JP2004333960A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーを常に均一に帯電させて、良好な画像を形成することが可能な画像形成装置を提供することを課題とする。
【解決手段】現像ユニット５９において、マイクロプラズマを発生させながら、トナーとキャリアを混合する。トナーの平均粒径は３〜８μｍ、キャリアの平均粒径は２０〜６０μｍとし、攪拌搬送スクリュー５２，５３の軸トルクは、０．１〜０．３（ｋｇｆ・ｃｍ）で、現像剤担持体上に現像剤規制部材５６を用いて層厚を規制してトナーを帯電させる。マイクロプラズマは、紫外線／電子／イオンを有し、トナーとキャリアが接触する部分の半径１００μｍ以内に形成される。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法において形成される静電潜像をトナーで現像する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、静電潜像を可視化する方法として、一般的に、少なくとも結着樹脂と着色剤とからなるトナーをプラスまたはマイナスに帯電させて、静電潜像を現像して可視化する方法がよく用いられている。トナーをプラス又はマイナスに帯電させる方法としては、トナーを現像剤担持体上に保持させてトナー層厚規制部材との間で慴擦を行うことでトナーを帯電させる方法、トナーとキャリアとを接触させてトナーを帯電させる方法等がある。いずれの方法も、トナーをあるレベルまで帯電させることは可能であるが、全てのトナー粒子を同じ状態に帯電させることが困難であるために、一部のトナーは十分な帯電量が保持できない状態で現像に供給されることがあり、望ましくない場所にトナーが付着することがある。この場合は地肌汚れと呼ばれ、本来ならば通常白い部分に着色トナーが付着して汚い画像を形成することになる。
【０００３】
また、現像剤中のトナー濃度は、トナー濃度センサーにより濃度減少が検知され、現像剤に新しいトナーが補給される。トナー補給が行われると、既存のトナーと混合されることにより、帯電状態は不安定な状態となる。この時も正常な帯電状態のトナーを全てに期待することは難しい。そのためにトナー飛散や地肌汚れのような好ましくない現象や、画像形成後の画質に悪影響を与えて、不良な画像を出力する原因となっていた。
【０００４】
特許文献１では、二成分現像方式においてトナーの帯電量の均一化をはかるために現像剤担持体の固定磁石の磁束分布を制御することで、２軸スクリュー間の現像剤の受け渡しを効率化し、現像剤担持体から現像剤の脱離を効果的に補助する機構を設けている。この方法により、それまでに比べ、よりトナーの帯電量を均一化することが可能になるが、従来のトナー飛散や地汚れを改善するのには十分でない。
また、特許文献２では、電子写真方式の一成分現像方式において、現像剤担持体上にトナー層を均一に付着させ、現像剤規制部材でトナーを帯電させた後、さらにトナー帯電部材としてローラを設置して交流電圧を印可している。交流電圧を印可することで、トナーに対しては、電荷注入の効果は見られるものの多層になったトナーに対しては、表層に存在するトナーにのみ効果が見られるが、下層に存在するトナーに対しては十分でない。
【０００５】
特許文献３では、現像剤像転写後の像担持体上に存在する残留トナー像を均一化手段で均一化し、その後に、現像剤帯電量制御手段で正規極性に帯電処理して適正帯電量にしている。上述した現像剤帯電制御手段とは、適度の導電性を持ったブラシ状部材であり、ブラシ部を感光ドラム一面に接触して配置してある。この方法も、そのメカニズムは特許文献２とほぼ同じ効果を期待しており十分ではない。特許文献４では、現像剤担持体まわりに配置された導電性ブレードとの間にバイアスを印可しており、効果は特許文献３と同様である。
特許文献５では、現像剤担持体上に、現像剤規制部材とは別に現像剤に対して均一な圧力で当接する当接部材を設けることにより、トナー帯電量を均一化している。トナー帯電量を均一化する上で圧力も重要なパラメーターであるが、これだけでは効果は不十分である。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−３０５３５９号公報
【特許文献２】
特開２００１−７５３５７号公報
【特許文献３】
特開２００１−２１５７９８号公報
【特許文献４】
特開２００１−３３７５２１号公報
【特許文献５】
特開平１１−２４３９５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題点に鑑み、本発明は、トナーを常に均一に帯電させて、良好な画像を低電位現像で形成することが可能な画像形成装置を提供することを課題とする。また、トナーが均一に帯電されているため、不良なトナーが像担持体上等に残存することが無く、廃トナーを大幅に減少させることが可能となり環境にも配慮でき、トナー飛散を低減させて画質を向上させ、空気汚染をなくすことが可能な画像形成装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の本発明は、潜像を担持する像担持体と、バイアスを印加した帯電部材によって該像担持体を均一に帯電する帯電手段と、帯電された像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、像担持体上の潜像にトナーを供給して現像する現像手段と、像担持体上に形成されたトナー像を記録紙に直接転写、又は中間転写体に転写した後に記録紙に転写する転写手段と、トナー像転写後の像担持体上に残存するトナーを回収する回収手段とを備える画像形成装置において、前記現像手段は、トナーとキャリアとを攪拌搬送スクリューで混合する時にマイクロプラズマを発生させることを特徴とする画像形成装置である。
【０００９】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記マイクロプラズマが、電磁波として主に紫外線を有することを特徴とする画像形成装置である。
請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記マイクロプラズマが、電子を有することを特徴とする画像形成装置である。
