(57)【要約】【課題】待機時における定着ベルトの変形に起因する定着不良の発生を防止することを可能にする。【解決手段】定着ローラ１と加熱ローラ２の周囲に定着ベルト４を掛けまわし、定着ローラ１と加熱ローラ２との中間にテンションローラ５を配置し、このテンションローラ５によって外側から定着ベルト４を押圧させて張力を与えることで、加熱ローラ２、定着ローラ１に密着し、定着ベルトループを構成し、定着ローラ１に対応する個所に加圧ローラ８に押し当てることによって、定着ニップを形成するベルト定着装置において、定着ベルト４の基材として９０μｍ以下の耐熱樹脂を用い、定着ベルト４の張力を０．４９Ｎ／ｍｍ以下とする。【選択図】図１
2005189461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
９０μｍ以下の耐熱樹脂を基材に用いて定着ベルトを構成し、この定着ベルトに０．４９Ｎ／ｍｍ以下の張力をかけてなることを特徴とするベルト定着装置。
【請求項２】
前記定着ベルトは、定着ニップを構成する定着ローラと、熱源を内部に持つ加熱ローラ、又はその他のベルト支持部材に掛けまわされており、前記加熱ローラの外径は前記定着ローラ又は前記他のベルト支持部材の外径と同等又は大きく構成したことを特徴とする請求項１記載のベルト定着装置。
【請求項３】
請求項１，２記載のベルト定着装置を有する画像形成装置において、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られる低融点トナーを用いた現像手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記現像手段で用いられるトナーは、体積平均粒径が３〜８μｍで、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にあることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
請求項３に記載の画像形成装置において使用され、電子写真プロセスの現像工程に供されるトナーにおいて、体積平均粒径が３〜８μｍで、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にあることを特徴とするトナー。
【請求項６】
前記現像手段で用いられるトナーは、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請求項３記載の画像形成装置。
【請求項７】
電子写真プロセスの現像工程に供されるトナーであって、該トナーは、請求項３記載の画像形成装置において使用されるトナーであり、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トナー。
【請求項８】
前記現像手段で用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーであることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項９】
請求項３記載の画像形成装置に使用されるトナーにおいて、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られることを特徴とするトナー。
【請求項１０】
前記現像手段で使用されるトナーは、略球形状であることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記トナーは、その形状が長軸ｒ１、短軸ｒ２、厚さｒ３で規定され（但し、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３とする。）、長軸ｒ１と短軸ｒ２との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲にあり、厚さｒ３と短軸ｒ２との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲にあることを特徴とする請求項３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、例えば電子写真方式あるいは静電記録方式を用いて記録材上に現像剤による未定着のトナー像を形成し、この未定着トナー像を被加熱体により記録材上に定着させるベルト定着装置、このベルト定着装置を有し、例えば複写機，プリンタ，ファクシミリになどに適用される画像形成装置、及びこの画像形成装置において使用するトナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の定着プロセスは、樹脂を材料とするトナーを溶融させて、紙などの記録材の表面又は繊維内に一定の圧力を用いて固定させる方式を用いている。ここで、定着性能の良否は、圧力よりもトナーの溶融率によるところが大きく、したがって、トナーを溶融させる条件が定着性を決定している。汎用的な定着装置では、加熱されたローラと、表面に弾性体を配した加圧ローラを圧接させて高温の押し付け幅を構成し、その間に未定着のトナー画像を通過させることで、上記のようにトナーを溶融させ、圧力をかけるプロセスを達成している。
【０００３】
一般の画像形成装置に用いられる定着装置においては、この押し付け幅を通過する速度が１００ｍｍ／秒〜５００ｍｍ／秒に設定されており、押し付け幅は４ｍｍ〜１０ｍｍ程度である。
【０００４】
従来、熱定着装置においては、熱源を内側に配した定着ローラに弾性体を表層に配した加圧ローラを圧接させるローラ定着が広く用いられていたが、近年、特許文献１に記載されているようなベルト定着装置が用いられるようになってきた。
【０００５】
ベルト定着装置は、ローラ定着装置に比較して、定着条件において重要な要素となるニップ幅（加熱、加圧によってトナーを溶融、転写紙に押し込む範囲）が、広く取れるメリットがある。すなわち、ローラ定着においては、一定以上のニップ幅を得ようとすれば、必然的にローラ外径を大きくとる必要があり、それによって、画像形成装置も大型を強いられるといった不具合があるのに対し、ベルト定着装置は、柔軟なベルトを用い、このベルトを小径のローラに巻きつけることで、小さなスペースでも広くニップ幅を確保できる。
