(57)【要約】【課題】現像剤の帯電、層形成部分の上部に縦長の現像剤貯蔵部を設けた小型化が可能な装置でありながら、帯電、層形成部分への安定した現像剤の補給が行なえ、良好な現像動作を可能とした現像装置を提供する。【解決手段】トナー等の現像剤の供給ローラ３上方に回動自在に配設された回動軸８を有し、回動軸８に対し、断面方向両側に伸延した少なくとも一対以上の羽根状部材９が、略水平方向に達した時に、トナー収容部１１を上下方向に分断し、回動軸８上方に現像剤が存在する場合には、トナー収容部１１内の現像剤を遮蔽するべく配設されると共に、回動軸８下方に有る現像剤の量に対する負荷により、回動軸８の回動を制御する。初期、経時に渡って、現像装置７内のトナー（現像剤）残量の影響を受けない画像形成を可能とした現像装置７を提供することができる。【選択図】      図１
2008197592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像の形成される像担持体に対向する開口部を下部に有し、一成分現像剤を収容する現像剤収容部と、
周面の一部が前記開口部から露出して、前記像担持体と現像部を形成すべく設けられ、前記一成分現像剤を表面に保持して現像剤収容部から現像部へ回転搬送し、前記現像部で前記像担持体の静電潜像を現像する現像剤担持体と、
前記現像部よりも前記現像剤担持体の搬送方向上流側の前記開口部近傍に前記現像剤担持体表面に接触すべく配設され、前記現像剤担持体上に搬送される前記一成分現像剤の厚さを規制する現像剤層規制部材と、
前記現像剤収容部内に配設され、前記現像剤層規制部材よりも前記現像剤担持体の搬送方向上流側で、前記現像剤担持体に圧接して前記現像剤収容部内の現像剤を前記現像剤表面に供給する現像剤供給手段と  を備える現像装置において、
前記現像剤収容部内で、
前記現像剤供給手段上方に回動自在に配設された回動軸を有し、該回動軸に対し、断面方向両側に伸延した少なくとも一対以上の羽根状部材が、略水平方向に達した時に、前記現像剤収容部を上下方向に分断し、前記回動軸上方に現像剤が存在する場合には、前記現像剤収容部内の現像剤を遮蔽するべく配設されると共に、前記回動軸下方に有る現像剤の量に対する負荷により、前記回動軸の回動を制御する
ことを特徴とした現像装置。
【請求項２】
前記現像剤収容部材内に設けられ、前記断面方向両側に伸延した少なくとも一対以上の羽根状部材が、略水平方向に達した時に前記羽根部材と接触する係止部材を設けると共に、係止部材から羽根部材が受ける抗力と、前記回動軸下方に有る現像剤の量に対する負荷の合力が所定負荷を超える時は、前記少なくとも一対以上の羽根状部材が、略水平方向にて停止され、
前記現像剤収容部内の現像剤を遮蔽し、前記係止部材から羽根部材が受ける抗力と、前記回動軸下方に有る現像剤の量に対する負荷の合力が所定負荷を下回った時には、前記回動軸を中心に前記羽根部材を回動させる
ことを特徴とする請求項１項記載の現像装置。
【請求項３】
回動軸の回動制御を、前記回転軸への駆動力伝達経路の途中に設けられ、前記羽根部材に掛かる負荷により伝達効率が可変な駆動力伝達手段としてのスリップクラッチにて行なう
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
前記断面方向両側に伸延した羽根状部材が、２組以上設けられた
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
前記現像装置で用いられる現像剤は、重量平均粒径が３〜８μｍで、重量平均粒径（Ｄ４）と個数平均粒径（Ｄ１）との比（Ｄ４／Ｄ１）が１．００〜１．４０の範囲にある
ことを特徴とする現像装置。
【請求項６】
前記現像装置で用いられる現像剤は、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にある
ことを特徴とする現像装置。
【請求項７】
前記現像装置で用いられる現像剤は、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現像剤である
ことを特徴とする現像装置。
【請求項８】
少なくとも、請求項１及至４のいずれかに記載の現像装置と、該現像装置によりトナー像が形成される像担持体とが一体的に組み込まれ、トナーカートリッジの交換によりトナーを補給する、画像形成装置本体に着脱可能に装着されるプロセスカートリッジ。
【請求項９】
請求項１及至４のいずれかに記載の現像装置を具備する画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１及至４のいずれかに記載の現像装置を複数並列に配したことを特徴するカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の静電複写プロセスによる画像形成に用いられる現像装置に関するものであり、また、この現像装置を用いるプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、特許文献１等に記載されるように、容器内に内包された非磁性、又は磁性のトナー（現像剤）を、例えば発泡ポリウレタン等のトナー供給部材（ローラ）により現像ローラ（現像剤担持体）に供給し、例えば金属薄板等の弾性部材を現像ローラ（現像剤担持体）に押圧接触させ、現像ローラ（現像剤担持体）上のトナーを均一化して感光体（静電潜像担持体）上に形成された静電潜像を現像する一成分現像装置が知られている。