請求項４に記載の本発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記マイクロプラズマが、イオンを有することを特徴とする画像形成装置である。
請求項５に記載の本発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記トナーの平均粒径が３〜８μｍ、前記キャリアの平均粒径が２０〜６０μｍであることを特徴とする画像形成装置である。
【００１０】
請求項６に記載の本発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記現像剤担持体の軸トルクが０．１〜０．３（ｋｇｆ・ｃｍ）であることを特徴とする画像形成装置である。
請求項７に記載の本発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、トナーとキャリアとが接触する部分の半径１００μｍ以内にマイクロプラズマを形成することを特徴とする画像形成装置である。
請求項８に記載の本発明は、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、前記画像形成装置は、トナーとキャリアとを混合し、トナーとキャリアとから構成される現像剤を保持する現像剤担持体を有し、現像剤担持体が剤規制部材で現像剤量を一定に制限するとともに、現像剤担持体と現像剤規制部材との間に電位差を有することを特徴とする画像形成装置である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
本発明ではトナーを均一に帯電させるために、トナーを帯電させるときの「場」の状態が重要であり、トナーとキャリアとが混合摩擦されるときの状態をある「場」におくことでトナーの均一帯電を達成することが可能であることを見出した。
ここでいう「場」とは、トナーとキャリアとが混合されるとき、又はトナーが規制部材で慴擦されるときに形成されるマイクロプラズマのことである。
マイクロプラズマは、２つの物体が擦れあうときに生成する。大気中では非常に少ないプラズマしか観測されないが、気体の量を減らしていくと多くのプラズマが観測されることがわかってきた。しかし、実際には画像形成装置を真空中または減圧下で使用することは難しいので、大気中でマイクロプラズマを多く発生させる必要がある。
【００１２】
マイクロプラズマ内には各種電磁波／電子／イオンが存在し、それらを受け取りやすい状態にあるトナーがマイクロプラズマの側を通過すると、均一な帯電状態のトナーが得られることが明らかとなった。
トナーをキャリアと混合させる時にマイクロプラズマを発生させる方法としては以下の方法を用いる。従来はトナーとキャリアとを混合させるとき、単純に混ぜ合わせることだけを目的としていた。そのため、部分的にトナーがキャリアと接触しない状態が存在し、均一な帯電量を得ることが困難なことが多かった。本発明では、トナーとキャリアとを接触させる時にマイクロプラズマを発生させることにより、部分的にトナーがキャリアと接触しなくても、接触したトナーと同等の帯電量を保持できるようにした。
【００１３】
図１に本発明の実施形態に係わる現像手段である現像ユニットの概略構成図を示す。マイクロプラズマを発生させる方法としてはいくつか上げられるが、トナーとキャリアとから構成される現像剤が現像ユニット５９内に設置され、外力により現像ユニット５９内の攪拌搬送スクリュー５２、５３および現像剤担持体５４を回転させたときに、０．２（ｋｇｆ・ｃｍ）以上の軸トルクが発生し、現像剤担持体５４上に現像剤が現像剤規制部材５６により規制される。この現像ユニット５９に使用する現像剤のキャリア平均粒径を６０μｍ以下とすることで、現像ユニット５９に設置された現像剤規制部材５６を通過した現像剤を、イメージインテンシファイヤー（像増幅装置）を設置した高速度ビデオ（Ｋｏｄａｋ製）で観察したところ、現像剤担持体表面全体でマイクロプラズマが観測された。
このマイクロプラズマは上記軸トルクが０．２（ｋｇｆ・ｃｍ）以下でも観測された。その時使用した現像剤の平均キャリア粒径は４０μｍ以下であった。マイクロプラズマを発生させるためには、この他にどのような方法を用いてもよく、これらに限定されることではない。従来の現像剤担持体の表面を同じ方法で観察すると、部分的にマイクロプラズマは観測されるのみで、現像剤担持体全面で観測することはできなかった。
電離状態を加速することができれば、この他にどのような方法を用いてもよい。
マイクロプラズマによって帯電しやすいトナーは、円形度が０．９３以上であることが好ましい。円形度が小さいと帯電は不均一なものとなった。ミクロな３次元形状がプラズマ状態に影響を与えるものと考える。
以上、トナーの平均粒径が３〜８μｍ、キャリアの平均粒径が２０〜６０μｍのものを使用し、現像ユニット内の攪拌搬送スクリュー５２，５３の軸トルクが０．１〜０．３（ｋｇｆ・ｃｍ）のときに、よりマイクロプラズマの発生が容易になる。
【００１４】
他に、マイクロプラズマを発生させる条件としては、電磁波として主に紫外線を有することでより良好なマイクロプラズマが観測された。紫外線を発生するレベルのエネルギーが必要なものと考えられる。
また、マイクロプラズマは、電子を有することでよりトナーを帯電させる効果が向上することがわかった。
さらに、マイクロプラズマがイオンを有するとトナーの帯電性能が安定化し、トナー劣化やキャリア劣化が発生したときにおいてもトナー帯電量が大きく変化しないことが判明した。
【００１５】
今回の実験では、マイクロプラズマをトナーとキャリアとが接触する部分の半径１００μｍ以内に形成させることができた。マイクロプラズマの発生が、摩擦点の中心から３μｍ以内ではトナーの帯電量を均一に保持することは不可能であった。また、半径１００μｍ以上でのマイクロプラズマ発生は、今回の実験では不可能であった。
また、現像剤担持体５４が現像剤規制部材５６で現像剤量を一定に制限するとともに、現像剤担持体５４と現像剤規制部材５６との間に電位差を有することにより、マイクロプラズマは加速されることも明らかとなった。しかし、この方法でプラズマ状態が加速されることはわかったが、この方法は本質的ではない。
以下、トナーの製造方法について説明する。
【００１６】
（結着樹脂）
本発明のトナーに用いる結着樹脂は、ウレア結合により高分子量化されたウレア変性ポリエステル樹脂と比較的低分子量の公知のトナー用結着樹脂を成分とする。
