(57)【要約】【課題】感光体ドラム上の転写残トナーによる帯電ローラへのトナー付着を防止するクリーニング装置を配設せず、また、感光体ドラム上の転写残トナーが、中間転写ベルト等の表面移動部材を介して、下流側の感光体ドラムに逆転写するのを抑えるタンデム型画像形成装置及びこれらに用いられるトナーを提供する。【解決手段】転写装置６による転写後に感光体ドラム１に残留する転写残トナーのうち逆帯電トナーＴ１を感光体ドラム１から回収して保持し、その保持した転写残トナーを感光体ドラム１に戻す一時保持装置４０と、帯電ローラ３ａと感光体ドラム１との間で形成される帯電領域を通過した正規帯電トナーＴ０を感光体ドラム１から回収する回収装置５、６とを設け、かつ、前記一時保持装置４０は、直流及び交流バイアスを印加するタンデム型画像形成装置とする。【選択図】      図１
2004287329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像を担持する潜像担持体と、帯電部材を潜像担持体表面に接触又は近接させて潜像担持体を帯電する帯電装置と、潜像担持体に潜像を形成する潜像形成装置と、潜像担持体の潜像にトナーを付着させて現像する現像装置と、潜像担持体とこれに接触しつつ表面移動する表面移動部材との間に転写電界を形成して、潜像担持体に形成されたトナー像を、表面移動部材との間に挟持される記録部材上又は表面移動部材上に転写する転写装置と  を備える画像形成装置において、
前記画像形成装置は、転写装置による転写後に潜像担持体に残留する転写残トナーのうち逆帯電トナーを潜像担持体から回収して保持し、その保持した転写残トナーを潜像担持体に戻す一時保持装置と、
帯電部材と潜像担持体との間で形成される帯電領域を通過した正規帯電トナーを潜像担持体から回収する回収装置とを設け、
かつ、前記一時保持装置は、直流及び交流バイアスを印加する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記一時保持装置は、印加する交流バイアスのＶｐ−ｐが２００Ｖ〜３ｋＶの範囲であって、周波数が５００Ｈｚ〜５ｋＨｚの範囲であり、直流バイアスの電位Ｖｄｃが（１／２）×Ｖｐ−ｐより小さい
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記一時保持装置は、ブラシ状ローラを備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記一時保持装置は、ブラシ状ローラのブラシの電気抵抗が１０２〜１０８Ω・ｃｍの範囲にある
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかにに記載の画像形成装置において、
前記一時保持装置は、ブラシ状ローラのブラシの太さが１〜２０デニールで、長さが０．３〜４．０ｍｍの範囲にある
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記一時保持装置は、ブラシ状ローラが、潜像担持体の軸方向に揺動する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記一時保持装置は、ブラシ状ローラのブラシの潜像担持体に対する食い込み量が、０．３〜３．０ｍｍの範囲にある
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記一時保持装置は、ブラシ状ローラが、ナイロン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂の群から選択される樹脂であって、導電性粒子を含有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、用いられるトナーの体積平均粒径（Ｄｖ）が３〜８μｍの範囲にあり、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）で定義される分散度が１．０５〜１．４０の範囲にある
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、用いられるトナーの形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、かつ  形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にある
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、用いられるトナーが、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲であって、長軸ｒ１≧短軸ｒ２≧厚さｒ３の関係を満足する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、用いられるトナーが、略球形の形状である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、作像形成部の現像装置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、離型剤を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で架橋及び／又は伸長反応させるトナーである
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、少なくとも、潜像担持体と一時保持装置とを一体化したプロセスカートリッジであって、着脱可能にする
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
少なくとも、潜像を担持する潜像担持体と、
転写装置による転写後に潜像担持体に残留する転写残トナーのうち逆帯電トナーを潜像担持体から回収して保持し、その保持した転写残トナーを潜像担持体に戻す一時保持装置と、
帯電部材と潜像担持体との間で形成される帯電領域を通過した逆帯電トナーを潜像担持体から回収する回収装置とを一体化して、画像形成装置に着脱可能にしたプロセスカートリッジにおいて、
前記一時保持装置は、直流又は直流及び交流バイアスを印加する
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１６】
請求項１５に記載のプロセスカートリッジにおいて、
前記プロセスカートリッジは、請求項１ないし７のいずれかに記載の一時保持装置を備える
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１７】
潜像を担持する潜像担持体と、帯電部材を潜像担持体表面に接触又は近接させて潜像担持体を帯電する帯電装置と、潜像担持体に潜像を形成する潜像形成装置と、潜像担持体の潜像にトナーを付着させて現像する現像装置と、潜像担持体とこれに接触しつつ表面移動する表面移動部材との間に転写電界を形成して、潜像担持体に形成されたトナー像を、表面移動部材との間に挟持される記録部材上又は表面移動部材上に転写する転写装置と  を備える画像形成装置に用いられるトナーおいて、
前記画像形成装置は、転写装置による転写後に潜像担持体に残留する転写残トナーのうち逆帯電トナーを潜像担持体から回収して保持し、その保持した転写残トナーを潜像担持体に戻す一時保持装置と、
