(57)【要約】【課題】湾曲する搬送経路に配置することができる粉体搬送手段を用いて、低騒音で、十分な搬送力を備えて粉体詰まりのおそれがなく、粉体搬送手段を再利用する際の作業効率のよい粉体搬送装置を提供する。【解決手段】粉体搬送手段である廃トナー回収コイル２６を、軸形状部分３５とそのまわりのコイル形状部分３６とを樹脂材料を用いて一体成形により形成した第一搬送部分３３と、樹脂を用いてコイル形状に形成して搬送経路４２の湾曲部分に配置する第二搬送部分３４とで構成する。そして、湾曲する搬送経路中に備える廃トナー回収コイル２６を回転してその搬送経路に沿って粉体であるトナーを搬送する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湾曲する搬送経路中に備える粉体搬送手段を回転してその搬送経路に沿って粉体を搬送する粉体搬送装置において、
前記粉体搬送手段を、軸形状部分とそのまわりのコイル形状部分とを樹脂材料を用いて一体成形により形成した第一搬送部分と、樹脂を用いてコイル形状に形成して前記搬送経路の湾曲部分に配置する第二搬送部分とで構成することを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項２】
前記第一搬送部分と前記第二搬送部分とを一体成形により形成してなることを特徴とする、請求項１に記載の粉体搬送装置。
【請求項３】
前記第一搬送部分と前記第二搬送部分とを異なる材質により形成してなることを特徴とする、請求項１または２に記載の粉体搬送装置。
【請求項４】
電子写真方式を用いた画像形成装置の装置本体に着脱自在に設け、請求項１ないし３のいずれか１に記載の粉体搬送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５】
電子写真方式を用い、粉体としてトナーを使用し、請求項１ないし３のいずれか１に記載の粉体搬送装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記粉体搬送装置を用いて、トナーを収容するトナー容器から、トナーを用いて現像を行う現像装置へとトナーを搬送することを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記粉体搬送装置を用いて、クリーニング装置で除去したトナーを搬送することを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記トナーとして、重量平均粒径が３〜８μｍの範囲にあり、その重量平均粒径Ｄ４と個数平均粒径Ｄ１との比Ｄ４／Ｄ１が１．００〜１．４０の範囲にあるものを使用することを特徴とする、請求項５ないし７のいずれか１に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記トナーとして、形状係数ＳＦ‐１および形状係数ＳＦ‐２がともに１００〜１８０の範囲にあるものを使用することを特徴とする、請求項５ないし７のいずれか１に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記トナーとして、トナー母体粒子表面に平均一次粒径が５０〜５００ｎｍの範囲にあり、嵩密度が０．３ｇ／ｃｍ３以上の微粒子を外添加して得られたものを使用することを特徴とする、請求項５ないし７のいずれか１に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記トナーとして、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤からなり、ガラス転移温度が４５〜６５℃の範囲にあり、流出開始温度が９０〜１１５℃の範囲にあるものを使用することを特徴とする、請求項５ないし７のいずれか１に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記トナーとして、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、ポリエステル、着色剤、離型剤を有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋および／または伸長反応させて得られるものを使用することを特徴とする、請求項５ないし７のいずれか１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
帯電装置に、直流に交流を重畳した電圧を印加することを特徴とする、請求項５ないし１２のいずれか１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリまたはそれらの複合機などの画像形成装置に関する。そのうち特に、帯電、露光、現像、転写、クリーニングなどのプロセスを繰り返して像担持体上に形成する画像を逐次転写して記録媒体に画像を記録する電子写真式の画像形成装置に関する。および、そのような画像形成装置において、像担持体と、前記プロセスを行う手段のいくつかを一体化し、画像形成装置本体に対して一括して着脱自在とするプロセスカートリッジに関する。および、そのような画像形成装置やプロセスカートリッジなどに備え、トナーなどの粉体を搬送する粉体搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電子写真式の画像形成装置では、ドラム状やベルト状の像担持体の回転とともに、その像担持体上に帯電、露光を行って静電潜像を形成して後、現像装置でトナーを付着することにより可視像化してトナー画像を形成し、そのトナー画像を直接、または中間転写体を介して間接的に転写して、搬送する用紙、ＯＨＰフィルム等の記録媒体に画像を記録する一方、画像転写後に像担持体上に残留するトナーをクリーニング装置で除去して像担持体上での再度の画像形成に備えている。
【０００３】
このような画像形成装置にあっては、例えば、使用とともにトナーを消費することから、新規トナーを収納するトナー容器を備え、そのトナー容器からの新規トナーを搬送して現像装置に補給する必要がある。また、除去したトナーがクリーニング装置内に満たされることから、クリーニング装置で除去したトナーを搬送して廃トナータンクに回収したり、リサイクル使用すべく現像装置へと戻したりする必要がある。
【０００４】
このため、画像形成装置本体内には、例えばトナー容器から現像装置へ、クリーニング装置から廃トナータンクへ、クリーニング装置から現像装置へと、粉体であるトナーを搬送する搬送経路を設け、その搬送経路を通してトナーを搬送していた。トナーを搬送する手段としては、ポンプを用いる例も多く見受けられるが、高価な上、ポンプの設置に大きなスペースを必要とすることから、最良の方法ではなかった。
【０００５】
そこで、従来の中には、搬送経路中に粉体搬送手段を備え、その粉体搬送手段を回転することにより、搬送経路中のトナーを、現像装置や廃トナータンクなどへと搬送するものがある。ここで、粉体搬送手段としては、例えば図８に示すように、軸形状部分１とそのまわりのコイル形状部分２とを樹脂材料を用いて一体成形により形成したものが、一般的に使用されている。
【０００６】
ところが、近年、画像形成装置の小型化の要請に基づき、搬送経路を湾曲して設けることにより、画像形成装置本体内のスペースの有効利用を図ることが行われている。このような搬送経路中の湾曲する部分に、図８に示すような柔軟性に劣る粉体搬送手段を設けることはできなかった。そこで、このような湾曲する搬送経路中には、従来、粉体搬送手段として、湾曲する搬送経路に合わせて屈曲することができる金属製や樹脂製のコイルが使用されていた。
【０００７】
しかし、金属製のコイルを使用すると、搬送経路内面と摺擦して音を発生し、騒音を生ずる問題があった。このため、例えば下記の特許文献１に記載のものでは、樹脂製のコイルを用いることが提案されている。ところが、このようなコイル状のものでは、粉体搬送手段を回転したとき、トナーが負荷となって軸方向に縮んで十分な搬送力を得ることができず、トナー詰まりを発生する問題があった。
【０００８】
このため、図７に示すように、長さＬ１の長い金属製のコイル３の中心に、長さＬ２の短い樹脂製の軸４を挿入して、軸４が入り込まないコイル３の先端部分を、搬送経路中の湾曲する部分に配置するものがある。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−３２４９０４号公報