ウレア結合で変性されたポリエステル（ｉ）に期待される作用はオフセット防止性であり、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）との反応物などが挙げられる。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、ポリオール（１）とポリカルボン酸（２）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ポリイソシアネート（３）と反応させた物などが挙げられる。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およ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。
【００１７】
ポリオール（１）としては、ジオール（１−１）および３価以上のポリオール（１−２）が挙げられ、（１−１）単独、または（１−１）と少量の（１−２）の混合物が好ましい。ジオール（１−１）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価以上のポリオール（１−２）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。
【００１８】
ポリカルボン酸（２）としては、ジカルボン酸（２−１）および３価以上のポリカルボン酸（２−２）が挙げられ、（２−１）単独、および（２−１）と少量の（２−２）の混合物が好ましい。ジカルボン酸（２−１）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価以上のポリカルボン酸（２−２）としては、炭素数９〜２０の芳香族ポリカルボン酸（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、ポリカルボン酸（２）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）を用いてポリオール（１）と反応させてもよい。
ポリオール（１）とポリカルボン酸（２）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。
ポリイソシアネート（３）としては、脂肪族ポリイソシアネート（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）；イソシアヌレート類；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。
【００１９】
ポリイソシアネート（３）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、変性ポリ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。末端にイソシアネート基を有するプレポリマー（Ａ）中のポリイソシアネート（３）構成成分の含有量は、通常０．５〜４０重量％、好ましくは１〜３０重量％、さらに好ましくは２〜２０重量％である。０．５重量％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、４０重量％を超えると低温定着性が悪化する。
【００２０】
イソシアネート基を有するプレポリマー（Ａ）中の１分子当たりに含有す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。
アミン類（Ｂ）としては、ジアミン（Ｂ１）、３価以上のポリアミン（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。ジアミン（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価以上のポリアミン（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。
【００２１】
さらに、必要により伸長停止剤を用いて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。伸長停止剤としては、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。
アミン類（Ｂ）の比率は、イソシアネート基を有するプレポリマー（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を超えた場合、或いは１／２未満では、ウレア変性ポリエステル（ｉ）の分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。本発明においては、ウレア結合で変性されたポリエステル（ｉ）中に、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。
【００２２】
本発明のウレア変性ポリエステル（ｉ）は、ワンショット法、プレポリマー法により製造される。ウレア変性ポリエステル（ｉ）に期待する作用はオフセット防止であり、ＴＨＦ可溶分の重量平均分子量は、通常１万以上、好ましくは１．５万〜１０００万、さらに好ましくは２万〜１００万である。１万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。
比較的低分子量の結着樹脂に期待される作用は低温定着であり、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；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−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−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；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、ポリエステル樹脂、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、脂肪族叉は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂など従来公知のトナー用樹脂が挙げられ、単独あるいは混合して使用でき、重量平均分子量としては２０００〜７０００、ガラス転移点は２５〜５５℃の物が好適に使用される。
