給量を制御する。これにより、トナー補給口８ａにおけるトナーが過剰にならずに安定したトナー補給を行うことができる。
【００７２】
例えば、画像面積率１００％でＡ４用紙を１枚印刷した場合、トナー消費量は約０．２ｇであるので、用紙１枚につき８００ｍｓだけワイヤ４５へバイアス印加すれば、消費されたトナー分だけ新たにトナーを現像剤に補給することができる。
【００７３】
また、図示しないが、画像形成装置は上記現像装置を複数個備えてもよい。これにより、各現像装置に備えられたカラーのトナーを用いてカラー画像を印刷することができる。例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックに対応する４個の現像装置が備えられると好ましい。
【００７４】
また、現像装置と、感光体ドラム１、帯電ローラ５０及びクリーニングユニット５８から選択される少なくとも一つとが、一体に支持されたプロセスカートリッジとして構成され、画像形成装置本体に着脱自在であってもよい。これにより、現像装置の交換性が向上する。
【００７５】
また、画像形成装置はプロセスカートリッジを複数個具備すると好ましい。例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックに対応する４個の現像装置に対応する４個のプロセスカートリッジが備えられると好ましい。これにより、寿命や故障による交換が必要なカートリッジのみを交換できるので、ユーザーにとってコストがかからず、安定した画像を得ることができる。
【００７６】
＜実施例＞
実施例１として、ＩＰＳｉＯ ＳＰ ４３００（リコー社製）の現像装置に上記本実施形態のトナー補給装置を組み込み、ＩＰＳｉＯ ＳＰ Ｃ８２１（リコー社製）の非磁性のカラートナー（シアン）及び現像剤を用いた。比較例１として、ＩＰＳｉＯ ＳＰ ４３００（リコー社製）の現像装置に磁性体を含むカラートナー及び現像剤を用いた。実施例１と比較例１で印刷動作を行い、地肌汚れの発生状況を確認した。
【００７７】
詳しくは、画像面積率５％の画像を５００枚印刷した後、印刷動作中に画像形成装置を瞬断し、そのときの感光体上の白部に付着したトナーをテープにより採取し、画像濃度をＸ−ｒｉｔｅ９３８（エックスライト社製）にて測定した。この結果を表１に示す。この感光体上の白部の画像濃度が０．０１以下であれば印刷物の白部に影響はないため、０．０１以下であることが望ましい。図示のように、本実施形態に係るトナー補給装置を搭載した画像形成装置（実施例１）では、感光体白部の画像濃度が０．０１以下であった。一方、比較例１では画像濃度は０．０１より大きかった。
【００７８】
【表１】
2014174371.tif 000003
【００７９】
また、５００枚印刷後の現像剤の帯電量を測定した結果を表２に示す。実施例１では、ＩＰＳｉＯ ＳＰ Ｃ８２１（リコー社製）の現像装置で使用されている現像剤のトナーのトナー帯電量と同等まで帯電しており、十分にトナーが帯電できていた。しかし、比較例１では、トナーの帯電量はそれほど大きくならず、十分な帯電量ではなかった。
【００８０】
【表２】
2014174371.tif 000004
【００８１】
以下に、トナーの構成材料、製造方法について具体的に示す。
（懸濁重合法）
油溶性重合開始剤、重合性単量体中に着色剤、離型剤等を分散し、界面活性剤、その他固体分散剤等が含まれる水系媒体中で後に述べる乳化法によって乳化分散する。その後重合反応を行い粒子化した後に、後述するトナー粒子の表面処理を行えばよい。
【００８２】
（乳化重合凝集法）
水溶性重合開始剤、重合性単量体を水中で界面活性剤を用いて乳化し、通常の乳化重合の手法によりラテックスを合成する。別途着色剤、離型剤等を水系媒体中に分散した分散体を用意し、混合した後にトナーサイズまで凝集させ、加熱融着させることによりトナーを得る。その後に後述するトナー粒子の表面処理を行えばよい。
【００８３】
（ポリマー懸濁法）
水系媒体としては、水単独でもよいが、水と混和可能な溶剤を併用することもできる。混和可能な溶剤としては、アルコール（メタノール、イソプロパノール、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）などが挙げられる。
トナー組成物の油相には、樹脂、プレポリマー、顔料等の着色剤、離型剤、帯電制御剤等を揮発性溶剤に溶解又は分散する。
水系媒体中に、トナー組成物からなる油相を界面活性剤、固体分散剤等の存在下で分散させ、プレポリマーの反応を行わせて粒子化する。その後に後述するトナー粒子の表面処理を行えばよい。
【００８４】
（表面処理方法）
これらいずれのトナー製造法にも共通して、液中で帯電制御付与の表面処理を施すことができる。トナー粒子が水系媒体中で形成され、用いた界面活性剤等を洗浄によって除去した後に、本工程を行うのが好ましい。水系媒体中に存在している余剰の界面活性剤をろ過、遠心分離などの固液分離操作をして除去し、得られたケーキ、スラリーを水系媒体中に再分散する。
その後、トナー粒子表面が有する極性とは逆極性の界面活性剤水溶液を攪拌下で徐々に添加する。逆極性の界面活性剤はトナー粒子固形分に対し０．０１〜１重量％使用することができる。
【００８５】
トナー粒子表面が有する極性としては、１つに用いる界面活性剤が関与する。すなわち、上記に示したようなトナー粒子形成過程で水系媒体中に存在させた界面活性剤が、重合性単量体や有機溶媒と親和性が高いために、トナー粒子表面に残存し易く、この界面活性剤の有する極性がトナー粒子表面が有する極性となる。
また、ポリマー懸濁法の場合は、用いる樹脂を低分子量のものとして分散相の粘度を下げ、乳化を容易にし、しかも乳化後、粒子内で架橋及び／又は伸長反応させることにより、高分子量体の樹脂の含まれる粒子を作製できる。このとき、架橋及び／又は伸長反応によって得られたポリマーが有する極性がトナー粒子表面の極性となる。
このようなトナー粒子表面に存在する極性物質によって、トナーの安定した帯電性が得られないことがあるが、上記のようにトナー粒子表面の極性とは逆の極性の界面活性剤で表面処理することにより、トナー帯電性に与える影響を遮蔽できるというものである。
【００８６】
上記トナー粒子表面の極性とは逆の極性の界面活性剤であって、フッ素を含有する化合物として、以下のものを好適に使用することができる。フッ素を含有する化合物をトナー粒子表面に含有させることで、安定した負帯電性能を有し、また、帯電立ち上がり性の良好なトナーとすることができる。
（フッ素系界面活性剤）
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−［オメガーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１１）オキシ］−１−アルキル（Ｃ３〜Ｃ４）スルホン酸ナトリウム、３−［オメガー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。
【００８７】