しかし、近年、オフィスのカラー指向に応えて、カラー画像形成装置が登場してきた。このカラー画像形成装置の１つに、感光体ドラム４連タンデム方式がある。この方式は、個々に画像形成機能を有する４組の画像形成機構を内蔵し、４本の像担持体としての感光体ドラム上に、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの粉体一成分現像剤（トナー）を用いて各色の現像剤像（トナー像）を形成し、１枚の被転写材に順次この現像剤像を転写し、カラー画像を得る方式である。しかしながら、従来のトナーの帯電、層形成部分と現像剤貯蔵部が並列に位置する現像装置では、現像装置の小型化が難しく、特に、上記したような現像装置を複数持つカラー画像形成装置では、画像形成装置の小型化を図る上での大きな障害となっていた。
また、現像装置の小型化の方策の一つとしては、現像剤の帯電、層形成部分の上部に縦長の現像剤貯蔵部を設けることで薄型化を図ることがあげられるが、このような現像剤の供給方向が重力方向となる構造では、現像剤の収容量により、現像剤供給量が変動してしまい、現像剤の安定供給が難しく、過剰な未帯電現像剤によるかぶり等の現像不良や、濃度変動等の画像不良を招いていた。
【０００３】
更に近年、高画質化に伴うトナーの小粒径化が進み、トナーの凝集度が上がる傾向にある。暫くの間、装置の使用がなされなかったり、放置をされた場合など、現像装置内のトナーが重力によって凝集し、その後の使用時に、供給ローラ、現像ローラの極近傍のトナーだけが使用され、所謂「空洞化」現象を発生させ、トナーの供給不良による濃度低下や、カスレという不具合を生じることもある。
トナーの重力による凝集を防止させる方法として、現像装置内全範囲においてのトナーを常に攪拌することが考えられるが、縦長の現像装置ではトナーの上下移動が困難であり、またトナーに不必用な負荷を与え、トナーの劣化を促進させたり、攪拌の方向にとっては、かえって供給ローラ近傍のトナー循環を悪化させることもある。
そのため、例えば、特許文献２に記載があるように、縦長の現像装置を上下に分割し、下方側のトナー量を検出し、トナー補給部材の回転を制御して、供給ローラ近傍にトナーの圧力が掛かり難くした装置か考案されているが、トナー量検出器（センサ）や、トナー補給部材の回転を制御する電磁クラッチ等の部品が各現像装置に対応して必用（４セット）となり、装置の複雑化、コスト上昇等を招いていた。
【０００４】
【特許文献１】特許第３３２０９５４号公報
【特許文献２】特開平２００３−５４８７号公報（第７図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記実情に基づきなされたもので、その課題とするところは、現像剤の帯電、層形成部分の上部に縦長の現像剤貯蔵部を設けた小型化が可能な装置でありながら、帯電、層形成部分への安定した現像剤の補給が行なえ、良好な現像動作を可能とした現像装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の現像装置は、静電潜像の形成される像担持体に対向する開口部を下部に有し、一成分現像剤を収容する現像剤収容部と、周面の一部が前記開口部から露出して、前記像担持体と現像部を形成すべく設けられ、前記一成分現像剤を表面に保持して現像剤収容部から現像部へ回転搬送し、前記現像部で前記像担持体の静電潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像部よりも前記現像剤担持体の搬送方向上流側の前記開口部近傍に前記現像剤担持体表面に接触すべく配設され、前記現像剤担持体上に搬送される前記一成分現像剤の厚さを規制する現像剤層規制部材と、前記現像剤収容部内に配設され、前記現像剤層規制部材よりも前記現像剤担持体の搬送方向上流側で、前記現像剤担持体に圧接して前記現像剤収容部内の現像剤を前記現像剤表面に供給する現像剤供給手段と  を備える現像装置において、前記現像剤収容部内で、前記現像剤供給手段上方に回動自在に配設された回動軸を有し、該回動軸に対し、断面方向両側に伸延した少なくとも一対以上の羽根状部材が、略水平方向に達した時に、前記現像剤収容部を上下方向に分断し、前記回動軸上方に現像剤が存在する場合には、前記現像剤収容部内の現像剤を遮蔽するべく配設されると共に、前記回動軸下方に有る現像剤の量に対する負荷により、前記回動軸の回動を制御する。
また、本発明の現像装置は、さらに、前記現像剤収容部材内に設けられ、前記断面方向両側に伸延した少なくとも一対以上の羽根状部材が、略水平方向に達した時に前記羽根部材と接触する係止部材を設けると共に、係止部材から羽根部材が受ける抗力と、前記回動軸下方に有る現像剤の量に対する負荷の合力が所定負荷を超える時は、前記少なくとも一対以上の羽根状部材が、略水平方向にて停止され、前記現像剤収容部内の現像剤を遮蔽し、前記係止部材から羽根部材が受ける抗力と、前記回動軸下方に有る現像剤の量に対する負荷の合力が所定負荷を下回った時には、前記回動軸を中心に前記羽根部材を回動させる。これによって、特に縦長の現像装置において、供給ローラ（現像剤供給部材）上方に充填されたトナー（現像剤）の重力によって発生する、地かぶり（地汚れ）、濃度ムラ、濃度低下、カスレ等の異常画像の発生を抑え、初期、経時に渡って、現像装置内のトナー（現像剤）残量の影響を受けない画像形成を可能とした現像装置を提供することができる。
【０００７】
また、本発明の現像装置は、さらに、回動軸の回動制御を、前記回転軸への駆動力伝達経路の途中に設けられ、前記羽根部材に掛かる負荷により伝達効率が可変な駆動力伝達手段としてのスリップクラッチにて行なうことを特徴とする。これによって、簡単且つ安価な構成で、容易に上記の現像装置を提供することができる。
また、本発明の現像装置は、さらに、前記断面方向両側に伸延した羽根状部材が、２組以上設けられた。これによって、トナー（現像剤）残量に対して感度が高い制御を行うことが可能な現像装置を提供することができる。