【００２３】
これらのうちポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂が好ましく、特にポリエステル樹脂が好ましく用いられる。
ポリエステル樹脂としては、前記ポリオール（１）とポリカルボン酸（２）の重縮合物があげられるが、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。
これらのウレア変性ポリエステル樹脂（ｉ）と比較的低分子量のトナー用結着樹脂（ｉｉ）の使用比率は、通常５／９５〜６０／４０、より好ましくは５／９５〜３０／７０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不十分となり、６０％以上では低温定着性が不十分となる。
なお、ウレア変性ポリエステル樹脂（ｉ）と比較的低分子量のトナー用結着樹脂（ｉｉ）以外にも定着特性を阻害しない範囲（通常３０重量％以下）で他の樹脂を混合しても構わない。
ただし、低温定着のため、トナーとしてＴｇを測定した時に結着樹脂成分のＴｇが３５〜５５℃の範囲であることが必要である。５６℃以上では十分な低温定着性を示すトナ０とならず、３５℃未満では保存性やマイン内でのブロッキング性が問題となる。
【００２４】
本発明で用いる結着樹脂は、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に不溶解の部位が存在することがオフセット防止性の点で好ましい。ＴＨＦ不溶解成分は樹脂の合成時に３官能以上の反応成分を導入し架橋構造を持たせることにより生成され従来公知の方法が適用されるが、イソシアネート基を有するプレポリマー中の１分子当たりに含有するイソシアネート基を平均２．１〜２．８個としたウレア変性ポリエステル樹脂を用いることが好ましい。
なお、ＴＨＦ不溶解成分量は、２〜３０％がホットオフセット性と低温定着性を両立させる範囲として好適であり、ここで、２％未満だとホットオフセット性が劣り、３０％を超えると低温定着性の悪化が見られた。
【００２５】
本発明におけるＴＨＦ不溶解成分の測定は次のように行った。
トナー１．０ｇを秤量し、これにＴＨＦ５０ｇを加えて２０℃で２４時間静置する。これをＪＩＳ規格（Ｐ３８０１）５種Ｃの定量ろ紙を用いて常温でろ過する。乾燥後ろ紙残渣を秤量し、用いたトナーとろ紙残渣の比（重量％）で表す。ろ紙残渣の中には、顔料などの固形物や、ワックスがＴＨＦに不溶でればワックスなどが存在するので、熱分析により別途求める。
また、ＴＨＦ溶解成分によるＧＰＣを用いた分子量は、次のように求められる。
４０℃のヒートチャンバー内でカラムを安定させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてＴＨＦを毎分１ｍリットルの流速で流し、試料濃度として０．０５〜０．６重量％に調整したトナー母体のＴＨＦ試料溶液を２００μリットル注入して測定する。ＴＨＦ試料溶液は注入前に０．４５μｍの液クロ用フィルターで、ＴＨＦ不溶成分を除去する。トナーの試料の分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント数との関係から算出した。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えば、ＰｒｅｓｓｕｒｅＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．、または東洋ソーダ工業社製の分子量が６×１０^２、２．１×１０^３、４×１０^３、１．７５×１０^４、５．１×１０^４、１．１×１０^５、３．９×１０^５、８．６×１０^５、２×１０^６、４．４８×１０^６のものを用い、少なくとも１０点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。また検出器にはＲＩ（屈折率）検出器を用いる。
結着樹脂のＴｇは、理学電機社製のＲｉｇａｋｕ ＴＨＲＭＯＦＬＥＸ ＴＧ８１１０により、昇温速度１０℃／ｍｉｎの条件にて測定され、２ｎｄ ｒｕｎのショルダー値である。
【００２６】
（離型剤）
本発明のトナーに使用される離型剤としては公知のものが使用でき、例えばポリオレフィンワッックス（ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど）；長鎖炭化水素（パラフィンワッックス、サゾールワックスなど）；カルボニル基含有ワックスなどが挙げられる。これらのうち好ましいものは、カルボニル基含有ワックスである。カルボニル基含有ワックスとしては、ポリアルカン酸エステル（カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、１，１８−オクタデカンジオールジステアレートなど）；ポリアルカノールエステル（トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなど）；ポリアルカン酸アミド（エチレンジアミンジベヘニルアミドなど）；ポリアルキルアミド（トリメリット酸トリステアリルアミドなど）；およびジアルキルケトン（ジステアリルケトンなど）などが挙げられる。これらカルボニル基含有ワックスのうち好ましいものは、ポリアルカン酸エステルである。
離型剤の融点は、６０〜１２０℃のものが低温定着性トナー対応として好ましい。
トナー中の離型剤含有量は３〜３０重量％が離型効果と副作用（キャリアスペント、感光体フィルミング、現像性低下、転写率の低下等）とのバランスから好ましい。
【００２７】
（樹脂微粒子）
本発明のトナーに使用される樹脂微粒子は、水性分散体を形成しうる樹脂であればいかなる樹脂も使用でき、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよいが、例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂微粒子としては、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、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。