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−ｌ２９（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−１０１、ＤＳ−ｌ０２、（タイキン工業社製）、メガファックＦ−ｌｌ０、Ｆ−ｌ２０、Ｆ−１１３、Ｆ−１９１、Ｆ−８１２、Ｆ−８３３（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１０２、ｌ０３、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。
【００８８】
また、カチオン界面活性剤としては、フルオロアルキル基を有する脂肪族一級、二級もしくは三級アミン酸、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四級アンモニウム塩、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−ｌ２１（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−１３５（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−２０２（ダイキン工業杜製）、メガファックＦ−１５０、Ｆ−８２４（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−ｌ３２（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。
また特に、下記一般式（１）にて示される含フッ素四級アンモニウム塩化合物を用いることにより、環境変動時における帯電量変化が少なく安定した現像剤を得ることができる。
【００８９】
【化１】
2014174371.tif 000005
（式中、Ｘ、Ｙ、Ｒ１〜Ｒ４、ｒ及びｓは、それぞれ以下のものを表す。Ｘ：−ＳＯ２−又は−ＣＯ−、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４：水素原子、炭素数１〜１０の低級アルキル基又はアリール基、Ｙ：Ｉ又はＢｒ、ｒ，ｓ：１〜２０の整数。）
【００９０】
またさらに帯電性を補強する目的で再分散したスラリー中に樹脂微粒子分散体を存在させておくこともできる。逆極性の界面活性剤の添加によって樹脂微粒子分散体の水中での荷電が中和され、トナー粒子表面に凝集付着させることができる。この樹脂微粒子はトナー粒子固形分に対し０．０１〜５重量％使用することができる。
（帯電制御性樹脂微粒子）
帯電制御性樹脂微粒子としては、公知のものが使用できるが、高分子系微粒子、例えばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られる樹脂微粒子分散体が好ましい。特に好ましいものとしては、メタクリル酸等のカルボキシル基を有するモノマーと共重合されたポリスチレン、フッ素系メタクリル酸エステルやフッ素系アクリル酸エステルを乳化重合、分散重合の際共重合させたものやシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体微粒子が挙げられる。
【００９１】
これらトナー表面に付着させた帯電制御剤微粒子や樹脂微粒子は、その後スラリーを加熱することによりトナー表面に固定化し、脱離を防止することができる。その際トナーを構成する樹脂のＴｇよりも高い温度にて加熱することが望ましい。乾燥後加熱処理を行ってもよい。
【００９２】
本発明に係るトナーは、その母体粒子が、例えば以下のような原料、並びに製造方法によって製造される。
【００９３】
（変性ポリエステル）
本発明に係るトナーはバインダ樹脂として変性ポリエステル（ｉ）を含む。変性ポリエステル（ｉ）としては、ポリエステル樹脂中にエステル結合以外の結合基が存在したり、またポリエステル樹脂中に構成の異なる樹脂成分が共有結合、イオン結合などで結合した状態をさす。具体的には、ポリエステル末端に、カルボン酸基、水酸基と反応するイソシアネート基などの官能基を導入し、さらに活性水素含有化合物と反応させ、ポリエステル末端を変性したものを指す。
【００９４】
変性ポリエステル（ｉ）としては、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）とアミン類（Ｂ）との反応により得られるウレア変性ポリエステルなどが挙げられる。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）としては、多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の重縮合物で、かつ活性水素基を有するポリエステルを、さらに多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）と反応させたものなどが挙げられる。上記ポリエステルの有する活性水素基としては、水酸基（アルコール性水酸基及びフェノール性水酸基）、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。
【００９５】
ウレア変性ポリエステルは、以下のようにして生成される。
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）構成成分の含有量は、通常０．５〜４０ｗｔ％、好ましくは１〜３０ｗｔ％、さらに好ましくは２〜２０ｗｔ％である。０．５ｗｔ％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、４０ｗｔ％を超えると低温定着性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の１分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常１個以上、好ましくは、平均１．５〜３個、さらに好ましくは、平均１．８〜２．５個である。１分子当たり１個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
【０１０１】
次に、ポリエステルプレポリマー（Ａ）と反応させるアミン類（Ｂ）としては、２価アミン化合物（Ｂ１）、３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）、アミノアルコール（Ｂ３）、アミノメルカプタン（Ｂ４）、アミノ酸（Ｂ５）、およびＢ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）などが挙げられる。
２価アミン化合物（Ｂ１）としては、芳香族ジアミン（フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタンなど）；脂環式ジアミン（４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど）；および脂肪族ジアミン（エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど）などが挙げられる。３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール（Ｂ３）としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン（Ｂ４）としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸（Ｂ５）としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。Ｂ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）としては、前記Ｂ１〜Ｂ５のアミン類とケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類（Ｂ）のうち好ましいものは、Ｂ１およびＢ１と少量のＢ２の混合物である。