帯電部材と潜像担持体との間で形成される帯電領域を通過した逆帯電トナーを潜像担持体から回収する回収装置とを設け、
前記トナーは、用いられるトナーの体積平均粒径（Ｄｖ）が３〜８μｍの範囲にあり、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）で定義される分散度が１．０５〜１．４０の範囲にある
ことを特徴とするトナー。
【請求項１８】
請求項１７に記載のトナーにおいて、
前記トナーは、トナーの形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、かつ  形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にある
ことを特徴とするトナー。
【請求項１９】
請求項１７又は１９に記載のトナーにおいて、
前記トナーは、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲であって、長軸ｒ１≧短軸ｒ２≧厚さｒ３の関係を満足する
ことを特徴とするトナー。
【請求項２０】
請求項１７ないし１９のいずれかに記載のトナーにおいて、
前記トナーは、略球形の形状である
ことを特徴とするトナー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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の画像形成装置及びこれに用いるプロセスカートリッジ、トナーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
潜像担持体と、これに接触しつつ移動する中間転写体又は記録部材との間に転写電界を形成することで、潜像担持体上のトナー像を転写する静電転写方式を採用する画像形成装置では、転写後の潜像担持体表面に転写しきれない転写残トナーが残留する。この転写残トナーが除去されないまま、その潜像担持体が次の画像形成工程に供されると、その転写残トナー上の電荷はレーザ光が照射されても電荷がアースされないために、ハーフトーン部又はベタ部に白点が表れた異常画像の原因となる。また、転写残トナーが再度転写領域で転写され、次の画像とともに記録部材上に転写されて二重に画像を形成するという問題がある。
さらに、この転写残トナーは、潜像担持体を各色ごとに備え、複数の潜像担持体を表面移動部材の移動方向に並列させるタンデム型の画像形成装置では、中間転写体又は記録部材を搬送する搬送ベルト等を介して、下流側の潜像担持体に逆に転写して、帯電装置に付着して、帯電むらによる帯電の不均一で白すじ等の異常画像が発生する。転写残トナーが転写領域で潜像担持体から中間転写体等の表面移動部材に転写され、下流側にある潜像担持体まで搬送され、この潜像担持体の転写領域で表面移動部材から潜像担持体に逆に転写（以下、単に「逆転写」）するという問題がある。
【０００３】
そのため、従来は、転写領域から帯電領域までの潜像担持体に対向する位置にクリーニング装置を設け、転写残トナーを除去していた。このようなクリーニング装置は、潜像担持体から回収した転写残トナーを収容する廃トナータンクや、回収した転写残トナーを再利用するためにその転写残トナーを搬送するリサイクルトナー搬送通路などを設けるスペースが必要になるため、画像形成装置が大型化してしまい、また、部品の増加によるコストの上昇を招くという不具合がある。また、タンデム型の画像形成装置では、転写残トナーが複数ある潜像担持体のすべてに個別にクリーニング装置を設ける必要が生じ、装置の大型化及び高コスト化という不具合がある。
【０００４】
このような不具合に対して、クリーニング装置を省いたクリーニングレスの画像形成装置が提案されている。例えば、潜像担持体に残留した転写残トナーを、現像装置を用いて回収する方式（以下、「現像同時クリーニング方式」という。）の画像形成装置に関する技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。この現像同時クリーニング方式では、クリーニングとは別の目的で設置されている現像装置をクリーニング手段として利用するため、別個独立に上記のようなクリーニング装置を設ける必要がないことで、装置の小型化及び低コスト化に大きく貢献することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０６−０４３７８９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、上記問題を考慮してなされたものであり、その課題は、潜像担持体上の転写残トナーによる帯電ローラへのトナー付着を防止するクリーニング装置を配設しないタンデム型画像形成装置及びこれらに用いられるトナーを提供することを課題とする。また、潜像担持体上の転写残トナーが、表面移動部材を介して、下流側の潜像担持体に逆転写するのを抑えることができるタンデム型画像形成装置及びこれらに用いられるトナーを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、請求項１に記載の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、帯電部材を潜像担持体表面に接触又は近接させて潜像担持体を帯電する帯電装置と、潜像担持体に潜像を形成する潜像形成装置と、潜像担持体の潜像にトナーを付着させて現像する現像装置と、潜像担持体とこれに接触しつつ表面移動する表面移動部材との間に転写電界を形成して、潜像担持体に形成されたトナー像を、表面移動部材との間に挟持される記録部材上又は表面移動部材上に転写する転写装置と  を備える画像形成装置において、前記画像形成装置は、転写装置による転写後に潜像担持体に残留する転写残トナーのうち逆帯電トナーを潜像担持体から回収して保持し、その保持した転写残トナーを潜像担持体に戻す一時保持装置と、帯電部材と潜像担持体との間で形成される帯電領域を通過した正規帯電トナーを潜像担持体から回収する回収装置とを設け、かつ、前記一時保持装置は、直流及び交流バイアスを印加する画像形成装置とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記一時保持装置は、印加する交流バイアスのＶｐ−ｐが２００Ｖ〜３ｋＶの範囲であって、周波数が５００Ｈｚ〜５ｋＨｚの範囲であり、直流バイアスの電位Ｖｄｃが（１／２）×Ｖｐ−ｐより小さい画像形成装置とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記一時保持装置は、ブラシ状ローラを備える画像形成装置とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記一時保持装置は、ブラシ状ローラのブラシの電気抵抗が１０２〜１０８Ω・ｃｍの範囲にある画像形成装置とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかにに記載の画像形成装置において、前記一時保持装置は、ブラシ状ローラのブラシの太さが１〜２０デニールで、長さが０．３〜４．０ｍｍの範囲にある画像形成装置とする。