【特許文献２】特開２００５−０３７６７５号公報
【特許文献３】特開２００５−０９１７７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、このような粉体搬送手段では、金属と樹脂の異種材料で構成することから、再利用の際に分解しなければならず、再利用時の作業性が悪い問題があった。
【００１１】
そこで、この発明の第１の目的は、湾曲する搬送経路に配置することができる粉体搬送手段を用いて、低騒音で、十分な搬送力を備えて粉体詰まりのおそれがなく、粉体搬送手段を再利用する際の作業効率のよい粉体搬送装置を提供することにある。
【００１２】
この発明の第２の目的は、湾曲する搬送経路に配置することができる粉体搬送手段を用いて、低騒音で、十分な搬送力を備えて粉体詰まりのおそれがなく、粉体搬送手段を再利用する際の作業効率のよい粉体搬送装置を備えるプロセスカートリッジを提供することにある。
【００１３】
この発明の第３の目的は、湾曲する搬送経路に配置することができる粉体搬送手段を用いて、低騒音で、十分な搬送力を備えて粉体詰まりのおそれがなく、粉体搬送手段を再利用する際の作業効率のよい粉体搬送装置を備える画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このため、請求項１に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、湾曲する搬送経路中に備える粉体搬送手段を回転してその搬送経路に沿って粉体を搬送する粉体搬送装置において、粉体搬送手段を、軸形状部分とそのまわりのコイル形状部分とを樹脂材料を用いて一体成形により形成した第一搬送部分と、樹脂を用いてコイル形状に形成して搬送経路の湾曲部分に配置する第二搬送部分とで構成することを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の粉体搬送装置において、軸形状部分とそのまわりのコイル形状部分とを樹脂材料を用いて一体成形により形成した第一搬送部分と、樹脂を用いてコイル形状に形成した第二搬送部分とを一体成形により形成してなることを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の粉体搬送装置において、軸形状部分とそのまわりのコイル形状部分とを樹脂材料を用いて一体成形により形成した第一搬送部分と、樹脂を用いてコイル形状に形成した第二搬送部分とを異なる材質により形成してなることを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、上述した第２の目的を達成すべく、電子写真方式を用いた画像形成装置の装置本体に着脱自在に設け、請求項１ないし３のいずれか１に記載の粉体搬送装置を備えることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、上述した第３の目的を達成すべく、電子写真方式を用い、粉体としてトナーを使用し、請求項１ないし３のいずれか１に記載の粉体搬送装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の画像形成装置において、粉体搬送装置を用いて、トナーを収容するトナー容器から、トナーを用いて現像を行う現像装置へとトナーを搬送することを特徴とする。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の画像形成装置において、粉体搬送装置を用いて、クリーニング装置で除去したトナーを搬送することを特徴とする。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項５ないし７のいずれか１に記載の画像形成装置において、トナーとして、重量平均粒径が３〜８μｍの範囲にあり、その重量平均粒径Ｄ４と個数平均粒径Ｄ１との比Ｄ４／Ｄ１が１．００〜１．４０の範囲にあるものを使用することを特徴とする。
【００２２】
請求項９に記載の発明は、請求項５ないし７のいずれか１に記載の画像形成装置において、トナーとして、形状係数ＳＦ‐１および形状係数ＳＦ‐２がともに１００〜１８０の範囲にあるものを使用することを特徴とする。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、請求項５ないし７のいずれか１に記載の画像形成装置において、トナーとして、トナー母体粒子表面に平均一次粒径が５０〜５００ｎｍの範囲にあり、嵩密度が０．３ｇ／ｃｍ３以上の微粒子を外添加して得られたものを使用することを特徴とする。
【００２４】
請求項１１に記載の発明は、請求項５ないし７のいずれか１に記載の画像形成装置において、トナーとして、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤からなり、ガラス転移温度が４５〜６５℃の範囲にあり、流出開始温度が９０〜１１５℃の範囲にあるものを使用することを特徴とする。
【００２５】
請求項１２に記載の発明は、請求項５ないし７のいずれか１に記載の画像形成装置において、トナーとして、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、ポリエステル、着色剤、離型剤を有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋および／または伸長反応させて得られるものを使用することを特徴とする。
【００２６】
請求項１３に記載の発明は、請求項５ないし１２のいずれか１に記載の画像形成装置において、像担持体の表面を帯電する帯電装置に、直流に交流を重畳した電圧を印加することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１に記載の発明によれば、粉体搬送手段に、コイル形状に形成して搬送経路の湾曲部分に配置する第二搬送部分を設けるので、粉体搬送手段を、湾曲する搬送経路に配置することができ、その第二搬送部分を樹脂を用いて形成するので、搬送経路の内面に摺擦しても大きな騒音を発することがない。また、軸形状部分とそのまわりのコイル形状部分とを一体成形により形成した第一搬送部分を有するので、粉体搬送時に粉体負荷を受けても縮むことがなく、十分な搬送力を備えて粉体詰まりのおそれをなくすことができる。さらに、第一搬送部分と第二搬送部分とをともに樹脂を用いて形成するので、粉体搬送手段を再利用する際に分解したりする必要がなく、再利用する際の作業効率をよくすることができる。
【００２８】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、第一搬送部分と第二搬送部分とを一体成形により形成するので、第一搬送部分と第二搬送部分とを連結する手間をなくして粉体搬送手段の製作を容易とし、コストの低減を図ることができる。
【００２９】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、第一搬送部分と第二搬送部分とを異なる材質により形成するので、第一搬送部分を安価な樹脂でつくり、第二搬送部分を騒音の発生の少ない樹脂でつくるようにすると、安価で有用な粉体搬送手段を形成することができる。
【００３０】
請求項４に記載の発明によれば、プロセスカートリッジを電子写真方式を用いた画像形成装置の装置本体に着脱自在に設け、請求項１ないし３のいずれか１に記載の粉体搬送装置を備えるので、湾曲する搬送経路に配置することができる粉体搬送手段を用いて、低騒音で、十分な搬送力を備えて粉体詰まりのおそれがなく、粉体搬送手段を再利用する際の作業効率のよい粉体搬送装置を備えるプロセスカートリッジを提供することができる。
【００３１】
請求項５に記載の発明によれば、電子写真方式を用い、粉体としてトナーを使用する画像形成装置において、請求項１ないし３のいずれか１に記載の粉体搬送装置を備えるので、湾曲する搬送経路に配置することができる粉体搬送手段を用いて、低騒音で、十分な搬送力を備えて粉体詰まりのおそれがなく、粉体搬送手段を再利用する際の作業効率のよい粉体搬送装置を備える画像形成装置を提供することができる。