【０１０２】
アミン類（Ｂ）の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中のイソシアネート基［ＮＣＯ］と、アミン類（Ｂ）中のアミノ基［ＮＨｘ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］として、通常１／２〜２／１、好ましくは１．５／１〜１／１．５、さらに好ましくは１．２／１〜１／１．２である。［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］が２を超えたり１／２未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常１００／０〜１０／９０であり、好ましくは８０／２０〜２０／８０、さらに好ましくは、６０／４０〜３０／７０である。ウレア結合のモル比が１０％未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。
【０１０３】
本発明で用いられる変性ポリエステル（ｉ）は、ワンショット法、プレポリマー法により製造される。変性ポリエステル（ｉ）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。この時のピーク分子量は１０００〜１００００が好ましく、１０００未満では伸長反応しにくくトナーの弾性が少なくその結果耐ホットオフセット性が悪化する。また１００００を超えると定着性の低下や粒子化や粉砕において製造上の課題が高くなる。変性ポリエステル（ｉ）の数平均分子量は、後述の変性されていないポリエステル（ｉｉ）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。（ｉ）単独の場合は、数平均分子量は、通常２００００以下、好ましくは１０００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００である。２００００を超えると低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
変性ポリエステル（ｉ）を得るための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。
【０１０４】
（未変性ポリエステル）
本発明においては、前記変性されたポリエステル（ｉ）単独使用だけでなく、この（ｉ）と共に、未変性ポリエステル（ｉｉ）をバインダ樹脂成分として含有させることもできる。（ｉｉ）を併用することで、低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が向上し、単独使用より好ましい。（ｉｉ）としては、前記（ｉ）のポリエステル成分と同様な多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）との重縮合物などが挙げられ、好ましいものも（ｉ）と同様である。また、（ｉｉ）は無変性のポリエステルだけでなく、ウレア結合以外の化学結合で変性されているものでもよく、例えばウレタン結合で変性されていてもよい。（ｉ）と（ｉｉ）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、（ｉ）のポリエステル成分と（ｉｉ）は類似の組成が好ましい。（ｉｉ）を含有させる場合の（ｉ）と（ｉｉ）の重量比は、通常５／９５〜８０／２０、好ましくは５／９５〜３０／７０、さらに好ましくは５／９５〜２５／７５、特に好ましくは７／９３〜２０／８０である。（ｉ）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。
【０１０５】
（ｉｉ）のピーク分子量は、通常１０００〜１００００、好ましくは２０００〜８０００、さらに好ましくは２０００〜５０００である。１０００未満では耐熱保存性が悪化し、１００００を超えると低温定着性が悪化する。（ｉｉ）の水酸基価は５以上であることが好ましく、さらに好ましくは１０〜１２０、特に好ましくは２０〜８０である。５未満では耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。（ｉｉ）の酸価は１〜５が好ましく、より好ましくは２〜４である。ワックスに高酸価ワックスを使用するため、バインダは低酸価バインダが帯電や高体積抵抗につながるので二成分系現像剤に用いるトナーにはマッチしやすい。
【０１０６】
バインダ樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は通常３５〜７０℃、好ましくは５５〜６５℃である。３５℃未満ではトナーの耐熱保存性が悪化し、７０℃を超えると低温定着性が不十分となる。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、本発明のトナーにおいては、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。
【０１０７】
（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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
（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。
離型剤はマスターバッチ、バインダ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よい。
【０１１０】
（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。
無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に両微粒子の平均粒径が５×１０−２μｍ以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像装置内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。
酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が０．３〜１．５ｗｔ％の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。
【０１１１】
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。