また、本発明の現像装置は、さらに、前記現像装置で用いられる現像剤は、重量平均粒径が３〜８μｍで、重量平均粒径（Ｄ４）と個数平均粒径（Ｄ１）との比（Ｄ４／Ｄ１）が１．００〜１．４０の範囲にある。これによって、小粒径で粒径分布の狭いトナー（現像剤）を用いることで、トナー帯電分布が均一で、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ると共に、静電転写方式における高転写率を得ることのできる現像装置及び画像形成装置を提供することができる。
また、本発明の現像装置は、さらに、前記現像装置で用いられる現像剤は、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にある。これによって、トナー形状を適正な範囲とし、高い流動性を得ることでトナーの供給性を向上させ、また、トナー層の均一化を保ちムラの無い高品位な画像を得ると共に、トナー間（トナー同士）の吸着力、感光体とトナーの吸着力を弱め、高転写率を得ることのできる現像装置及び画像形成装置を提供することができる。
また、本発明の現像装置は、さらに、前記現像装置で用いられる現像剤は、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現像剤である。これによって、小粒径で、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができ、形状及び表面のモフォロジーを制御可能なトナーの工法であり、これにより、高品位な画像を得、且つ高転写率を得ることのできる現像装置及び画像形成装置を提供することができる。
【０００８】
本発明のプロセスカートリッジは、少なくとも、上述の現像装置と、該現像装置によりトナー像が形成される像担持体とが一体的に組み込まれ、トナーカートリッジの交換によりトナーを補給する、画像形成装置本体に着脱可能に装着される。これによって、安定した画像が得られると共に、作像手段の保守、交換を容易にするプロセスカートリッジを提供することができる。
【０００９】
本発明の画像形成装置は、上述の現像装置を具備する。これによって、期、経時に渡って、現像装置内のトナー（現像剤）残量の影響を受けない画像形成を可能とし、操作性の優れた現像装置、プロセスカートリッジを搭載した画像形成装置の提供ができる。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、上述の現像装置を複数並列に配したカラー画像形成装置である。これによって、縦長で画像の安定した現像装置並びにプロセスカートリッジを用いることが可能であり、例えば感光体を含んだ４色のプロセスカートリッジを並列に配した、小型のカラー画像形成装置の提供ができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明によれば、特に縦長の現像装置において、供給ローラ（現像剤供給部材）上方に充填されたトナー（現像剤）の重力によって発生する、地かぶり（地汚れ）、濃度ムラ、濃度低下、カスレ等の異常画像の発生を抑え、初期、経時に渡って、現像装置内のトナー（現像剤）残量の影響を受けない画像形成を可能とした現像装置を提供することができる。
また、本発明によれば、安定した画像が得られると共に、作像手段の保守、交換を容易にするプロセスカートリッジを提供することができる。
また、本発明によれば、初期、経時に渡って、現像装置内のトナー（現像剤）残量の影響を受けない画像形成を可能とし、操作性の優れた現像装置、プロセスカートリッジを搭載した画像形成装置の提供ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明が適用される現像装置の基本構成図である。図１に示すように、現像装置７は、感光体ドラム（像担持体）１表面の静電潜像を現像するためにトナーを表面に担持して回転する現像ローラ（現像剤担持体）２と、トナー供給ローラ（現像剤供給部材）３、該トナー供給ローラの近傍に回動自在に設置された攪拌部材５及びドクタブレード（現像剤層規制部材）４とで構成され、トナーを収容するトナー（現像剤）収容部１１がその上方に配設される。
感光体ドラム１、現像ローラ２、供給ローラ３及び攪拌部材５は、図１中の各矢印方向に所定の回転数で回転する。この際、供給ローラ３上方で、現像ローラ２に供給たトナーの余剰トナー及び、ブレード４で掻き落とされた余剰トナーは、図中Ａの様に循環することが望ましい。
しかし、縦長の現像装置においては、供給ローラ３上方に充填されたトナーの重力による圧が掛かり、この流れが阻害され、上述の問題を発生させる。また、暫くの間、装置の使用がなされなかったり、放置をされた場合など、現像装置内のトナーが重力によって凝集し、図２に示したように、その後の使用時に、供給ローラ３、現像ローラ２の極近傍のトナーだけが使用され、所謂「空洞化」現象を発生させ、トナーの供給不良による濃度低下や、カスレという不具合を生じることもある。図２は、現像装置で空洞化ができる状態を示す図である。
【００１３】
次に、図３から図５を用いて、本発明の一実施例である現像装置について説明する。図３から図５は、本発明の一実施例である現像装置の構成図である。
供給ローラ３上方には、回転軸８に、例えばＰＥＴ材等の弾性を有するシート状の羽根９が、回転軸８を中心にして対称に設置され、２枚の羽根９が略水平になった状態で現像装置７のケース１１断面をほぼ遮蔽するように、回転軸８を中心に回動自在に配設されている。ケース１１の側面には、下方から上方に向け、ケース１１の内側に伸延する突起１０が、羽根９の端部に接触するように設けられている。図５に示したように、回転軸８への駆動力伝達経路の途中、すなわち、駆動手段である駆動歯車１７と噛合する従動歯車１６が取付けられた入力軸１８と回転軸８と一体の出力軸１９との間には負荷により伝達効率が可変な駆動力伝達手段としてのスリップクラッチ１５が介在された状態となっている。
【００１４】