【特許文献１】特開平１０−３０７４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、このようなベルト定着装置にも問題がある。低生産性の小さな装置などでは、定着ベルトを小さな曲率で巻きつけて使用するため、画像形成装置の待機時など長時間同じ状態が継続した場合、定着ベルトにその変形の状態が残りやすく、再度回転させた時に、その変形が元に戻らなければ定着ベルトの回転ムラや、加熱ローラへの密着ムラ、この密着ムラに起因して熱の伝達ムラが生じ、その結果、部分的な定着不良が発生するおそれがある。
【０００７】
この場合、定着ベルトの張力を高くしていけば、仮に定着ベルトが変形しても元に戻りやすくなるためある程度の変形は許容できるが、定着ベルトの張力を高くするためには、定着ベルトを支持する加熱ローラや定着ローラその他の部材を適宜補強しなければならない。しかし、このように構成した場合、ローラ類の体積を増加させる一方、熱容量を増加させることになり、その結果、加熱時間が増え、使い勝手を落とすだけでなく、省エネルギー化を阻害することになる。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決し、待機時における定着ベルトの変形に起因する定着不良の発生を防止することを可能にしたベルト定着装置及び画像形成装置、さらにこの画像形成装置にとって最適なトナーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、９０μｍ以下の耐熱樹脂を基材に用いて定着ベルトを構成し、この定着ベルトに０．４９Ｎ／ｍｍ以下の張力をかけてなることを特徴とする。このような構成により、定着ベルトのしなやかさを確保できる厚みを設定し、画像形成装置の待機時もベルトの変形が起こりにくくすることで、少ない張力でも、加熱ローラへの密着を確実とし、定着不良を防止することが可能になる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記定着ベルトは、定着ニップを構成する定着ローラと、熱源を内部に持つ加熱ローラ、又はその他のベルト支持部材に掛けまわされており、前記加熱ローラの外径は前記定着ローラ又は前記他のベルト支持部材の外径と同等又は大きく構成したことを特徴とする。このような構成により、加熱ローラの外径を他のベルト支持部材の外径と同等又は、大きくすることで、待機後でも、さらに加熱ローラへの密着性を向上させることが可能になる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１，２記載のベルト定着装置を有する画像形成装置において、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られる低融点トナーを用いた現像手段を有することを特徴とする。このような構成により、ベルトへの熱伝達を向上させ、さらに低融点のトナーを用いることを加えて、省エネルギー化を達成することが可能になる。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明において、前記現像手段で用いられるトナーは、体積平均粒径が３〜８μｍで、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にあることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項３記載の画像形成装置において使用され、電子写真プロセスの現像工程に供されるトナーにおいて、体積平均粒径が３〜８μｍで、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にあることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に係る発明は、請求項３に係る発明において、前記現像手段で用いられるトナーは、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。
【００１５】
請求項７に係る発明は、電子写真プロセスの現像工程に供されるトナーであって、該トナーは、請求項３記載の画像形成装置において使用されるトナーであり、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。
【００１６】
請求項８に係る発明は、請求項３に係る発明において、前記現像手段で用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーであることを特徴とする。
【００１７】
請求項９に係る発明は、請求項３記載の画像形成装置に使用されるトナーにおいて、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られることを特徴とする。
【００１８】
請求項１０に係る発明は、請求項３に係る発明において、前記現像手段で使用されるトナーは、略球形状であることを特徴とする。
【００１９】
請求項１１に係る発明は、請求項３に係る発明において、前記トナーは、その形状が長軸ｒ１、短軸ｒ２、厚さｒ３で規定され（但し、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３とする。）、長軸ｒ１と短軸ｒ２との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲にあり、厚さｒ３と短軸ｒ２との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲にあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１記載の発明によれば、定着ベルトのしなやかさを確保できる厚みを設定し、画像形成装置の待機時もベルトの変形が起こりにくくすることで、少ない張力でも、加熱ローラへの密着を確実とし、定着不良を防止することが可能になる。
【００２１】
請求項２記載の発明によれば、加熱ローラの外径を他のベルト支持部材の外径と同等又は、大きくすることで、待機後でも、さらに加熱ローラへの密着性を向上させることが可能になる。
【００２２】
請求項３〜１１記載の発明によれば、上記の定着装置を使用し、ベルトへの熱伝達を向上させ、さらに低融点のトナーを用いることを加えて、省エネルギー化を達成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】