ビニル系樹脂としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、（メタ）アクリル酸−アクリル酸エステル重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体等が挙げられる。
【００２８】
樹脂微粒子の平均粒径はトナー平均粒径に対して０．００２〜０．２倍の物が用いられる。０．００２倍以下では保存性改良効果が低下し、０．２倍以上では低温定着性を阻害する。
トナー表面の樹脂微粒子被覆率は４０〜８０％が好ましく、樹脂微粒子がトナー表面に粒子状で埋設されていることが重要である。
低Ｔｇトナーの保存性向上のためのシェルが連続相であると顕著に定着性を阻害するが、粒子状に不連続層として存在した場合は定着時にコアが表面に出やすいため定着阻害や離型阻害を生じずらく、トナー表面に樹脂微粒子が突出しているためトナー本体同士の接触も減少し保存性が向上する。
樹脂微粒子のＴｇとしては５５℃以上１００℃以下のものが好ましい。Ｔｇが５５℃いかでは保存性が不十分となり、１００℃以上では低温定着性が不十分となる。
また、樹脂微粒子が架橋構造を有していると機械的な強度が高まるだけでなく、溶剤による軟化も減少し、粒子形状維持が確実に行われる。
【００２９】
（無機微粒子）
本発明のトナーに使用される無機微粒子は、水性分散体を形成しうる粒子であればいかなる素材も使用でき、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、ペンガラ、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が、負帯電性トナーではシリカ及び酸化チタン微粒子が正帯電性トナーではアルミナ及び酸化チタン微粒子が特に好適に用いられる。
【００３０】
無機微粒子の平均粒径はトナー平均粒径に対して０．００２〜０．２倍の物が用いられる。０．００２倍以下では保存性改良効果が低下し、０．２倍以上では低温定着性を阻害する。
トナー表面の無機微粒子被覆率は４０〜８０％が好ましく、樹脂微粒子と同様の理由からトナー表面に粒子状で埋設されていることが重要である。
これらの樹脂微粒子及び無機微粒子はそれぞれ単独でも併用しても使用可能である。
樹脂微粒子及び無機微粒子は有機溶媒に溶融あるいは分散させたトナー組成物を水系媒体中に粒子化（乳化）する際の水系媒体中に添加し、トナー油滴の表面に付着させ、攪拌とともに適度に埋設することができる。
【００３１】
（着色剤）
本発明の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、ポ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。
【００３２】
本発明で用いる着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、先にあげた変性、未変性ポリエステル樹脂の他にポリスチレン、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；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−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−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；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挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
【００３３】
本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、混練してマスターバッチを得る事ができる。この際着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を用いる事ができる。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事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。
【００３４】
（帯電制御剤）
本発明のトナーは、必要に応じて帯電制御剤を含有してもよいが、有色材料を用いると色の変化が起こるため、カラートナーでは無色、白色に近い材料が好ましい。帯電制御剤としては公知のものが全て使用でき、例えば、トリフェニルメタン系染料、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。具体的には第四級アンモニウム塩のボントロンＰー５１、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥー８２、サリチル酸系金属錯体のＥー８４、フェノール系縮合物のＥー８９（以上、オリエント化学工業社製）、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰー３０２、ＴＰ一４１５（以上、保土谷化学工業社製）、第四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、第四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ー９０１、ホウ素錯体であるＬＲー１４７（日本カ一リット社製）、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、四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。
【００３５】
本発明において荷電制御剤をトナーに含有させることは好適に行われ、その使用量は、一義的に限定されるものではないが、好ましくは結着樹脂１００重量部に対して、０．１〜５重量部の範囲で用いられる。これらの帯電制御剤はマスターバッチ、樹脂とともに溶融混練した後溶解分散させる事もできるし、有機溶剤に直接溶解、分散する際に加えても良いし、トナー表面にトナー粒子作成後固定化させてもよい。
【００３６】
（外添剤）