このスリップクラッチ１５は、領域６におけるトナーの抵抗力と、上述の突起１０との合力が、予め設定された基準値よりも高くなると、その抵抗の増加によりスリップし、２枚の羽根９が略水平になった状態で現像装置７のケース１１断面をほぼ遮蔽する位置となるように停止し、図３（ａ）のように、領域６のトナーが減少し、羽根９下方に掛かるトナーの抵抗力が低下すると、図３（ｂ）に示したように回転軸８及び羽根９を回転させるようにその回転を制御するようになっている。回転軸８及び羽根９の回動により、現像装置７内の回転軸８及び羽根９の上方のトナーが下方に供給され、図３（ｃ）のように、領域６がトナーで満たされると、現像装置７のケース１１断面をほぼ遮蔽する位置となるように停止する。これにより、現像装置７内にトナーが多く入っている場合でも、供給ローラ３上部付近には過剰なトナーの圧が掛かることは無く、トナーの消費によって供給ローラ３付近のトナーが不足する以前に必用量のトナーが自動的に供給されるので、現像装置７内のトナー残量に係わらず、安定した画像が得られる。上述のスリップクラッチ１５は、例えばスプリング式、オイルや紛体を用いたもの、或いは磁石や平板間に種々摩擦抵抗体を入れたもの等、敵便に使用することができる。
【００１５】
図６は、本発明の他の実施例を示す図である。回転軸８を中心に、４枚の羽根９を対称的に配設されている。これにより、領域６周りの空間（トナー残量）に対して、感度が上がると共に、回転軸８及び羽根９が１／４回転（９０度）毎に制御され、より信頼性が増す。  
図７は、羽根及び突起の他の実施例を示すものである。羽根９厚み、材質によりの強度を増してその変形を最小にしたい場合には、ケース１１側壁に設けた窪みに、下方から上方に向け、ケース１１の内側に伸延するストッパ２０を設け、後方より圧縮スプリング２１で押圧し、上記同様の回転制御を達成している。羽根の撓みを利用する場合、厚みや接触量によるバラツキに留意する必要があるが、図７の方法は、規制力を安定にすることが可能である。
尚、現像装置７内のトナーが減少し、回転軸８下方に空間が連続的に存在する状態になると、回転軸８及び羽根９は図３（ｂ）又は図６（ｂ）に記載された矢印方向に回動回数を増し、現像装置７内の残トナーを供給ローラ３上、現像ローラ２方向に搬送することになり、現像装置７内のトナーを効率良く使用することが可能となる。
【００１６】
次に本発明に係わるトナーについて説明する。６００ｄｐｉ以上の微少ドットを再現するために、トナーの重量平均粒径は３〜８μｍが好ましい。この範囲では、微小な潜像ドットに対して、十分に小さい粒径のトナー粒子を有していることから、ドット再現性に優れる。
重量平均粒径（Ｄ４）が３μｍ未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象が発生しやすい。重量平均粒径（Ｄ４）が８μｍを超えると、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しい。また、重量平均粒径（Ｄ４）と個数平均粒径（Ｄ１）との比（Ｄ４／Ｄ１）は１．００〜１．４０の範囲にあることが好ましい。（Ｄ４／Ｄ１）が１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
【００１７】
次に、トナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−IIやコールターマルチサイザーII（いずれもコールター社製）があげられる。以下に測定方法について述べる。まず、電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−II（コールター社製）が使用できる。ここで、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの重量、個数を測定して、重量分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径（Ｄ４）、個数平均粒径（Ｄ１）を求めることができる。チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μｍ以上乃至４０．３０μｍ未満の粒子を対象とする。
【００１８】
トナーの形状係数ＳＦ−１は１００〜１８０、形状係数ＳＦ−２は１００〜１８０の範囲にあることが好ましい。図８と図９は、形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式（１）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）  ・・・式（１）
ＳＦ−１の値が１００の場合トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。
また、形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式（２）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００／４πを乗じた値である。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）  ・・・式（２）
ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析して計算した。
トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、転写率が低下するため好ましくない。
【００１９】
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。
【００２０】
（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。
【００２１】
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。