図１は本発明の実施の形態におけるベルト定着装置の要部構成を示す説明図であり、１は定着ローラ、２は加熱ローラ、３は、加熱ローラ２内に配置され、加熱ローラ２を加熱する加熱ヒータ、４は定着ローラ１及び加熱ローラ２に架設される定着ベルト、５は定着ベルト４に外側から当接して定着ベルト４の張力を調整するテンションローラ、６は、加熱ローラ２付近に配置され、定着ベルト４の温度を検知する素子であるサーミスタ、７は、定着ローラ１付近に配置され、定着ベルト４をクリーニングするクリーニングローラ、８は定着ベルト４を介して定着ローラ１に当接する加圧ローラ、９は、加圧ローラ８内に配置され、加圧ローラ８を加熱する加圧ヒータ、１０は加圧ローラ８の温度を検知する素子であるサーミスタ、１１，１２は加圧ローラ８のクリーニングローラを示す。
【００２５】
定着ベルト４は、定着ローラ１と加熱ローラ２の周囲に掛けまわされ、テンションローラ５を外側から押圧させて張力を与えることで、加熱ローラ２、定着ローラ１に密着し、定着ベルトループを構成している。この定着ベルトループに対して、定着ローラ１に対応する個所に加圧ローラ８に押し当てることによって、定着ニップを形成する。
【００２６】
定着ベルト４は基材とこの基材上に形成される各種の層からなり、定着ベルト４の基材は、耐熱樹脂の無端フィルムであるＰＩベルトで構成されている。厚みはベルトのしなやかさを維持しており、さらに適度な張力でベルト自身がうねらないための必要な強度を得るため、５０〜９０μｍ程度が適当である。定着ベルト４の基材としてはこのほかにＰＢＩによって構成することが可能である。定着ベルト４の基材の上にはシリコーンゴム、フッ素ゴムなどの弾性層が形成されており、弾性層の厚みは１００μ〜３００μｍが適当である。弾性層は、画像のしとやかさを維持することに影響が大きく、ゴム硬度は３０Ｈｓ以下（ＪＩＳ−Ａ）の材料を用いるのが良い。さらに表層には、ＰＦＡやＰＴＦＥなどの離型層が設けられ、この厚みは２０μ〜５０μｍ程度である。離型層はチューブタイプのものを被せても良いし、液状や粉体のＰＦＡやＰＴＦＥの塗装・焼成による成膜も可能である。
【００２７】
加熱ローラ２の内側に設けた加熱ヒータ３としては、ハロゲンヒータや赤外線ヒータ等を熱源が適用できるが、他の熱抵抗も良い。加熱ローラ２の温度は、サーミスタ６などの温度検知素子によって検知され、この検知結果に基づいて不図示の制御機構が加熱ヒータ３を点灯，消灯させることにより、加熱ローラ２又は定着ベルト４の表面温度がコントロールされる。加熱ローラ２はアルミや鉄などの金属で構成し、厚みは薄いほど良いが、定着ベルト４の張力によって、曲げ応力を受けるので、アルミならば０．４ｍｍ以上、鉄ならば０．２ｍｍ以上の厚みが必要となる。加熱ローラ２の内側には、加熱ヒータ３からの熱を吸収しやすいように、黒色などの熱吸収を促進する塗料が塗られている。
【００２８】
定着ローラ２は、芯材と弾性体からなる表層からなり、表層としてはシリコーンゴムなどの弾性体、芯材としては金属などの剛性の高い部材で構成する。具体的に、芯材に適する部材は鉄やアルミであるが、高強度の樹脂でも構わない。表層の弾性体は、スポンジゴムが最も適当であり、低硬度（５０ＨＳ以下：アスカーＣ）で構成できるためベルトへの負荷が少ないだけでなく、熱伝導が普通のゴムと比較して低いため、ベルトの熱を逃がしにくいと言う利点がある。
【００２９】
テンションローラ５は、定着ベルト４における加熱ローラ２と定着ローラ１に掛けられたほぼ中間位置に設けられており、図１においては、定着ベルトループの外側からスプリング（図示せず）などの押し付け部材によって加圧されており、定着ベルト４における単位長さ当たりの張力が、０．４９Ｎ／ｍｍ以下となるように設定されている。
【００３０】
具体的には、定着ベルト４は２４０ｍｍの長さであり、図２に示すように、テンションローラ５を６ｋｇｆ（＝５８．８Ｎ）で定着ベルト４に押し付ける（片側２９．４Ｎの両端加圧）。さらに、テンションローラ５が定着ベルト４を撓ませて１２０度の角度を持たせるように、定着ベルト４の長さ、支持ローラとなる定着ローラ１，加熱ローラ２の配置を調整する。このとき、テンションローラ５にかかる総張力は、６（ｋｇｆ）／ｓｉｎ３０°＝１２（ｋｇｆ）（＝１１７．６Ｎ）となり、単位長さ当たりの張力は、１１７．６（Ｎ）／２４０（ｍｍ）≒０．４９Ｎ／ｍｍとなる。
【００３１】
テンションローラ５を構成する部材には、芯材に金属などの剛性の高い材料を使用し、表層に耐熱フェルトやシリコンゴムなどのある程度の弾性を使用し、芯材を表層で覆っている。この表層を設けることによって、加圧時に定着ベルト４を傷つけないことや、ある程度の制度を欠いた設定でも均一に押し付け力を確保できる他、熱伝導がそれほど速くないため、定着ベルト４からの放熱を防止することにも役立つ。
【００３２】
なお、図３に示すように、テンションローラ５は、定着ベルト４の内側から当てても良い。さらに、加熱ローラ２や定着ローラ１を移動可能として、テンションローラ５の変わりに用いても良い。
【００３３】
加圧ローラ２は、金属のように剛性を持った芯材にシリコーンゴムなどの弾性体を配した構成である。特に、表層としてＰＦＡチューブなどの離型性の良い部材を巻くのが効果的である。
【００３４】
ところで、発明が解決しようとする課題の欄でも述べたように、ベルト定着装置においては、画像形成装置の待機時（図４（ａ）参照）など長時間同じ状態が継続した場合、定着ベルト４にその変形の状態が残りやすく、再度回転させた時に、その変形が元に戻らなければ定着ベルト４の回転ムラや、加熱ローラ２への密着ムラ、この密着ムラに起因して熱の伝達ムラが生じ、その結果、部分的な定着不良が発生するおそれがある（図４（ｂ）参照）。そこで問題となるのが定着ベルトのしなやかさであり、この点は定着ベルトにかかる張力と定着ベルトの基材の厚みがかかわってくる。
【００３５】
次に、定着ベルトの張力と定着ベルトの基材の厚みについて説明する。
【００３６】
図５は本実施形態との比較のための参考例としてのベルト定着装置の要部を示す説明図であり、５０は定着ローラ、５１は加熱ローラ、５２は定着ベルト、５３は加圧ローラを示す。加圧ローラ５３の径はφ２０、加圧ローラ５３に当接する定着ベルト５２の幅は３ｍｍ、加圧ローラ５３から定着ベルト５２に加わる力は３ｋｇｆ（２９．４Ｎ）、定着ベルト５２の長さは３１０ｍｍである場合について説明する。
【００３７】