【００３２】
請求項６に記載の発明によれば、請求項５に記載の画像形成装置において、粉体搬送装置を用いて、トナーを収容するトナー容器から、トナーを用いて現像を行う現像装置へとトナーを搬送するので、トナー容器から現像装置へとトナーを搬送する粉体搬送装置にあって、湾曲する搬送経路に配置することができる粉体搬送手段を用いて、低騒音で、十分な搬送力を備えて粉体詰まりのおそれがなく、粉体搬送手段を再利用する際の作業効率のよい画像形成装置を提供することができる。
【００３３】
請求項７に記載の発明によれば、請求項５に記載の画像形成装置において、粉体搬送装置を用いて、クリーニング装置で除去したトナーを搬送するので、クリーニング装置で除去したトナーを搬送する粉体搬送装置にあって、湾曲する搬送経路に配置することができる粉体搬送手段を用いて、低騒音で、十分な搬送力を備えて粉体詰まりのおそれがなく、粉体搬送手段を再利用する際の作業効率のよい画像形成装置を提供することができる。
【００３４】
請求項８に記載の発明によれば、トナーとして、重量平均粒径が３〜８μｍの範囲にあり、その重量平均粒径Ｄ４と個数平均粒径Ｄ１との比Ｄ４／Ｄ１が１．００〜１．４０の範囲にあるものを使用するので、請求項５ないし７に記載の発明の効果に加えて、特に高品位な画像を形成することができる。
【００３５】
請求項９に記載の発明によれば、トナーとして、形状係数ＳＦ‐１および形状係数ＳＦ‐２がともに１００〜１８０の範囲にあるものを使用するので、請求項５ないし７に記載の発明の効果に加えて、特に高品位な画像を形成することができる。
【００３６】
請求項１０に記載の発明によれば、トナーとして、トナー母体粒子表面に平均一次粒径が５０〜５００ｎｍの範囲にあり、嵩密度が０．３ｇ／ｃｍ３以上の微粒子を外添加して得られたものを使用するので、請求項５ないし７に記載の発明の効果に加えて、特に高品位な画像を形成することができる。
【００３７】
請求項１１に記載の発明によれば、トナーとして、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤からなり、ガラス転移温度が４５〜６５℃の範囲にあり、流出開始温度が９０〜１１５℃の範囲にあるものを使用するので、請求項５ないし７に記載の発明の効果に加えて、特に高品位な画像を形成することができる。
【００３８】
請求項１２に記載の発明によれば、トナーとして、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、ポリエステル、着色剤、離型剤を有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋および／または伸長反応させて得られるものを使用するので、請求項５ないし７に記載の発明の効果に加えて、特に高品位な画像を形成することができる。
【００３９】
請求項１３に記載の発明によれば、像担持体の表面を帯電する帯電装置に、直流に交流を重畳した電圧を印加するので、請求項５ないし１２に記載の発明の効果に加えて、特に高品位な画像を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の最良形態につき説明する。
図１には、電子写真式の画像形成装置に備えるプロセスカートリッジの全体概略構成を示す。
【００４１】
図中符号１０は、像担持体であるドラム状の感光体であり、図中時計まわりに回転可能に設ける。感光体１０のまわりには、帯電装置１１、現像装置１２、クリーニング装置１３、潤滑材塗布装置１４などを備える。プロセスカートリッジ５０は、感光体１０と、帯電装置１１、現像装置１２などの、帯電、現像等のプロセスを行う手段を一体化して構成し、不図示の画像形成装置の装置本体に対して一括して着脱自在として、メンテナンス性を向上するとともに、画像形成装置本体の小型化を図る。
【００４２】
帯電装置１１には、帯電ローラ１６、その帯電ローラ１６をクリーニングする帯電ローラクリーナ１７などを備える。帯電ローラ１６は、感光体１０上を均一に帯電する。帯電装置１１としては、非接触帯電として、ワイヤによる帯電であるスコロトロン方式、コロトロン方式、接触帯電としては、中抵抗ゴムローラを用いる接触ローラ方式、非接触ローラ方式がある。図示例は、非接触帯電ローラ方式である。
【００４３】
スコロトロン方式は、以前は感光体１０上を（−）に帯電させる場合には多く用いられていたが、放電の際にオゾンが発生するため、対環境を重視する観点から、現在は限られた機種群でしか使用されていない。また、コロトロン方式は、感光体１０を（＋）に帯電させるものであり、オゾンの発生は少ないが、あまり一般的には使用されていない。最近では、オゾンの発生を抑えることができる帯電ローラの単価が安くなってきたために、ローラ帯電方式がもっとも一般的な帯電手段である。
【００４４】
接触式ローラ帯電方式、非接触ローラ帯電方式ともに、直流に対して交流を重畳した電圧を印加する方法と、直流のみを印加する方法がある。直流に交流を重畳する場合には、直流のみに比べて高画質を得ることができるが、感光体１０のフィルミングという問題に注意が必要となる。接触式の場合、前者は、交流を定電流制御することによって、表面電位に対して環境の変化による帯電ローラ１６の抵抗値変動の影響を受けないという利点がある反面、高圧電源のコストが高くなるし、交流高周波の音が問題としてある。後者は、表面電位に対して環境の変化による帯電ローラ１６の抵抗値変動の影響をまともに受けるために、環境変化に対して、何らかの印可電圧の補正手段が必要となる。
【００４５】
非接触の場合は、交流を定電流制御すると、感光体１０と帯電ローラ１６のギャップ変動の影響で、画像にむらが出てしまうために、直流のみを印加した場合と同様に、印加電圧を補正する手段が必要となる。ただし、非接触であるため、帯電ローラ１６の汚れに対しては、接触式より余裕がある。補正の方法としては、帯電ローラ１６近傍の温度を検知し、印可電圧を切り替える手段と、感光体１０上の地汚れを定期的に検知し、印可電圧を切り替える手段とがある。これらの方法を取ることによって、感光体１０表面を約−５００Ｖ〜−７００Ｖ程度に帯電させる。
【００４６】
駆動方式としては、感光体１０に圧接させ、摩擦力で連れまわりさせる方法と、感光体ギヤ等から駆動力をもらう方法がある。低速機では、前者の方法が取られる場合が多いが、高速、高画質を要求される機械では、後者の場合が多い。
【００４７】
また、この帯電ローラ１６表面が汚れた場合には、汚れの付着した部分の、帯電能力が落ち、感光体１０を狙いの電位に帯電させることができなくなる。それによって、帯電不良の異常画像となって現れる。それを防止するために、帯電ローラクリーナ１７を当接させている。この帯電ローラクリーナ１７は、メラミンでできているものが主流であり、特に駆動を与えずに帯電ローラ１６に連れまわりすることで、帯電ローラ１６表面の汚れを落とす。
【００４８】
現像装置１２には、感光体１０にトナーを付着する現像ローラ２０、その現像ローラ２０上の現像剤を薄層化する薄層化ブレード２１、トナーとキャリアとよりなる現像剤を撹拌循環する２本の撹拌搬送スクリュ２２、現像剤を循環させている経路底面に位置してトナー濃度を検知するトナー濃度センサ２３などを設ける。トナー濃度センサ２３は、現像装置１２内のトナー濃度に関する情報を画像形成装置本体に送っている。データを送るために、コネクタにてプロセスカートリッジ５０と、画像形成装置本体を結合する必要がある。
【００４９】
クリーニング装置１３には、感光体１０表面の転写残トナーを除去するクリーニングブレード２５、除去した粉体であるトナーを粉体搬送装置４０の搬送経路４２を通して搬送する粉体搬送手段としての廃トナー回収コイル２６などを備える。クリーニングブレード２５は、先端を感光体１０の表面にカウンタ方向に当接させ、そのエッジ部で転写後の残トナーを掻き取る。クリーニングブレード２５にて掻き取ったトナーは、廃トナー回収コイル２６にて搬送し、この例では再使用することなく、不図示の廃トナータンクに収容する。
【００５０】