本発明で得られた着色粒子の流動性や現像性、帯電性、転写性を補助するための外添剤としては、無機微粒子を好ましく用いることができる。この無機微粒子の一次粒子径は、５ｍμ〜２μｍであることが好ましく、特に５ｍμ〜５００ｍμであることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００ｍ^２／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０．０１〜５重量％であることが好ましく、特に０．０１〜２．０重量％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、ペンガラ、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／及びその疎水化処理品を挙げることができる。
疎水化処理剤としては、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挙げられる。
【００３７】
感光体や一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するためのクリーニング性向上剤としては、例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸など脂肪酸金属塩、例えばポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子などのソープフリー乳化重合などによって製造された、ポリマー微粒子などを挙げることかできる。
本発明の乾式トナーは以下の方法で製造することができるが勿論これらに限定されることはない。
【００３８】
（水系媒体中でのトナー製造法）
本発明に用いる水系媒体としては、水単独でもよいが、水と混和可能な溶剤を併用することもできる。混和可能な溶剤としては、アルコール（メタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなど）、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類（メチルセルソルブなど）、低級ケトン類（アセトン、メチルエチルケトンなど）などが挙げられる。水系媒体に乳化剤等と微粒子を溶解／分散させ水相を調整する。
トナー組成物（イソシアネート基を有するプレポリマー（Ａ）、比較的低分子量の結着樹脂、着色剤、離型剤、荷電制御剤等）を溶剤に溶解／分散した油相にアミン類（Ｂ）を加え、水相中でせん断力により乳化し粒径を調整後に必要に応じ加熱しウレア反応を行わせた後、溶剤を除去し洗浄、乾燥を行い微粒子が表面に粒子状に埋設された乾式トナーを得る。なお、着色剤、離型剤、荷電制御剤などの他のトナー原料は、事前に微分散しておくことが好ましい。また、着色剤を含まない粒子を形成させた後、公知の染着の方法で着色剤を添加することもできる。
【００３９】
以上、代表的なトナー製造方法を簡単に述べたが、さらに詳細な説明を加える。
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。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０．５〜１５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２０〜８０℃である。プレポリマー（Ａ）を含むトナー組成物１００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組成物の分散状態が悪く、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、必要に応じて、分散剤を用いることもできる。分散剤を用いたほうが、粒度分布がシャープになるとともに分散が安定である点で好ましい。トナー組成物が分散された油相を水が含まれる水相に乳化、分散するための分散剤としてアルキルベンゼンスルホン酸塩、αーオレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどの陰イオン界面活性荊、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四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤、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ーアルキルーＮ，Ｎー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。
【００４０】
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、３一［オメガーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１１）オキシ］ー１ーアルキル（Ｃ３〜Ｃ４）スルホン酸ナトリウム、３ー［オメガーフルオロアルカノイル（Ｃ６〜Ｃ８）一Ｎーエチルアミノ］ー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ープロピルーＮ一（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）ーＮー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。
【００４１】
商品名としては、サーフロンＳー１１１、Ｓ−１１２、Ｓー１１３（旭硝子社製）、フロラードＦＣー９３、ＦＣー９５、ＦＣー９８、ＦＣーｌ２９（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ一１０１、ＤＳーｌ０２、（タイキン工莱社製）、メガファックＦーｌｌ０、Ｆーｌ２０、Ｆ一１１３、Ｆー１９１、Ｆー８１２、Ｆ−８３３（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ一１０２、ｌ０３、１０４、１０５、１１２、１２３Ａ、１２３Ｂ、３０６Ａ、５０１、２０１、２０４、（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−１００、Ｆ１５０（ネオス社製）などが挙げられる。
【００４２】