（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。
【０１１２】
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、水単独でもよいし、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。２０００重量部を超えると経済的でない。
【０１１３】
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ベタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
【０１１４】
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数２〜１０のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、３−［ω−フルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１１）オキシ］−１−アルキル（Ｃ３〜Ｃ４）スルホン酸ナトリウム、３−［ω−フルオロアルカノイル（Ｃ６〜Ｃ８）−Ｎ−エチルアミノ］−１−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル（Ｃ１１〜Ｃ２０）カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸（Ｃ７〜Ｃ１３）及びその金属塩、パーフルオロアルキル（Ｃ４〜Ｃ１２）スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、Ｎ−プロピル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）−Ｎ−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１６）エチルリン酸エステルなどが挙げられる。
商品名としては、サーフロンＳ−１１１、Ｓ−１１２、Ｓ−１１３（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−９３、ＦＣ−９５、ＦＣ−９８、ＦＣ−１２９（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−１０１、ＤＳ−１０２（ダイキン工業社製）、メガファックＦ−１１０、Ｆ−１２０、Ｆ−１１３、Ｆ−１９１、Ｆ−８１２、Ｆ−８３３（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１０２、１０３、１０４、１０５、１１２、１２３Ａ、１２３Ｂ、３０６Ａ、５０１、２０１、２０４、（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−１００、Ｆ１５０（ネオス社製）などが挙げられる。
【０１１５】
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有する脂肪族１級、２級もしくは３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。
【０１１６】
樹脂微粒子は、水性分散体を形成しうる樹脂であればいかなる樹脂も使用でき、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよい。例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂としては、上記の樹脂を２種以上併用しても差し支えない。
このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。例えばビニル系樹脂としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、（メタ）アクリル酸−アクリル酸エステル重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体等の樹脂が挙げられる。樹脂微粒子の平均粒径は５〜２００ｎｍ、好ましくは２０〜３００ｎｍである。
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。
【０１１７】
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よい。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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
５）上記で得られたトナー母体粒子に、必要に応じて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、表面のモル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。
【０１２２】
まとめると、本発明の自己トナー濃度制御方式の現像装置２では、プレドクタ７ａの上流の現像剤滞留部へのトナー補給（トナー取り込み）のために、トナーホッパー８の出口にトナー補給ローラ（フレアローラ）４１を配設している。規制ドクタ４３で摺擦された非磁性トナー３ａは帯電し、トナー補給ローラ４１によりトナー補給口８ａ側に搬送される。そして、トナー補給口８ａ側のトナー補給ローラ４１から微小なギャップで配設されたワイヤ４５に電位を持たせることで、帯電した非磁性トナーを飛翔させ、プレドクタ７ａの上流部に滞留した滞留現像剤３ｅに該トナーを取り込ませることができる。
【０１２３】
以上、図示例をもとに説明したが、画像形成装置は、カラー画像を形成するカラーレーザプリンタに限られず、他のタイプのプリンタ、ファクシミリ、複写機、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置であってもよい。また、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【０１２４】
１：感光体ドラム、２：現像装置、２ａ：ケーシング、３：現像剤、３ａ：トナー、３ｂ：搬送現像剤、３ｃ：収容現像剤、３ｄ：剥離現像剤、３ｅ：滞留現像剤、４：現像スリーブ、５：マグネットローラ、６：ドクタ、７：現像剤収容ケース、７ａ：プレドクタ、８：トナーホッパー、８ａ：トナー補給口、１１：剥離ローラ（磁性体）、４１：トナー補給ローラ、４２：トナー供給ローラ、４３：規制ドクタ、５０：帯電ローラ、５１：光書き込みユニット、５２：用紙、５３：転写ローラ、Ｓ：現像剤収容部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２５】
【特許文献１】特許３３５９１７１号公報
【特許文献２】特許４０７０３８７号公報
【特許文献３】特開２０００−２７５９３９号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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