潤滑材塗布装置１４には、感光体１０の周面に接触しながら回転する潤滑材塗布ブラシローラ２７、ばね付勢してその潤滑材塗布ブラシローラ２７に押し当てる潤滑材２８、感光体１０上の潤滑材を均一な厚さとする潤滑材塗布ブレード２９などを設ける。潤滑材２８は、感光体１０表面の摩擦係数を低いレベルで安定させるために、感光体１０表面に潤滑材を塗布して、感光体フィルミングを防止するものであり、潤滑材塗布ブラシローラ２７が回転されることによって徐々に削られ、その削られた潤滑材が感光体１０の表面に塗布されていく。感光体１０の表面に塗布された潤滑材は、潤滑材塗布ブレード２９によって均一な厚さとして感光体１０の表面に定着される。潤滑材２８として用いられるものは、ＺｎＳｔ（ステアリン酸亜鉛）が最も一般的である。潤滑材塗布ブラシローラ２７としては、絶縁ＰＥＴ、導電ＰＥＴ、アクリル繊維などが用いられる。
【００５１】
図２には、図１に示す現像装置１２を取り外したプロセスカートリッジ５０を斜め上から見て示す。
図において、符号１０が矢印ａ方向に回転する感光体であり、１３がクリーニング装置である。クリーニング装置１３には、粉体搬送装置４０を設け、そのクリーニング装置１３で回収したトナーは、廃トナーとして、はじめ粉体搬送装置４０の搬送経路４２を図中矢印ｂで示すように水平方向に通してから、湾曲する搬送経路４２を通してプロセスカートリッジ５０のトナー排出部３０に入れ、図中矢印ｃで示すように垂直方向に向きを変えて搬送し、トナー排出部３０から下向きの排出口を通して不図示の下方の廃トナータンクへと排出する。
【００５２】
図３には、粉体搬送手段である廃トナー回収コイル２６を示す。
廃トナー回収コイル２６は、第一搬送部分３３と第二搬送部分３４とを一体成形により、互いに軸方向に連接するように形成してなる。第一搬送部分３３は、軸形状部分３５と、そのまわりのコイル形状部分３６とを樹脂材料を用いて一体成形により形成する。他方、第二搬送部分３４は、樹脂を用いて軸のないコイル形状に形成して搬送経路４２の湾曲部分に配置する。そして、その回転により、搬送経路４２に沿って粉体であるトナーを搬送する。
【００５３】
図示例では、第一搬送部分３３のコイル形状部分３６と、第二搬送部分３４のコイル形状とのピッチを変えているが、ピッチは使用条件に応じて設定するものであり、必ずしも異なるピッチにする必要はない。また、この例では、第一搬送部分３３の端部に第二搬送部分３４を設けるが、第二搬送部分３４は、必ず端部に設けなければならないものではない。
【００５４】
さらに、第二搬送部分３４を端部に設けなかった場合など、第一搬送部分３３と第二搬送部分３４とを一体成形により形成することができない場合もある。このような場合も含めて、第一搬送部分３３と第二搬送部分３４とは、別体に形成して接着とか溶着とかで連接固定するようにしてもよい。
【００５５】
このとき、第一搬送部分３３と第二搬送部分３４とは、異なる材質により形成してもよい。例えば、第二搬送部分３４をＰＰ（ポリプロピレン）で形成すると、騒音低減効果を高めることができる。しかし、ＰＰは、加工精度が出にくく使用しにくいことから、第一搬送部分３３は、一般的なＡＢＳ（アクリルニトリル・ブタジェン・スチレン）やＰＳ（ポリスチレン）などを用いてつくると、コスト的なメリットも生ずる。
【００５６】
さて、上述した例では、プロセスカートリッジ５０の粉体搬送装置４０を用いて、クリーニング装置１３で除去したトナーを不図示の廃トナータンクへと搬送する場合について説明したが、再利用すべく現像装置１２へと搬送する粉体搬送装置に適用し、その粉体搬送手段を、軸形状部分とそのまわりのコイル形状部分とを樹脂材料を用いて一体成形により形成した第一搬送部分と、樹脂を用いてコイル形状に形成して搬送経路の湾曲部分に配置する第二搬送部分とで構成するようにしてもよい。
【００５７】
また、新規トナーを収容するトナー容器から、トナーを用いて現像を行う現像装置１２へとトナーを搬送する粉体搬送装置に適用し、その粉体搬送手段を第一搬送部分と第二搬送部分とで構成するようにしてもよい。もちろん、プロセスカートリッジ内に限らず、画像形成装置本体内の他の粉体搬送装置に適用するようにしてもよく、画像形成装置に限らず、湾曲する搬送経路中に備える粉体搬送手段を回転してその搬送経路に沿って粉体を搬送する他の粉体搬送装置に適用するようにしてもよい。
【００５８】
次に、上述した図示例において、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。
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。
【００５９】
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。一方、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。
【００６０】
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ＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザ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。
【００６１】
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、さらに測定試料を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分間分散処理を行い、前記測定装置により、アパーチャとして１００μｍアパーチャを用いて、トナー粒子またはトナーの重量、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。
【００６２】
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以上ないし４０．３０μｍ未満の粒子を対象とする。
【００６３】
図４、５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。
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。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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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、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。
【００６７】
図示例のトナーは、母体粒子表面に平均一次粒径が５０〜５００ｎｍで、嵩密度が０．３ｇ/ｃｍ3以上の微粒子を外添加して得られたトナーである。外添加剤として平均一次粒径が５０〜５００ｎｍで、嵩密度が０．３ｍｇ／ｃｍ3以上の微粒子を用いることにより、クリーニング性が良好であるとともに、特に高画質を達成する小粒径トナーを用いた場合に、現像性および転写性の低下の改善が図られる。
【００６８】
以下、本発明で使用する好適なトナーについて詳細に説明する。トナーは、トナーの粒子表面に平均一次粒径が５０〜５００ｎｍで、嵩密度が０．３ｍｇ／ｃｍ3以上の微粒子（以下、単に微粒子という）を付着させたものである。なお、通常の流動性向上剤にシリカ等がよく用いられるが、例えば、このシリカの平均一次粒径は通常１０〜３０ｎｍ、嵩密度が０．１〜０．２ｍｇ／ｃｍ3である。
【００６９】
トナーの表面に適切な特性の微粒子が存在することで、トナー粒子と対象体との間に適度な空隙が形成される。また、微粒子は、トナー粒子、感光体、帯電付与部材との接触面積が非常に小さく、均等に接触するので付着力低減効果が大きく、現像・転写効率の向上に有効である。さらに、コロの役割を果たすため、感光体を摩耗または損傷させることなく、クリーニングブレードと感光体との高ストレス（高荷重、高速度等）下でのクリーニングの際も、トナー粒子に埋没し難く、あるいは少々埋没しても離脱、復帰が可能であるので、長期間にわたって安定した特性を得ることができる。
【００７０】