また、カチオン界面活性剤としては、フルオロアルキル基を右する脂肪族一級、二級もしくは二級アミン酸、パーフルオロアルキル（Ｃ６一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ーｌ２１（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−１３５（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳー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ーｌ３２（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ一３００（ネオス社製）などが挙げられる。
また水に難溶の無機化合物分散剤として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なども用いる事が出来る。
【００４３】
また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ーシアノアクリル酸、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一ヒドロキシエチル、メタクリル酸β一ヒドロキシエチル、アクリル酸βーヒドロキシプロビル、メタクリル酸β一ヒドロキシプロピル、アクリル酸γーヒドロキシプロピル、メタクリル酸γ一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ークロロー２一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ー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一テル類、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、例えば酢酸ピニル、プロピオン酸ピニル、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、ピニルビリジン、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窒素原子、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エニルエーテル、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。
【００４４】
なお、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、微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。
分散剤を使用した場合には、該分散剤がトナー粒子表面に残存したままとすることもできるが、伸長および／または架橋反応後、洗浄除去するほうがトナーの帯電面から好ましい。
【００４５】
さらに、トナー組成物の粘度を低くするために、ウレア変性ポリエステル（ｉ）やプレポリマー（Ａ）が可溶の溶剤を使用することもできる。溶剤を用いたほうが、粒度分布がシャープになる点で好ましい。該溶剤は沸点が１００℃未満の揮発性であることが、除去が容易である点から好ましい。該溶剤としては、例えば、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。プレポリマー（Ａ）１００部に対する溶剤の使用量は、通常０〜３００部、好ましくは０〜１００部、さらに好ましくは２５〜７０部である。溶剤を使用した場合は、伸長および／または架橋反応後、常圧または減圧下にて加温し除去する。
【００４６】
プレポリマー（Ａ）からウレア変性ポリエステル（ｉ）を合成する工程は水系媒体中でトナー組成物を分散する前にアミン類（Ｂ）を加えて反応させても良いし、水系媒体中に分散した後にアミン類（Ｂ）を加えて粒子界面から反応を起こしても良い。この場合製造されるトナー表面に優先的にウレア変性ポリエステルが生成し、粒子内部で濃度勾配を設けることもできる。
伸長および／または架橋反応時間は、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）の組み合わせによる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２０〜８０℃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。
【００４７】
得られた乳化分散体から有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に昇温し、液滴中の有機溶媒を完全に蒸発除去する方法を採用することができる。あるいはまた、乳化分散体を乾燥雰囲気中に噴霧して、液滴中の非水溶性有機溶媒を完全に除去してトナー微粒子を形成し、合せて水系分散剤を蒸発除去することも可能である。乳化分散体が噴霧される乾燥雰囲気としては、空気、窒素、炭酸ガス、燃焼ガス等を加熱した気体、特に使用される最高沸点溶媒の沸点以上の温度に加熱された各種気流が一般に用いられる。スプレイドライアー、ベルトドライアー、ロータリーキルンなどの短時間の処理で十分目的とする品質が得られる。
乳化分散時の粒度分布が広く、その粒度分布を保って洗浄、乾燥処理が行われた場合、所望の粒度分布に分級して粒度分布を整えることができる。分級操作は液中でサイクロン、デカンター、遠心分離等により行うことが効率の面で好ましい。
【００４８】
得られた乾燥後のトナーの粉体と帯電制御性微粒子、流動化剤微粒子、着色剤微粒子などの異種粒子とともに混合したり、混合粉体に機械的衝撃力を与えることによって表面に固定化することができる。
具体的手段としては、高速で回転する羽根によって混合物に衝撃力を加える方法、高速気流中に混合物を投入し、加速させ、粒子同士または複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法などがある。装置としては、オングミル（ホソカワミクロン社製）、Ｉ式ミル（日本ニューマチック社製）を改造して、粉砕エアー圧カを下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム（奈良機械製作所社製）、クリプトロンシステム（川崎重工業社製）、自動乳鉢などがあげられる。