【０００８】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記一時保持装置は、ブラシ状ローラが、潜像担持体の軸方向に揺動する画像形成装置とする。
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置において、前記一時保持装置は、ブラシ状ローラのブラシの潜像担持体に対する食い込み量が、０．３□□〜３．０ｍｍの範囲にある画像形成装置とする。
請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置において、前記一時保持装置は、ブラシ状ローラが、ナイロン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂の群から選択される樹脂であって、導電性粒子を含有する画像形成装置とする。
【０００９】
請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、用いられるトナーの体積平均粒径（Ｄｖ）が３〜８μｍの範囲にあり、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）で定義される分散度が１．０５〜１．４０の範囲にある画像形成装置とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし９のいずれかに記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、用いられるトナーの形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、かつ  形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にある画像形成装置とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項１ないし１０のいずれかに記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、用いられるトナーが、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲であって、長軸ｒ１≧短軸ｒ２≧厚さｒ３の関係を満足する画像形成装置とする。
請求項１２に記載の発明は、請求項１ないし１１のいずれかに記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、用いられるトナーが、略球形の形状である画像形成装置とする。
請求項１３に記載の発明は、請求項１ないし１２のいずれかに記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、作像形成部の現像装置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、離型剤を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で架橋及び／又は伸長反応させるトナーである画像形成装置とする。
請求項１４に記載の発明は、請求項１ないし１３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、少なくとも、潜像担持体と一時保持装置とを一体化したプロセスカートリッジであって、着脱可能にする画像形成装置とする。
【００１０】
請求項１５に記載の発明は、少なくとも、潜像を担持する潜像担持体と、転写装置による転写後に潜像担持体に残留する転写残トナーのうち逆帯電トナーを潜像担持体から回収して保持し、その保持した転写残トナーを潜像担持体に戻す一時保持装置と、帯電部材と潜像担持体との間で形成される帯電領域を通過した逆帯電トナーを潜像担持体から回収する回収装置とを一体化して、画像形成装置に着脱可能にしたプロセスカートリッジにおいて、前記一時保持装置は、直流又は直流及び交流バイアスを印加するプロセスカートリッジとする。
請求項１６に記載の発明は、請求項１５に記載のプロセスカートリッジにおいて、前記プロセスカートリッジは、請求項１ないし７のいずれかに記載の一時保持装置を備えるプロセスカートリッジとする。
【００１１】
請求項１７に記載の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、帯電部材を潜像担持体表面に接触又は近接させて潜像担持体を帯電する帯電装置と、潜像担持体に潜像を形成する潜像形成装置と、潜像担持体の潜像にトナーを付着させて現像する現像装置と、潜像担持体とこれに接触しつつ表面移動する表面移動部材との間に転写電界を形成して、潜像担持体に形成されたトナー像を、表面移動部材との間に挟持される記録部材上又は表面移動部材上に転写する転写装置と  を備える画像形成装置に用いられるトナーおいて、前記画像形成装置は、転写装置による転写後に潜像担持体に残留する転写残トナーのうち逆帯電トナーを潜像担持体から回収して保持し、その保持した転写残トナーを潜像担持体に戻す一時保持装置と、帯電部材と潜像担持体との間で形成される帯電領域を通過した逆帯電トナーを潜像担持体から回収する回収装置とを設け、前記トナーは、用いられるトナーの体積平均粒径（Ｄｖ）が３〜８μｍの範囲にあり、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）で定義される分散度が１．０５〜１．４０の範囲にあるトナーとする。
請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載のトナーにおいて、前記トナーは、トナーの形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、かつ  形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあるトナーとする。
請求項１９に記載の発明は、請求項１７又は１９に記載のトナーにおいて、前記トナーは、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲であって、長軸ｒ１≧短軸ｒ２≧厚さｒ３の関係を満足するトナーとする。
請求項２０に記載の発明は、請求項１７ないし１９のいずれかに記載のトナーにおいて、前記トナーは、略球形の形状であるトナーとする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。ここでは、電子写真方式の画像形成装置に適用した一実施形態について説明する。画像形成装置は、イエロー（以下、「Ｙ」と記す。）、シアン（以下、「Ｃ」と記す。）、マゼンタ（以下、「Ｍ」と記す。）、ブラック（以下、「Ｋ」と記す。）の４色のトナーから、カラー画像を形成するものである。