さらに、トナーの表面から適度に脱離し、クリーニングブレードの先端部に蓄積し、いわゆるダム効果によって、ブレードからトナーが通過する現象を防止する効果がある。これらの特性は、トナー粒子の受けるシェアを低減させる作用を示すので、高速定着（低エネルギー定着）のためトナーに含有されている低レオロジー成分によるトナー自身のフィルミングの低減効果を発揮する。しかも、微粒子として、平均一次粒径が５０〜５００μｍの範囲のものを用いると、十分にその優れたクリーニング性能を活かすことができる上、極めて小粒径であるため、トナーの粉体流動性を低下させることがない。さらに、詳細は明らかでないが、表面処理された微粒子はトナーに外部添加されても、仮にキャリアを汚染した場合においても現像剤劣化の度合が少ない。
【００７１】
微粒子の平均一次粒径（以下、平均粒径という）は、５０〜５００ｎｍのものが用いられ、特に１００〜４００ｎｍのものが好ましい。５０ｎｍ未満であると、微粒子がトナー表面の凹凸の凹部分に埋没してコロの役割を低下する場合が生じる。一方、５００μｍよりも大きいと、微粒子がブレードと感光体表面の間に位置した場合、トナー自身の接触面積と同レベルのオーダーとなり、クリーニングされるべきトナー粒子を通過させる、すなわちクリーニング不良を発生させやすくなる。
【００７２】
嵩密度が０．３ｍｇ／ｃｍ3未満では、流動性向上への寄与はあるものの、トナーおよび微粒子の飛散性および付着性が高くなるために、トナーとコロとしての効果や、クリーニング部で蓄積して、トナーのクリーニング不良を防止するいわゆるダム効果といった働きが低下してしまう。
【００７３】
微粒子において、無機化合物としては、ＳｉＯ2 、ＴｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ2 、ＣｅＯ2 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｋ2 Ｏ、Ｎａ2 Ｏ、ＺｒＯ2 、ＣａＯ・ＳｉＯ2 、Ｋ2 Ｏ（ＴｉＯ2）ｎ、Ａｌ2 Ｏ3 ・２ＳｉＯ2 、ＣａＣＯ3、ＭｇＣＯ3 、ＢａＳＯ4 、ＭｇＳＯ4 、ＳｒＴｉＯ3等を例示することができ、好ましくは、ＳｉＯ2 、ＴｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 があげられる。特にこれら無機化合物は各種のカップリング剤、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジクロロシラン、オクチルトリメトキシシラン等で疎水化処理が施されていてもよい。
【００７４】
また，有機化合物の微粒子としては、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよく、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、アイオノマ樹脂、ポリカーボネート樹脂等があげられる。樹脂微粒子としては、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、ポリエステル樹脂およびそれらの併用が好ましい。
【００７５】
ビニル系樹脂の具体的な例としては、ビニル系モノマを単独重合また共重合したポリマで、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共重合体、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があげられる。
【００７６】
なお、微粒子の嵩密度は下記の方法により測定した。１００ｍｌのメスシリンダーを用いて、微粒子を徐々に加え１００ｍｌにした。その際、振動は与えなかった。このメスシリンダーの微粒子を入れる前後の重量差により嵩密度を測定した。
嵩密度（ｇ／ｃｍ3）＝微粒子量（ｇ／１００ｍｌ）÷１００
【００７７】
微粒子を、トナー表面に外添加し付着させる方法としては、トナー母体粒子と微粒子を各種の公知の混合装置を用いて、機械的に混合して付着させる方法や、液相中でトナー母体粒子と微粒子を界面活性剤などで均一に分散させ、付着処理後、乾燥させる方法などがある。
【００７８】
トナー定着性に関連するトナーの特性は多く知られ、特に１／２流出温度（軟化点）が関連することが知られているが、定着装置に対しては、１／２流出温度（軟化点）定着性は関連が見られず、ガラス転移温度が４５〜６５℃で、流出開始温度が９０〜１１５℃である両特性を満足するトナーを用いることで、良好な定着性が得られることが明かになった。
【００７９】
ガラス転移温度が４５℃よりも低い場合は、定着時にオフセットが発生する場合があり、逆に６５℃よりも高い場合は、十分な定着性が得られず、画像が転写紙から剥がれやすくなる場合がある。流出開始温度が９０℃よりも低い場合は、定着時にオフセットが発生する場合があり、逆に１１５℃よりも高い場合は、十分な定着性が得られず、画像が転写紙から剥がれやすくなる場合がある。
【００８０】
ガラス転移点Ｔｇの測定方法について概説する。Ｔｇを測定する装置として、理学電機社製ＴＧ−ＤＳＣシステムＴＡＳ−1００を使用した。
まず試料約１０ｍｇをアルミ製試料容器に入れ、それをホルダユニットにのせ、電気炉中にセットする。そして、室温から昇温速度１０℃／ｍｉｎで１５０℃まで加熱した後、１５０℃で１０ｍｉｎ間放置、室温まで試料を冷却して１０ｍｉｎ放置、窒素雰囲気下で再度１５０℃まで昇温速度１０℃／ｍｉｎで加熱してＤＳＣ測定を行った。Ｔｇは、ＴＡＳ−1００システム中の解析システムを用いて、Ｔｇ近傍の吸熱カーブの接線とベースラインとの接点から算出した。
【００８１】
トナーの流出開始温度は、フローテスタを用いて測定することができる。
フローテスタとしては、例えば島津製作所製の高架式フローテスタＣＦＴ５００Ｄ型がある。このフローテスタのフローカーブは図６（Ａ）および（Ｂ）に示されるデータになり、そこから各々の温度を読み取ることができる。図中、Ｔｆｂは流出開始温度であり、１／２法における溶融温度とあるのはＴ１／２温度のことである。
《測定条件》………荷重：５ｋｇ／ｃｍ2、昇温速度：３．０℃／ｍｉｎ、………ダイ口径：１．００ｍｍ、ダイ長さ：１０．０ｍｍ
【００８２】
また、トナーに用いる結着樹脂としては、トナーの特性を満足するものであれば、以下の組成のものを使用することができる。
【００８３】
例えば、ポリエステル、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およびその置換体の単重合体；スチレン−ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、 スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレンーイソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体があげられる。
【００８４】
また、下記の樹脂を混合して使用することもできる。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、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、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、フェノール樹脂、脂肪族叉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あげられる。
【００８５】
この中で特に、ポリエステル樹脂が十分な定着性を得るために、好ましい。ポリエステル樹脂は、アルコールとカルボン酸との縮重合によって得られるが、用いられるアルコールとはポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオール等のジオール類、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、ビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡ、ポリエキシエチレン化ビスフェノールＡ、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールＡ等のエーテル化ビスフェノル類、これらを炭素数３〜２２の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した２価のアルコール単体、その他の２価のアルコール単体をあげることができる。