【００２２】
多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の比率は、水酸基［ＯＨ］とカルボキシル基［ＣＯＯＨ］の当量比［ＯＨ］／［ＣＯＯＨ］として、通常２／１〜１／１、好ましくは１．５／１〜１／１、さらに好ましくは１．３／１〜１．０２／１である。
多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の重縮合反応は、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。ポリエステルの水酸基価は５以上であることが好ましく、ポリエステルの酸価は通常１〜３０、好ましくは５〜２０である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすく、さらには記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。しかし、酸価が３０を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。
また、重量平均分子量１万〜４０万、好ましくは２万〜２０万である。重量平均分子量が１万未満では、耐オフセット性が悪化するため好ましくない。また、４０万を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。
【００２３】
ポリエステルには、上記の重縮合反応で得られる未変性ポリエステルの他に、ウレア変性のポリエステルが好ましく含有される。ウレア変性のポリエステルは、上記の重縮合反応で得られるポリエステルの末端のカルボキシル基や水酸基等と多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）とを反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋及び／又は伸長されて得られるものである。
多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）としては、脂肪族多価イソシアネート（テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，６−ジイソシアナトメチルカプロエートなど）；脂環式ポリイソシアネート（イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど）；芳香族ジイソシアネート（トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど）；芳香脂肪族ジイソシアネート（α，α，α’，α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど）；イソシアネート類；前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの；およびこれら２種以上の併用が挙げられる。
【００２４】
多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）の比率は、イソシアネート基［ＮＣＯ］と、水酸基を有するポリエステルの水酸基［ＯＨ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＯＨ］として、通常５／１〜１／１、好ましくは４／１〜１．２／１、さらに好ましくは２．５／１〜１．５／１である。［ＮＣＯ］／［ＯＨ］が５を超えると低温定着性が悪化する。［ＮＣＯ］のモル比が１未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）構成成分の含有量は、通常０．５〜４０ｗｔ％、好ましくは１〜３０ｗｔ％、さらに好ましくは２〜２０ｗｔ％である。０．５ｗｔ％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、４０ｗｔ％を超えると低温定着性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の１分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常１個以上、好ましくは、平均１．５〜３個、さらに好ましくは、平均１．８〜２．５個である。１分子当たり１個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。（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。
【００２８】
また、ポリエステルプレポリマー（Ａ）とアミン類（Ｂ）との架橋及び／又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン（ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど）、およびそれらをブロックしたもの（ケチミン化合物）などが挙げられる。
ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常１万以上、好ましくは２万〜１０００万、さらに好ましくは３万〜１００万である。１万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常２０００〜１５０００、好ましくは２０００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００である。２００００を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
【００２９】