まず、複数の潜像担持体を備え、該複数の潜像担持体を表面移動部材の移動方向に並列させる画像形成装置（以下、「タンデム型」と記す。）の基本的な構成について説明する。この画像形成装置は、潜像担持体として４つの感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋを備えている。なお、ここではドラム状の感光体を例に挙げているが、ベルト状の感光体を採用することもできる。各感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、それぞれ表面移動部材である中間転写ベルト１０に接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。各感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、それぞれ中間転写ベルト１０に接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。各感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、比較的薄い円筒状の導電性基体上に感光層を形成し、更にその感光層の上に保護層を形成したものであり、また、感光層と保護層との間に中間層を設けても良い。
【００１３】
図２は、感光体ドラムを配設する作像形成部の構成を示す概略図である。なお、作像形成部２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋにおける各感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ周りの構成はすべて同じであるため、１つの作像形成部２についてのみ図示し、色分け用の符号Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋについては省略してある。感光体ドラム１の周りには、その表面移動方向に沿って、トナーを一時的に保持する一時保持装置４０、帯電手段としての帯電装置３、現像手段としての現像装置５の順に配置されている。帯電装置３と現像装置５との間には、潜像形成手段としての露光装置４から発せられる光が感光体ドラム１まで通過できるようにスペースが確保されている。
【００１４】
帯電装置３は、感光体ドラム１の表面を負極性に帯電する。本実施形態における帯電装置３は、いわゆる接触・近接帯電方式で感光体ドラム１との間に形成される領域（以下、「帯電領域」と記す。）で、帯電処理を行う帯電部材としての帯電ローラ３ａを備えている。すなわち、この帯電装置３は、帯電ローラ３ａを感光体ドラム１の表面に接触又は近接させ、その帯電ローラ３ａに負極性バイアスを印加することで、感光体ドラム１の表面を帯電する。感光体ドラム１の表面電位が−５００Ｖとなるような直流の帯電バイアスを帯電ローラ３ａに印加している。なお、帯電バイアスとして、直流バイアスに交流バイアスを重畳させたものを利用することもできる。また、帯電装置３には、帯電ローラ３ａの表面をクリーニングするクリーニングブラシ３ｂが設けられている。また、トナーが僅かに付着した場合でも、帯電ローラ３ａによる帯電ムラ等の帯電不良を引き起こすのを防止するために、帯電ローラ３ａの表面をクリーニングブラシ３ｂによってクリーニングする構成にしてもよい。
なお、帯電装置３として、帯電ローラ３ａの周面上の軸方向両端部分に薄いフィルムを巻き付け、これを感光体ドラム１の表面に当接するように設置してもよい。この構成においては、帯電ローラ３ａの表面と感光体ドラム１の表面との間は、フィルムの厚さ分だけ離間した極めて近接した状態となる。したがって、帯電ローラ３ａに印加される帯電バイアスによって、帯電ローラ３ａの表面と感光体ドラム１の表面との間に放電が発生し、その放電によって感光体ドラム１の表面が帯電される。
【００１５】
このようにして帯電した感光体ドラム１の表面には、露光装置４によって露光されて各色に対応した静電潜像が形成される。この露光装置４は、各色に対応した画像情報に基づき、感光体ドラム１に対して各色に対応した静電潜像を書き込む。なお、本実施形態の露光装置４は、レーザ方式の露光装置であるが、ＬＥＤアレイと結像手段からなる露光装置などの他の方式の露光装置を採用することもできる。
【００１６】
現像装置５は、そのケーシングの開口から現像剤担持体としての現像ローラ５ａが部分的に露出している。また、ここでは、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いているが、キャリアを含まない一成分現像剤を使用してもよい。現像装置５は、図１に示したトナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋから、対応する色のトナーの補給を受けてこれを内部に収容している。このトナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋは、それぞれが単体で交換できるように、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されている。このような構成とすることで、トナーエンド時にはトナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋだけを交換すればよい。したがって、トナーエンド時にまだ寿命になっていない他の構成部材はそのまま利用でき、ユーザーの出費を抑えることができる。
トナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋから現像装置５内に補給されたトナーは、攪拌搬送スクリュー５ｂによってキャリアと撹拌されながら搬送され、現像ローラ５ａ上に担持されることになる。この現像ローラ５ａは、磁界発生手段としてのマグネットローラと、その周りを同軸回転する現像スリーブとから構成されている。現像剤中のキャリアは、マグネットローラが発生させる磁力により現像ローラ５ａ上に穂立ちした状態となって感光体ドラム１と対向する現像領域に搬送される。ここで、現像ローラ５ａは、感光体ドラム１と対向する領域（以下、「現像領域」と記す。）において感光体ドラム１の表面よりも速い線速で同方向に表面移動する。そして、現像ローラ５ａ上に穂立ちしたキャリアは、感光体ドラム１の表面を摺擦しながら、キャリア表面に付着したトナーを感光体ドラム１の表面に供給する。このとき、現像ローラ５ａには、図示しない電源から−３００Ｖの現像バイアスが印加され、これにより現像領域には現像電界が形成される。そして、感光体ドラム１上の静電潜像と現像ローラ５ａとの間では、現像ローラ５ａ上のトナーに静電潜像側に向かう静電力が働くことになる。これにより、現像ローラ５ａ上のトナーは、感光体ドラム１上の静電潜像に付着することになる。この付着によって感光体ドラム１上の静電潜像は、それぞれ対応する色のトナー像に現像される。また、ここでは、現像ローラ５ａは、クラッチを介して駆動装置に接続されており、そのクラッチによって、現像ローラ５ａの回転を一時停止することができる。
【００１７】