【００８６】
また、ポリエステル樹脂を得るために用いられるカルボン酸としては、例えばマレイン酸、フマール酸、メサコン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、これらを炭素数３〜２２の飽和もしくは不飽和の炭化水素基で置換した２価の有機酸単量体、これらの酸無水物、低級アルキルエステルとリノレイン酸の２量体、その他の２価の有機酸単量体をあげることができる。
【００８７】
バインダ樹脂として用いるポリエステル樹脂を得るためには、以上の２官能性単量体のみによる重合体のみでなく、３官能以上の多官能性単量体による成分を含有する重合体を用いることも好適である。かかる多官能性単量体である３価以上の多価アルコール単量体としては、例えばソルビトール、１，２，３，６−ヘキサンテトロール、１，４−サルビタン、ペンタエスリトール、ジペンタエスリトール、トリペンタエスリトール、蔗糖、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、グリセロール、２−メチルプロパントリオール、２−メチル−１，２，４−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、１．３．５−トリヒドロキシメチルベンゼン、その他をあげることができる。
【００８８】
また、３価以上の多価カルボン酸単量体としては、例えば１，２，４−ペンゼントリカルボン酸、１，２，５−ペンゼントリカルボン酸、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、２，５，７−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ナフタレントリカルボン酸、１，２，４−ブタントリカルボン酸、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，３−ジカルボキシル−２−メチル−２−メチレンカルボキシプロパン、テトラ（メチレンカルボキシル）メタン、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸、エンボール３量体酸、これらの酸無水物、その他をあげることができる。
【００８９】
また、トナーには、定着時の定着ベルト表面でのトナーの離型性を向上する目的で、離型剤を含有させることができる。離型剤として、公知のものがすべて使用できるが、特に脱遊離脂肪酸型カルナウバワックス、モンタンワックスおよび酸化ライスワックス、エステルワックスを単独または組み合わせて使用することができる。カルナウバワックスとしては、微結晶のものがよく、酸価が５以下であり、トナーバインダ中に分散した時の粒子径が１μｍ以下の粒径であるものが好ましい。モンタンワックスについては、一般に鉱物より精製されたモンタン系ワックスを指し、カルナウバワックス同様、微結晶であり、酸価が５〜１４であることが好ましい。酸化ライスワックスは、米ぬかワックスを空気酸化したものであり、その酸価は１０〜３０が好ましい。各ワックスの酸価が各々の範囲未満であった場合、低温定着温度が上昇し低温定着化が不十分となる。逆に酸価が各々の範囲を超えた場合、コールドオフセット温度が上昇し低温定着化が不十分となる。ワックスの添加量としてはバインダ樹脂１００重量部に対して１〜１５重量部、好ましくは３〜１０重量部の範囲で用いられる。１重量部未満では、その離型効果が薄く所望の効果が得られにくい。また１５重量部を超えた場合はキャリアへのスペントが顕著になる等の問題が生じた。
【００９０】
また、トナーに帯電を付与する目的で、帯電制御剤を含有させることができる。帯電制御剤としては、従来公知のものがすべて使用できる。正帯電制御剤としては、ニグロシン、塩基性染料、塩基性染料のレーキ顔料、四級アンモニウム塩化合物他等があげられ、負帯電制御剤としては、モノアゾ染料の金属塩、サリチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボン酸の金属錯体他等があげられる。本極性制御剤の使用量は、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、バインダ樹脂１００重量部に対して０．０１〜８重量部、好ましくは０．１〜２重量部の範囲で用いられる。０．０１重量部未満では、環境変動時における帯電量Ｑ／Ｍの変動に対しその効果が小さく、７重量部を超えると低温定着性が劣る結果となる。
【００９１】
また、使用される含金属モノアゾ染料としては、含クロムモノアゾ染料、含コバルトモノアゾ染料、含鉄モノアゾ染料を単独もしくは組み合わせて使用することができる。これらを添加することにより、現像剤中における帯電量Ｑ／Ｍの立ち上がり（飽和までの時間）がより優れたものとなる。使用量としては、前記極性制御剤同様に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、バインダ樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部、好ましくは１〜７重量部の範囲で用いられる。０．１重量部未満では、その効果が薄く、１０重量部を超えると帯電量の飽和レベルが低下する等の欠点が生じる。
【００９２】
また、カラートナーには、サリチル酸誘導体の金属塩を用いることが特に好ましいが、必要に応じてカラートナーの色調を損なうことのない透明もしくは白色の物質を添加して、トナーの帯電性を安定的に付与することができる。具体的には、有機ホウ素塩類、含フッ素四級アンモニウム塩類、カリックスアレン系化合物等が用いられるが、これらに限られるものではない。
【００９３】
さらに、トナーは、さらに磁性材料を含有させ、磁性トナーとしても使用し得る。本発明の磁性トナー中に含まれる磁性材料としては、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の酸化鉄、鉄、コバルト、ニッケルのような金属あるいはこれら金属のアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムのような金属の合金およびその混合物などがあげられる。
【００９４】
これらの強磁性体は、平均粒径が０．１〜２μｍ程度のものが望ましく、トナー中に含有させる量としては樹脂成分１００重量部に対し約２０〜２００重量部、特に好ましくは樹脂成分１００重量部に対し４０〜１５０重量部である。
【００９５】
着色剤としては、トナー用として公知のものがすべて使用できる。黒色の着色剤としては、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、ファーネスブラック、ランプブラック等が使用できる。シアンの着色剤としては、例えば、フタロシアニンブル、メチレンブルー、ビクトリアブルー、メチルバイオレット、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー等が使用できる。マゼンタの着色剤としては、例えば、ローダミン６Ｇレーキ、ジメチルキナクリドン、ウォッチングレッド、ローズベンガル、ローダミンＢ、アリザリンレーキ等が使用できる。イエローの着色剤としては、例えば、クロムイエロ、ベンジジンイエロ、ハンザイエロ、ナフトールイエロ、モリブデンオレンジ、キノリンイエロ、タートラジン等が使用できる。トナーに用いられる着色剤は、イエロ、マゼンタ、シアン、ブラック各色のトナーを得ることが可能な染料および顔料が使用できる。例えば、カーボンブラック、ランプブラック、群青、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエロＧ、ローグミン６Ｇ、レーキ、カルコオイルブルー、クロムイエロ、キナクリドン、ベンジジンイエロ、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料などの染顔料など、従来公知のいかなる染顔料をも単独あるいは混合して使用できる。
【００９６】