加圧ローラ５３がφ２０の場合において、加圧ローラ５３に当接する定着ベルト５２の長さが３ｍｍであるものとして近似計算すると、定着ベルト５２の張力を決定する定着ローラ５０への巻きつき角θは１７度程度となり、図６に示すように、その時に定着ベルト５２に加える力は３ｋｇｆ（２９．４Ｎ）であることから、定着ベルト５２の張力を計算すると、総張力で、３（ｋｇｆ）／ｓｉｎ（１７°／２）≒２０ｋｇｆ（１９６Ｎ）にもなる。したがって、単位長さあたりの張力は、長さが３１０ｍｍなら、６４ｇｆ／ｍｍ（０．６２７Ｎ）となる。仮にφ４０の定着ローラ５０でも、１２０ｇｆ／ｍｍ（１．１８Ｎ）である。
【００３８】
次に、図５に示す構成において、定着ベルト５２における単位長さ当たりの張力を６４ｇｆ／ｍｍ（０．６２７Ｎ）とした場合のベルト定着装置を検討したものである。
【００３９】
実験においては、定着ベルト５２の基材として１１０μｍ厚みのＰＩベルトを使用して、検討を行ったところ、実験の合間の待機（装置停止）の状態が１時間程度も続くと、定着ベルト５２に張力を与えた状態の変形残りが出て、回転を再開した際に、定着ベルト５２が不均一に回転していることが観測された。これにより、定着ベルト５２の温度が回転方向で安定せず、図７に示すように、１回転内の温度リップル（バラツキ）が大きくなった。
【００４０】
温度バラツキは加熱ローラ５１への定着ベルト５２の変形残りによる密着不足から発生している。そこでさらに定着ベルト５２ベルトの厚みを変更して、実験したところ、図８に示すように、基材の厚さが小さいほど温度リップルが小さくなるという結果が得られた。ここで、定着必要温度が１６０℃〜２００℃であり、定着温度を２００℃に設定した場合、図８に示す結果から、定着ベルト４として温度リップルが４０℃程度である１１０μｍ以下の厚みであれば使用可能であり、定着温度を１８０℃に設定した場合には９０μｍ以下の厚みであれば使用可能であることがわかる。
【００４１】
さらに、本実施形態において、定着ベルト４の基材の厚みを９０μｍとして本実施形態の動作実験を行ったところ、良好な定着結果を得ることが可能であった。
【００４２】
このように本実施形態によれば、定着ベルト４の厚みをしなやかさを確保できる程度に設定可能となり、画像形成装置の待機時の定着ベルト４の変形を起こりにくくすることによって、少ない張力でも、加熱ローラ２に対して定着ベルト４を確実に密着させることが可能になる。その結果、定着不良を防止することができる。
【００４３】
ところで、さらにベルト待機時変形の影響をなくす方法としては、他にも、加熱ローラ２の外径を定着ローラ１の大きさに応じて設定する方法がある。待機時、定着ローラ１，加熱ローラ２に密着した状態に張力を与えられているため、定着ベルト４は、それぞれの定着ローラ１，加熱ローラ２の形状に沿って変形する。その場合、加熱ローラ２と定着ローラ１の径が略同等であれば、仮に若干変形が残っていても、形状は互いのローラ１，２に沿いやすい。また、定着ローラ１の方が小さければ、ベルト変形の曲率が加熱ローラ２より小さいので、加熱ローラ２側で少なくとも浮きは発生し難くなる。このように、加熱ローラ２の外形を定着ローラ１の外径と同等又はそれ以上にすることにより、定着ベルト４の基材を薄くしても若干ベルトの変形が残っていた場合でも、回転による温度リップルを小さくすることが可能になる。
【００４４】
次に、本実施形態と参考例のユニットにて、トナーによる定着性の違いを検討してみた。
【００４５】
通常のポリエステル樹脂粉砕型のトナー（粒径は平均で６〜９μｍ）では、定着必要温度は１６０℃〜２００℃であり、参考例における定着ベルト４の温度リップルは４０℃程度であるのため、このトナーでは、定着温度は２００℃としなければ、ベルトの最も温度が低い場所では定着良好温度にならないこととなる。
【００４６】
一方、本実施形態によれば１０℃程度の温度リップルであるので、１７０℃を見込めば良い。また、後述する低融点重合タイプのトナーでは、定着温度範囲は１４０℃〜２００℃であるため、参考例のユニットでも１８０℃の設定で良く、さらに本実施形態では、１５０℃の設定で定着条件を満たすようになる。
【００４７】
通常、設定温度が高ければ放熱も大きいため、維持電力が多く必要となる。φ５０程度の定着ローラを用いた場合、１８０℃程度の設定温度を１５０℃程度に下げることで、２００ｗほどの維持電力を減らすことができる。したがって、本実施形態の方が参考例のユニットよりも省電力化が図れるようになる。
【００４８】
次に、本発明の画像形成装置に好適に使用されるトナーについて説明する。
【００４９】
６００ｄｐｉ以上の微少ドットを再現するために、トナーの体積平均粒径は３〜８μｍが好ましい。体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）は１．００〜１．４０の範囲にあることが好ましい。（Ｄｖ／Ｄｎ）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。
【００５０】
次に、トナー形状について説明する。
【００５１】
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１０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（数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。
（数１）
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）
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。
【００５２】
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（数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。
（数２）
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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、したが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。
【００５５】
本発明の画像形成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。