転写装置６における中間転写ベルト１０は、３つの支持ローラ１１、１２、１３に張架されており、図中矢印の方向に無端移動する構成となっている。この中間転写ベルト１０上には、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像が静電転写方式により互いに重なり合うように転写される。静電転写方式には、転写チャージャを用いた構成もあるが、ここでは転写チリの発生が少ない転写ローラを用いた構成を採用している。具体的には、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋに対向する領域（以下、「転写領域」と記す。）における中間転写ベルト１０の部分の裏面に、それぞれ転写装置６としての一次転写ローラ１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｋを配置している。ここでは、各一次転写ローラ１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｋにより押圧された中間転写ベルト１０の部分と各感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋとによって、一次転写ニップ部が形成される。そして、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト１０上に転写する際には、各一次転写ローラ１４に正極性のバイアスが印加される。これにより、各一次転写ニップ部には転写電界が形成され、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像は、中間転写ベルト１０上に静電的に付着し、転写される。
【００１８】
中間転写ベルト１０の周りには、その表面に残留したトナーを除去するためのベルトクリーニング装置１５が設けられている。このベルトクリーニング装置１５は、中間転写ベルト１０の表面に付着した不要なトナーをファーブラシ及びクリーニングブレードで回収する構成となっている。なお、回収した不要トナーは、ベルトクリーニング装置１５内から図示しない搬送手段により図示しない廃トナータンクまで搬送される。
また、支持ローラ１３に張架された中間転写ベルト１０の部分には、二次転写ローラ１６が接触して配置されている。この中間転写ベルト１０と二次転写ローラ１６との間には二次転写ニップ部が形成され、この部分に、所定のタイミングで記録部材としての転写紙が送り込まれるようになっている。この転写紙は、露光装置４の図中下側にある給紙カセット２０内に収容されており、給紙ローラ２１、レジストローラ対２２等によって、二次転写ニップ部まで搬送される。そして、中間転写ベルト１０上に重ね合わされたトナー像は、二次転写ニップ部において、転写紙上に一括して転写される。この二次転写時には、二次転写ローラ１６に正極性のバイアスが印加され、これにより形成される転写電界によって中間転写ベルト１０上のトナー像が転写紙上に転写される。
二次転写ニップ部の転写紙搬送方向下流側には、定着手段としての加熱定着装置２３が配置されている。この加熱定着装置２３は、ヒータを内蔵した加熱ローラ２３ａと、圧力を加えるための加圧ローラ２３ｂとを備えている。二次転写ニップ部を通過した転写紙は、これらのローラ間に挟み込まれ、熱と圧力を受けることになる。これにより、転写紙上に載っていたトナーが溶融し、トナー像が転写紙に定着される。そして、定着後の転写紙は、排紙ローラ２４によって、装置上面の排紙トレイ上に放出される。
【００１９】
さらに、本発明の画像形成装置は、転写装置６による転写後に感光体ドラム１に残留する転写残トナーを感光体ドラム１から回収して保持し、その保持した転写残トナーを感光体ドラム１に戻す一時保持装置４０と、感光体ドラム１から回収する回収手段とを設けている。
ここで、感光体ドラム１の表面に残留する転写残トナーについて説明する。転写残トナーの中には、正規の極性に帯電した正規帯電トナーＴ０と、正規の極性とは逆極性に帯電した逆帯電トナーＴ１が存在する。図３（ａ）は、感光体ドラム１上に担持されたトナーの転写直前におけるトナー帯電量分布を示すグラフである。また、図３（ｂ）は、転写後に感光体ドラム１上に残留した転写残トナーのトナー帯電量分布を示すグラフである。図３（ａ）に示すように、転写直前におけるトナーの帯電量は、ほぼ−３０（μＣ／ｇ）を中心に分布しており、そのほとんどが負極性に正規帯電している正規帯電トナーＴ０である。一方、転写残トナーの帯電量は、およそ−２（μＣ／ｇ）を中心に分布したものとなる。転写残トナーの一部は、一次転写ローラ１４に印加された正極性バイアスによる電荷注入を受けるなどして、トナーの帯電極性が正極性に反転する。その結果、転写残トナーの中には、図３（ｂ）中斜線部分で示すような正極性に反転してしまった逆帯電トナーＴ１が存在する。
【００２０】
まず、転写残トナーのうち逆帯電トナーＴ１は、一時保持装置４０に備えるローラで回収して一時的に保持し、その後放出し、回収手段で回収する。また、転写残トナーのうち正規帯電トナーＴ０は、予め正規帯電トナーＴ０の一部を逆帯電トナーＴ１と同様に、一時保持装置４０に備えるローラで回収して一時的に保持し、その後放出する。この放出された正規帯電トナーＴ０は、一時保持装置４０に備えるローラで回収しきれず感光体ドラム１上に残留する正規帯電トナーＴ０と同時に回収手段で回収することもできる。
図４は、一時保持装置の構成を示す概略図である。この一時保持装置４０は、感光体ドラム１の表面に接触するローラを備えている。このローラを感光体ドラム１に接触又は摺擦させて、感光体ドラム１上の転写残トナーに接触させる（以下、「ブラシ接触領域」という。）。ローラは、弾性ローラ又はブラシ状ローラにすることができるが、ブラシ状ローラ４１の方が好ましい。ブラシ状の方が表面積を大きくでき、転写残トナーの回収性を高くすることができる。このブラシ状ローラ４１は、転写残トナーを保持するための十分な空間をブラシ内部に確保することができる。また、ブラシ密度を低くすることで、回収した転写残トナーをブラシ状ローラ４１が保持したときの物理的な保持力が小さくなり、転写残トナーの放出工程をスムーズに実行することができるようになる。
【００２１】
また、ブラシ状ローラ４１は、駆動装置４２によって図中矢印の方向に回転駆動する。また、ブラシ状ローラ４１は、図中の矢印方向と逆に回転するものであっても良い。そして、このブラシ状ローラ４１には、第１電源４３又は第２電源４４のいずれか一方からバイアスが印加される構成になっている。具体的には、これらの電源４３、４４とブラシ状ローラ４１との間に切替スイッチ４５を設け、この切替スイッチ４５の動作によってブラシ状ローラ４１に接続される電源を選択する。この切替スイッチ４５の動作は、画像形成装置の制御部によって制御されている。なお、第１電源４３は、ブラシ状ローラ４１の表面部分の電位にトナーを保持できるバイアスを印加するものであり、第２電源４４は、その電位は、トナーを放出できるような放出バイアスを印加するものである。これにより、保持バイアス印加時にはブラシ状ローラ４１に転写残トナーを保持でき、放出バイアス印加時には保持した転写残トナーを放出することができる。なお、電源４３、４４として直流に交流を重畳させたバイアス（以下、「交番バイアス」と記す。）を印加する電源を用いることがこのましい。
【００２２】
ブラシ状ローラ４１は、スチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂等から選択することができる。特に、摩耗に強く、強度が高いポリアミド樹脂が好ましい。このブラシに、バイアス印加の効果を大きくするために、導電性粉末を含有させても良い。導電性粉末としては、アセチレンブラック、ファーネスブラック等のカーボンブラック、黒鉛、または、銅、銀等の金属粉末を用いることができる。