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性およびフルカラー画像形成装置１００に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。尚、未変性ポリエステルはウレア結合以外の化学結合で変性されたポリエステルを含んでも良い。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは、少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。
また、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとの重量比は、通常２０／８０〜９５／５、好ましくは７０／３０〜９５／５、さらに好ましくは７５／２５〜９５／５、特に好ましくは８０／２０〜９３／７である。ウレア変性ポリエステルの重量比が５％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを含むバインダー樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は、通常４５〜６５℃、好ましくは４５〜６０℃である。４５℃未満ではトナーの耐熱性が悪化し、６５℃を超えると低温定着性が不十分となる。
また、ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。
【００３０】
（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。
【００３１】
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。
【００３２】
（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。
【００３３】
（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。
【００３４】
（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。
【００３５】
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。
【００３６】
２）トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させ
る。
水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール（メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど）、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類（メチルセルソルブなど）、低級ケトン類（アセトン、メチルエチルケトンなど）などの有機溶媒を含むものであってもよい。
トナー材料液１００重量部に対する水系媒体の使用量は、通常５０〜２０００重量部、好ましくは１００〜１０００重量部である。５０重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。２００００重量部を超えると経済的でない。
また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの４級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ（アミノエチル）グリシン、ジ（オクチルアミノエチル）グリシンやＮ−アルキル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
図１０、本発明の現像装置を有するプロセスカートリッジの概略構成を示す図である。本発明においては、感光体１、帯電手段２２、現像手段及びクリーニング手段２１等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを複写機やプリンタ等の画像形成装置本体に体して、着脱可能に構成する。これにより、トナー汚れを発生させない保守交換性の良好なプロセスカートリッジが提供できる。
【００４６】
縦長で画像の安定した現像装置並びにプロセスカートリッジを用いることが可能であり、例えば感光体を含んだ４色のプロセスカートリッジを並列に配した、小型のカラー画像形成装置の提供ができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明が適用される現像装置の基本構成図である。
【図２】現像装置で空洞化ができる状態を示す図である。
【図３】本発明の一実施例である現像装置の構成図である。
【図４】本発明の一実施例である現像装置の構成図である。
【図５】本発明の一実施例である現像装置の構成図である。
【図６】本発明の他の実施例を示す図である。
【図７】羽根及び突起の他の実施例を示すものである。
【図８】形状係数ＳＦ−１を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。
【図９】形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。
【図１０】本発明の現像装置を有するプロセスカートリッジの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  感光体
２  現像ローラ
３  供給ローラ
４  規制ブレード
５  撹拌部材
７  現像装置
８  回転軸
９  羽根
１０  突起
１１  トナー収納部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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