【００５６】
（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。
【００５７】
多価アルコール化合物（ＰＯ）としては、２価アルコール（ＤＩＯ）及び３価以上の多価アルコール（ＴＯ）が挙げられ、（ＤＩＯ）単独、又は（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及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、及びこれと炭素数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価又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。
【００５８】
多価カルボン酸（ＰＣ）としては、２価カルボン酸（ＤＩＣ）及び３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）が挙げられ、（ＤＩＣ）単独、及び（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及び炭素数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又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）と反応させても良い。
【００５９】
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。
【００６０】
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良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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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；及びこれら２種以上の併用が挙げられる。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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）、及び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。
【００６８】
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）；及び脂肪族ジアミン（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及びＢ１と少量のＢ２の混合物である。
【００６９】
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。
【００７０】
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良い。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。
【００７１】
ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法等により製造される。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。
【００７２】
（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）などのイソシアネート（ＰＩＣ）に対して不活性なものが挙げられる。
【００７３】
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）、及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。
【００７４】
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良い。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及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
【００７５】
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、低温定着性及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。なお、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。
【００７６】
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。したがって、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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
（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。
【００８１】
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、又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。
【００８２】
（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、燐の単体又は化合物、タングステンの単体又は化合物、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。
【００８３】
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重量部の範囲が良い。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。
【００８４】
（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。