ブラシ状ローラ４１の表面付近におけるブラシ密度が、１２０００（本／ｉｎｃｈ２）〜８５８０００（本／ｉｎｃｈ２）となるようにブラシ状ローラ４１を形成することが好ましい。密度が１２０００未満では、ブラシの表面積が小さく保持できる転写残トナーが少なくなり、密度が８５８０００を越えると逆に空間が少なくなり、保持できる転写残トナーが少なくなる。また、ブラシの太さが１〜２０デニールで、長さが０．３〜４．０ｍｍの範囲にあることが好ましい。ブラシの太さが１デニール未満では強度が足りず変形するために使用できる期間が短くなり、２０デニールを越えると強度が大きくなり感光体ドラム１を傷つけることがある。また、長さが０．３ｍｍ未満では空間が少なくなり、保持できる転写残トナーが少なくなり、４．０ｍｍを越えると変形するために使用できる期間が短くなる。
【００２３】
さらに、ブラシの感光体ドラム１に対する食い込み量は、０．３〜３．０ｍｍの範囲にする。ブラシを感光体ドラム１を摺擦することで、転写残トナーを分散させ、また、逆帯電トナーＴ１とできるだけ長い時間接触させることで回収の効率を高めることができる。０．３ｍｍ未満では、感光体ドラム１との接触する長さが短く転写残トナーの回収が困難であり、３．０ｍｍを越えるとブラシが変形し使用できる期間が短くなる。また、ブラシの長さの１／３〜２／５の範囲にあることが好ましい。
このとき、ブラシの電気抵抗は１０２〜１０８Ω・ｃｍの範囲になることが好ましい。電気抵抗が１０２Ω・ｃｍ未満では、電気抵抗が小さくてブラシ先端から感光体ドラム１に放電が発生し、感光体ドラム１の寿命を短くする。電気抵抗が１０８Ω・ｃｍを越えると、電気抵抗が高すぎて、電圧を印加してもバイアスがかからず、転写残トナーの回収・保持の効率が低下する。
【００２４】
印加するバイアスは交流バイアスのＶｐ−ｐが２００Ｖ〜３ｋＶの範囲であって、周波数が５００Ｈｚ〜５ｋＨｚの範囲であり、直流バイアスの電位Ｖｄｃが（１／２）×Ｖｐ−ｐより小さくする。交流バイアスが２００Ｖ未満では放電する電荷量が少なく、３ｋＶを越えると放電量が多くなって放電生成物が形成され、感光体ドラム１の使用期間を短くする。また、交流バイアスの周波数が５００Ｈｚ未満では後述する感光体ドラム１上の転写残トナーに対する振動の効果が小さく、５ｋＨｚを越えると同様に転写残トナーに対する振動の効果が小さくなる。
また、直流バイアスの電位Ｖｄｃが（１／２）×Ｖｐ−ｐより小さくするのは、０電位をまたぐことにより正極性と負極性の両方の転写残トナーを回収する。ただし、逆帯電トナーＴ１の回収が主目的であり、直流バイアスは負極性にすることが好ましい。直流＋交流バイアスの交番バイアスを印加することで、両方の極性の転写残トナーを回収する。交番バイアスが負極性にあるときは、正極性の逆帯電トナーＴ１を回収し、交番バイアスが正極性にあるときは、負極性の正規帯電トナーＴ０を回収する。回収後は、ブラシ状ローラ４１にバイアスを印加しなくとも、導電性のブラシに生ずる鏡像力で吸着するので両方の極性の転写残トナーを保持することができる。このとき、ブラシ状ローラ４１はトナーに強い衝撃で当たることから、機械的・物理的に吸着できる。いずれの力であっても、トナーの帯電の極性に無関係にブラシ表面にトナーを保持することができる。
【００２５】
また、このブラシ状ローラ４１は、軸方向に揺動させることが好ましい。感光体ドラム１に接触しながら、感光体ドラム１の回転方向に対して直交する向きに揺動するように構成する。これによって、感光体ドラム１に付着した転写残トナーを分散・攪乱させて回収しやすくすることができる。図５は、ブラシ状ローラ４１を揺動させる駆動装置の一例を示す概略図である。一時保持装置４０内に配置されるブラシ状ローラ４１の芯金４１ａの端部にカム４１ｂが固定され、このカムが、図示されないばね４１ｃによって、固定された固定部材４１ｄに圧接している。ブラシ状ローラ４１が回転すると、固定部材に圧接したカム４１ｂも一緒に回転するので、ブラシ状ローラ４１は感光体ドラム１に接触したまま、その長手方向に揺動する。
【００２６】
次に、ブラシ状ローラ４１で保持した転写残トナーを感光体ドラム１の表面に放出する放出工程について説明する。
転写残トナーをブラシ状ローラ４１で保持した後、その転写残トナーを画像形成装置が画像形成を行わないタイミングで感光体ドラム１の表面に放出する。タイミングは適宜選択することができるが、例えば、一つの画像形成動作を終了してから次の画像形成動作にはいるまでの間、また、他の例として、連続した画像形成動作中に１回程度に転写残トナーを放出する放出動作を設けても良い。放出工程として、一つの画像形成動作によってよって発生した転写残トナーを保持した後、次の画像形成動作で帯電装置３により帯電が行われる感光体ドラム１がブラシ接触領域に達する前に、転写残トナーを放出する。このようなタイミングで転写残トナーを放出することで、次の画像形成動作に悪影響を与えることなく転写残トナーを回収することができる。また、連続して画像形成を行う場合、その連続中の最後の画像形成を終了した後に、その間に保持した転写残トナーの放出動作を行うことで、連続画像形成の時間が長くなるのを防ぐことができる。このとき、回収時とは、バイアスの形態が異なるものであってよい。特に、逆帯電トナーＴ１の放出には、直流バイアスで正極性にすることが好ましい。また、正規帯電トナーＴ０は、この逆帯電トナーＴ１の放出に続いて行うことが好ましく、さらに、直流バイアスで負極性に換えることが好ましい。このときに、逆帯電トナーＴ１と正規帯電トナーＴ０の放出する時間が異なっても良い。また、交番バイアスで両方を同時に放出するものであっても良い。
【００２７】
次に、ブラシ状ローラ４１から放出されて感光体ドラム１の表面に付着した逆帯電トナーＴ１を回収する回収工程について説明する。
感光体ドラム１に戻された逆帯電トナーＴ１は、感光体ドラム１における帯電ローラ３ａとの帯電領域を通過した後に、感光体ドラム１から回収手段で回収される。この回収手段として、現像手段又は転写手段等を利用することができる。
回収手段としての現像手段は、以下のように動作させる。これは、逆帯電トナーＴ１が付着した感光体ドラム１が現像領域にあるときに、通常の画像形成における電界を形成することで、逆帯電トナーＴ１は、感光体ドラム１から現像手段側に移動し、回収される。その後、次の画像形成動作時には、現像ローラ５ａの駆動が開始されると、現像ローラ５ａに付着した逆帯電トナーＴ１は現像装置５の内部に搬送される。そして、現像装置５内部での混合・攪拌によって、正規帯電トナーＴ０となり、再度現像に寄与する。
また、ブラシ状ローラ４１から放出された感光体ドラム１上の逆帯電トナーＴ１を、次の転写領域に搬送して、ここで中間転写ベルト１０に転写して、中間転写ベルト１０をクリーニングするベルトクリーニング装置１５によって回収してもよい。
【００２８】
また、転写残トナーのうち正規帯電トナーＴ０は、以下のように回収する。
転写残トナーのうちの正規帯電トナーＴ０は、負極性に帯電しているため、帯電領域でも帯電ローラ３ａとは同極性であり、帯電ローラ３ａに付着して汚すことが少ない。次に、現像装置５の現像領域で、キャリアとの静電的吸引力で回収されることになる。したがって、新たなに次の画像形成工程のトナー像の形成に寄与する。
しかし、感光体ドラム１の１回転する時間付着していることで、感光体ドラム１との付着力が増している。このために、揺動するブラシ状ローラ４１に交番バイアスを印加し、感光体ドラム１上の正規帯電トナーＴ０を分散・攪乱することで容易に回収することができる。