また、外添加剤として、トナーの流動性を向上させる目的で、疎水性のシリカ、酸化チタン、アルミナなど、さらに必要に応じて脂肪酸金属塩類やポリフッ化ビニリデン等を添加してもよい。さらに、トナーを２成分現像剤として用いる場合に、使用し得るキャリアとしては、公知のものがすべて使用可能であり、例えば鉄粉、フェライト粉、ニッケル粉のごとき磁性を有する粉体、ガラスビーズ等およびこれらの表面を樹脂などで処理した物などがあげられる。
【００９７】
キャリアにコーティングし得る樹脂粉末としては、スチレン−アクリル共重合体、シリコーン樹脂、マレイン酸樹脂、フッ素系樹脂、ポリエステル樹脂エポキシ樹脂等がある。スチレン−アクリル共重合体の場合は、３０〜９０重量％のスチレン分を有するものが好ましい。この場合、スチレン分が３０重量％未満だと現像特性が低く、９０重量％を越えるとコーティング膜が硬くなって剥離しやすくなり、キャリアの寿命が短くなるからである。
【００９８】
また、キャリアの樹脂コーティングは、上記樹脂の他に接着付与剤、硬化剤、潤滑材、導電材、荷電制御剤等を含有してもよい。シリコーン樹脂で被覆するキャリア核体粒子としては、従来より公知のものでよく、例えば鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性金属；マグネタイト、ヘマタイト、フェライトなどの合金や化合物；ガラスビーズ等があげられる。これら核体粒子の平均粒径は、通常１０〜１０００μｍ、好ましくは３０〜５００μｍである。なお、シリコーン樹脂の使用量としては、通常キャリア核体粒子に対して１〜１０重量％である。
【００９９】
また、シリコーン樹脂としては、従来より知られるいずれのシリコーン樹脂であってもよく、例えば市販品として入手できる信越シリコーン社製のＫＲ２６１、ＫＲ２７１、ＫＲ２７１、ＫＲ２７２、ＫＲ２７５、ＫＲ２８０、ＫＲ２８２、ＫＲ２８５、ＫＲ２５１、ＫＲ１５５、ＫＲ２２０、ＫＲ２０１、ＫＲ２０４、ＫＲ２０５、ＫＲ２０６、ＳＡ−４、ＥＳ１００１、ＥＳ１００１Ｎ、ＥＳ１００２Ｔ、ＫＲ３０９３や、東レシリコーン社製のＳＲ２１００、ＳＲ２１０１、ＳＲ２１０７、ＳＲ２１１０、ＳＲ２１０８、ＳＲ２１０９、ＳＲ２１１５、ＳＲ２４００、ＳＲ２４１０、ＳＲ２４１１、ＳＨ８０５、ＳＨ８０６Ａ、ＳＨ８４０などが用いられる。シリコーン樹脂層の形成法としては、従来と同様、キャリア核体粒子の表面に噴霧法、浸漬法等の手段でシリコーン樹脂を塗布すればよい。
【０１００】
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、ポリエステル、着色剤、離型剤を有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋および／または伸長反応させて得られるトナーである。以下に、トナーの構成材料および製造方法について説明する。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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）があげられ、（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）付加物などがあげられる。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あげられる。
【０１０３】
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）があげられ、（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）などがあげられる。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）などがあげられる。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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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（Ａ）を得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋および／または伸長されて得られるものである。
【０１０８】
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種以上の併用があげられる。
【０１０９】
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。
【０１１０】
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマ（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。
【０１１１】
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマ（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。
【０１１２】
次に、ポリエステルプレポリマ（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）などがあげられる。
【０１１３】
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）などがあげられる。
【０１１４】
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あげられる。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あげられる。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あげられる。
【０１１５】
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あげられる。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あげられる。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。
【０１１６】
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（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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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（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。
【０１１９】
（ＰＩＣ）を反応させる際、および（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あげられる。
【０１２０】
また、ポリエステルプレポリマ（Ａ）とアミン類（Ｂ）との架橋および／または伸長反応には、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）などがあげられる。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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よい。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