【００８５】
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。
【００８６】
（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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
（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。
【００９１】
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及び塩化メチレン、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。
【００９２】
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。
【００９３】
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良い。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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挙げることができる。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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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、マレイン酸又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、ビニルアルコール又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、又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、又はその複素環を有するものなどのホモポリマー又は共重合体、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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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、次いで、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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
本発明に係るトナーの形状は略球形状であり、以下の形状規定によって表すことができる。
【０１１２】
図１１は、本発明のトナーの形状を模式的に示す図である。図１１において、略球形状のトナーを長軸ｒ１、短軸ｒ２、厚さｒ３（但し、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３とする。）で規定するとき、本発明のトナーは、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）（図１１（ｂ）参照）が０．５〜１．０で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）（図１１（ｃ）参照）が０．７〜１．０の範囲にあることが好ましい。長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５未満では、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７未満では、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が１．０では、長軸を回転軸とする回転体となり、トナーの流動性を向上させることができる。
【０１１３】
なお、ｒ１，ｒ２，ｒ３は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で、視野の角度を変えて写真を撮り、観察しながら測定したものである。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明は、電子写真方式あるいは静電記録方式の画像形成装置の分野に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の実施の形態におけるベルト定着装置の要部構成を示す説明図
【図２】本実施形態におけるテンションローラによる張力の設定を説明するための図
【図３】本発明の実施の形態における他のベルト定着装置の要部構成を示す説明図
【図４】定着ベルトの変形残りを示す説明図
【図５】本実施形態との比較のための参考例としてのベルト定着装置の要部を示す説明図
【図６】参考例におけるテンションローラによる張力の設定を説明するための図
【図７】定着ベルトに１１０μｍ基材のベルトを使用した時に発生する温度リップルを示す図
【図８】定着ベルトの基材の厚みに対する温度リップルの大きさを示す図
【図９】トナーの種類と定着温度との関係を示す図
【図１０】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
【図１１】本発明のトナーの形状を模式的に示す図
【符号の説明】
【０１１６】
１  定着ローラ
２  加熱ローラ
３  加熱ヒータ
４  定着ベルト
５  テンションローラ
８  加圧ローラ
９  加圧ヒータ
【図１】
2005189461.tif 000003
【図２】
2005189461.tif 000004
【図３】
2005189461.tif 000005
【図４】
2005189461.tif 000006
【図５】
2005189461.tif 000007
【図６】
2005189461.tif 000008
【図７】
2005189461.tif 000009
【図８】
2005189461.tif 000010
【図９】
2005189461.tif 000011
【図１０】
2005189461.tif 000012
【図１１】
2005189461.tif 000013