これらによって、転写残トナーを回収し、廃トナータンク又はリサイクルトナー搬送経路等を備える感光体ドラム１用クリーニング装置を設ける必要がなく、画像形成装置の小型化を実現することができる。
【００２９】
また、本発明の画像形成装置では、一時保持装置４０の下流側に除電装置（図示せず）を設けても良い。光照射によって感光体ドラム１上の電荷を除電するものであり、帯電領域に入る前に感光体ドラム１上における残留電位を消去することで、転写残トナーの回収を容易にすることができる。この除電装置による光は、転写残トナーの放出後で、回収前に点灯することが好ましい。除電装置としては、蛍光灯、ハロゲンランプ、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）等発光部材を用い、特にＥＬが制御しやすく好ましい。
【００３０】
さらに、上述した画像形成装置内の構成のうち、少なくとも、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを、それぞれに備えられた一時保持装置４０と一体に構成し、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジとすることができる。プロセスカートリッジとしては、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋの周囲に配置された現像装置５、一時保持装置４０、帯電装置３等の中から選択して、一体化して構成することができる。よって、プロセスカートリッジ内に収容された部品に寿命が到来したり、メンテナンスが必要になったりしたときには、そのプロセスカートリッジを交換すればよく、利便性が向上する。
【００３１】
次に、本発明の画像形成装置に使用するトナーについて説明する。
また、トナーの体積平均粒径Ｄｖは、小さい方が細線再現性を向上させることができるために、大きくとも８μｍ以下のトナーを用いる。しかし、粒径が小さくなると現像性、クリーニング性が低下するために、小さくとも３μｍ以上が好ましい。さらに、３μｍ以下では、キャリア又は現像ローラの表面に現像されにくい微小粒径のトナーが多くなるために、その他のトナーにおけるキャリアまたは現像ローラとの接触・摩擦が不十分となり逆帯電性トナーＴ１が多くなり好ましくない。体積平均粒径Ｄｖと数平均粒径Ｄｎとの比（Ｄｖ／Ｄｎ）で表される粒径分布は、１．０５〜１．４０の範囲であることが好ましい。粒径分布をシャープにすることで、トナー帯電量分布が均一になり、逆帯電トナーＴ１を少なくすることができる。Ｄｖ／Ｄｎが１．４０を越えると、トナーの帯電量分布も広く、逆帯電トナーＴ１が多くなるために高品位な画像を得るのが困難になる。Ｄｖ／Ｄｎが１．０５未満にするには、製造が困難であり、実用的ではない。トナーの粒径は、コールターカウンターマルチサイザー（コールター社製）を用いて、測定するトナーの粒径に対応させて測定用穴の大きさが５０μｍのアパーチャーを選択して用い、５０，０００個の粒子の粒径の平均を測定することで得られる。
【００３２】
また、トナーは、円形度のうち形状係数ＳＦ−１が１００以上１８０以下の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００以上１８０以下の範囲にあることが好ましい。図６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、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）……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。
【００３３】
トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナー又は感光体ドラム１との接触が点接触になるために、トナー同士の吸着力が弱くなり、その結果流動性が高くなり、また、トナーと感光体ドラム１との吸着力が弱くなって、転写率が高くなり、また、逆帯電トナーＴ１を一時保持装置４０で回収しやすくなる。
トナーの形状係数ＳＦ−１とＳＦ−２は１００以上がよい。また、ＳＦ−１とＳＦ−２が大きくなると逆帯電トナーＴ１が多くなり、また、トナーの帯電量分布が広くなり、一時保持装置４０に対する負荷が大きくなる。このために、ＳＦ−１は１８０を越えない方が好ましく、ＳＦ−２は１８０を越えない方が好ましい。
【００３４】
さらに、この画像形成装置に用いるトナーは、略球形であってもよい。図６は、本発明のトナーの外形形状を示す概略図であり、図７（ａ）はトナーの外観であり、図７（ｂ）はトナーの断面図である。図７（ａ）では、Ｘ軸がトナーの最も長い軸の長軸ｒ１を、Ｙ軸が次に長い軸の短軸ｒ２を、Ｚ軸に最も短い軸の厚さｒ３を表し、長軸ｒ１≧短軸ｒ２≧厚さｒ３の関係を有している。
このトナーは、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０で表される略球形の形状を有している。長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５未満では、不定形状に近づくために帯電量分布が広くなる。
厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７未満では、不定形状に近づくために帯電量分布が広くなる。特に、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が１．０では、略球形の形状になるために、帯電量分布が狭くなる。
なお、これまでのトナーの大きさは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で、視野の角度を変え、その場観察しながら測定した。
トナーの形状は、製造方法により制御することができる。例えば、乾式粉砕法によるトナーは、トナー表面も凸凹で、トナー形状が一定しない不定形になっている。この乾式粉砕法トナーであっても、機械的又は熱的処理を加えることで真球に近いトナーにすることができる。懸濁重合法、乳化重合法により液滴を形成してトナーを製造する方法によるトナーは、表面が滑らかで、真球形に近い形状になることが多い。また、溶媒中の反応途中で攪拌して剪断力を加えることで楕円にすることができる。
【００３５】
以下に、トナーの具体的な構成成分、並びに製造方法について説明する。
この他のトナーの構成材料について説明する。
（変性ポリエステル）
本発明の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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
（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。
【００４５】
（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。
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。
【００４６】
（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。
【００４７】