着色剤としては、公知の染料および顔料がすべて使用でき、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Ｓ、ハンザイエロ（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロ、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロ、オイルイエロ、ハンザイエロ（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエロＬ、ベンジジンイエロ（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロ（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロ（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、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５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドＦ２Ｋ、ヘリオボルドＢＬ、ボルド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、リトボンおよ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。
【０１２８】
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およ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、脂肪族また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あげられ、単独あるいは混合して使用できる。
【０１２９】
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、サリチル酸金属塩および、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あげられる。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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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ごと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、以下のものがあげられる。ロウ類およ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、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あげられる。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あげられる。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および、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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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、窒化ケイ素などをあげることができる。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。
【０１３４】
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およ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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
（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、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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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あげられる。
【０１４０】
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およびその金属塩、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）カルボン酸および金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸（Ｃ７〜Ｃ１３）およびその金属塩、パーフルオロアルキル（Ｃ４〜Ｃ１２）スルホン酸およびその金属塩、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あげられる。
【０１４１】
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）などがあげられる。
【０１４２】
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）などがあげられる。
【０１４３】
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、および３μｍ、ポリスチレン微粒子０．５μｍおよび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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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（Ａ）との反応を行わせる。
この反応は、分子鎖の架橋および／または伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマ（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あげられる。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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、およ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。
【０１４９】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】電子写真式の画像形成装置に備えるプロセスカートリッジの全体概略構成図である。
【図２】現像装置を取り外したそのプロセスカートリッジの斜視図である。
【図３】その粉体搬送装置の搬送経路中に備える粉体搬送手段である廃トナー回収コイルの斜視図である。
【図４】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５】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６】（Ａ）および（Ｂ）はフローテスタを用いて測定した、トナーの流出開始温度を示すフローカーブを示す図である。
【図７】従来の、湾曲する搬送経路中に備える粉体搬送手段の分解斜視図である。
【図８】従来の別の粉体搬送手段の斜視図である。
【符号の説明】
【０１５１】
１０    感光体（像担持体）
１１    帯電装置
１２    現像装置
１３    クリーニング装置
２６    廃トナー回収コイル（粉体搬送手段）
３３    第一搬送部分
３４    第二搬送部分
３５    軸形状部分
３６    コイル形状部分
４０    粉体搬送装置
４２    搬送経路
５０    プロセスカートリッジ
【図１】
2007286322.tif 000003
【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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