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。
マスターバッチは、マスターバッチ用の樹脂と着色剤とを高せん断力をかけて混合、混練して得ることができる。この際着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を用いることができる。また、いわゆるフラッシング法と呼ばれる着色剤の水を含んだ水性ペーストを樹脂と有機溶剤とともに混合混練し、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶剤成分を除去する方法も着色剤のウエットケーキをそのまま用いることができるため乾燥する必要がなく、好ましく用いられる。混合混練するには３本ロールミル等の高せん断分散装置が好ましく用いられる。
【００４８】
（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  ＮＥＧＶＰ２０３６、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。
【００４９】
（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。
この他、高分子系微粒子、たと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ポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、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粒子が挙げられる。
【００５０】
このような外添剤は表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止することができる。例えばシランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが好ましい表面処理剤として挙げられる。
特に、シリカ、酸化チタンに上記の表面処理を施して得られる疎水性シリカ、疎水性酸化チタンを用いることが好ましい。
【００５１】
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。
（トナーバインダの製造方法）
トナーバインダは以下の方法などで製造することができる。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溜去して、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化合物（ＰＩＣ）を反応させ、イソシアネート基を有するプレポリマー（Ａ）を得る。さらに（Ａ）にアミン類（Ｂ）を０〜１４０℃にて反応させ、ウレア結合で変性された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）及びエーテル類（テトラヒドロフランなど）などの多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）に対して不活性なものが挙げられる。
未変性ポリエステル（ｉｉ）を併用する場合は、水酸基を有するポリエステルと同様な方法で（ｉｉ）を製造し、これを前記（ｉ）の反応完了後の溶液に溶解し、混合する。
【００５２】
（トナーの製造方法）
１）着色剤、未変性ポリエステル（ｉ）、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）、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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
以上によって製造されたトナーは、磁性キャリアを使用しない１成分系の磁性トナー或いは、非磁性トナーとしても用いることができる。
また、２成分系現像剤に用いる場合には、磁性キャリアと混合して用いれば良く、磁性キャリアとしては、鉄、マグネタイト、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｕ等の２価の金属を含むフェライトであって、体積平均粒径２０〜１００μｍが好ましい。平均粒径が２０μｍ未満では、現像時に感光体にキャリア付着が生じやすく、１００μｍを越えると、トナーとの混合性が低く、トナーの帯電量が不十分で連続使用時の帯電不良等を生じやすい。また、Ｚｎを含むＣｕフェライトは飽和磁化が高いことから好ましいが、画像形成装置のプロセスにあわせて適宜選択することができる。磁性キャリアを被覆する樹脂としては、特に限定されないが、例えばシリコーン樹脂、スチレン−アクリル樹脂、含フッ素樹脂、オレフィン樹脂等がある。その製造方法は、コーティング樹脂を溶媒中に溶解し、流動層中にスプレーしコア上にコーティングしても良く、また、樹脂粒子を静電的に核粒子に付着させた後に熱溶融させて被覆するものであってもよい。被覆される樹脂の厚さは、０．０５〜１０μｍ、好ましくは０．３〜４μｍがよい。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の画像形成装置では、感光体ドラムに対するクリーニング装置を設けることなく、感光体ドラム上の転写残トナーを回収し、帯電ローラへ付着するのを防いで、濃度むら等の異常画像の発生を抑えることができる。また、感光体ドラム上の転写残トナーが下流側にある感光体ドラムに付着して混食するのを防止して、高品位のカラー画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図２】感光体ドラム周りの構成を示す概略図である。
【図３】トナーの帯電量分布を示すグラフで、（ａ）は、感光体ドラム上に担持されたトナーの転写直前におけるトナー帯電量分布を示すグラフである。また、（ｂ）は、転写後に感光体ドラム上に残留した転写残トナーのトナー帯電量分布を示すグラフである。
【図４】一時保持装置の構成を示す概略図である。
【図５】ブラシ状ローラを揺動させる駆動装置の一例を示す概略図である。
【図６】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。
【図７】本発明のトナーの外形形状を示す概略図であり、（ａ）はトナーの外観であり、（ｂ）はトナーの断面図である。
【符号の説明】
１  感光体ドラム
２  作像形成部
３  帯電装置
３ａ  帯電ローラ
４  露光装置
５  現像装置
５ａ  現像ローラ
５ｂ  攪拌搬送スクリュー
６  転写装置
１０  中間転写ベルト
１１、１２、１３  支持ローラ
１４  一次転写ローラ
１５  ベルトクリーニング装置
１６  二次転写ローラ
３０  接離機構
３１  トナーボトル
４０  一時保持装置
４１  ブラシ状ローラ
４１ａ  芯金
４１ｂ  カム
４１ｃ  ばね
４１ｄ  固定部材
４２  駆動装置
４３  第１電源
４４  第２電源
４５  切替スイッチ
１１７  第１転写電源
１１８  第２転写電源
１１９  切替スイッチ
【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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