【００４９】
（二成分用キャリア）
本発明のトナーを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、現像剤中のキャリアとトナーの含有比は、キャリア１００重量部に対してトナー１〜１０重量部が好ましい。磁性キャリアとしては、粒子径２０〜２００μｍ程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キャリアなど従来から公知のものが使用できる。また、被覆材料としては、アミノ系樹脂、例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等があげられる。またポリビニルおよびポリビニリデン系樹脂、例えばアクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂およびスチレンアクリル共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂およびポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ弗化ビニル樹脂、ポリ弗化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、弗化ビニリデンと弗化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンと弗化ビニリデンと非弗化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、およびシリコン樹脂等が使用できる。これらのうち、アクリル系樹脂及びシリコン系樹脂が帯電性や耐久性の面で好ましく用いられる。また必要に応じて、導電粉等を被覆樹脂中に含有させてもよい。導電粉としては、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等が使用できる。これらの導電粉は、平均粒子径１μｍ以下のものが好ましい。平均粒子径が１μｍよりも大きくなると、電気抵抗の制御が困難になる。
また、本発明のトナーは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。
【００５０】
（実施例）
以下、本発明を実施例、比較例を挙げてより具体的に説明を行うが、これらは本発明の一態様にすぎずこれらに限定されない。
【００５１】
［実施例１］
トナーとしては、平均粒径５．５μｍの重合トナーを使用し、トナー表面には無機微粒子を１．３重量％添加した。キャリアとして平均粒径３５μｍを用いてトナー濃度５重量％で現像剤を作製した。トナーの平均帯電量は−３３（μＣ／ｇ）であった。この現像剤をリコー製フルカラープリンターＩｐｓｉｏ８１５０の現像ユニットに装着し、現像ユニットの軸トルクを０．１８（ｋｇｆ・ｃｍ）に設定した。感光体の帯電電位は−５００Ｖに設定した。現像ユニット周りには現像剤層厚を規制する現像剤規制部材が配置されている。この状態でランニング評価を実施したところ、３００Ｋ枚まで地汚れや飛散のない良好な画像が得られた。現像剤担持体表面に存在する現像剤を３カ所サンプリングして、帯電量分布測定装置Ｅ−Ｓｐａｒｔアナライザー（ホソカワミクロン製）で帯電量分布を測定したところ、３カ所の帯電量分布はほぼ一致していた。また、帯電量が十分でない−０．１（ｆＣ／μｍ）以下のトナーは存在していなかった。現像ユニットを外部に設置した駆動装置を用いて現像剤担持体を実機と等速度で回転させた。駆動トルクも同じとした。この時、現像剤担持体表面をイメージインテンシファイヤーと高速度カメラで測定したところ、現像剤担持体全面にマイクロプラズマが観測された。
【００５２】
［実施例２］
トナーは、平均粒径４．５μｍの重合トナーを使用し、トナー表面には無機微粒子を１．８重量％添加した。キャリアは平均粒径３８μｍのものを用いてトナー濃度８重量％で現像剤を作製した。トナーの平均帯電量は−４１（μＣ／ｇ）であった。この現像剤をリコー製フルカラープリンターＩｐｓｉｏ８１５０の現像ユニットに装着し、現像ユニットの軸トルクを０．１４（ｋｇｆ・ｃｍ）に設定した。感光体の帯電電位は−５００Ｖに設定した。現像ユニット周りには現像剤層厚を規制する現像剤規制部材が配置されている。この状態でランニング評価を実施したところ、３５０Ｋ枚まで地汚れや飛散のない良好な画像が得られた。現像剤担持体表面に存在する現像剤を３カ所サンプリングして、帯電量分布測定装置Ｅ−Ｓｐａｒｔアナライザー（ホソカワミクロン製）で帯電量分布を測定したところ、３カ所の帯電量分布はほぼ一致していた。また、帯電量が十分でない−０．１（ｆＣ／μｍ）以下のトナーは存在していなかった。現像ユニットを外部に設置した駆動装置を用いて現像剤担持体を実機と等速度で回転させた。駆動トルクも同じとした。この時、現像剤担持体表面をイメージインテンシファイヤーと高速度カメラで測定したところ、現像剤担持体全面にマイクロプラズマが観測された。
【００５３】
［実施例３］
トナーとしては、平均粒径５．１μｍの重合トナーを使用し、トナー表面には無機微粒子を１．３重量％添加した。キャリアとして平均粒径５５μｍを用いてトナー濃度５重量％で現像剤を作製した。トナーの平均帯電量は−２８（μＣ／ｇ）であった。この現像剤をリコー製フルカラープリンターＩｐｓｉｏ８１５０の現像ユニットに装着し、現像ユニットの軸トルクを０．２３（ｋｇｆ・ｃｍ）に設定した。感光体の帯電電位は−５００Ｖに設定した。現像ユニット周りには現像剤層厚を規制する現像剤規制部材が配置されている。この状態でランニング評価を実施したところ、２８０Ｋ枚まで地汚れや飛散のない良好な画像が得られた。現像剤担持体表面に存在する現像剤を３カ所サンプリングして、帯電量分布測定装置Ｅ−ｓｐａｒｔアナライザー（ホソカワミクロン製）で帯電量分布を測定したところ、３カ所の帯電量分布はほぼ一致していた。また、帯電量が十分でない−０．１（ｆＣ／μｍ）以下のトナーは存在していなかった。現像ユニットを外部に設置した駆動装置を用いて現像剤担持体を実機と等速度で回転させた。駆動トルクも同じとした。この時、現像剤担持体表面をイメージインテンシファイヤーと高速度カメラで測定したところ、現像剤担持体全面にマイクロプラズマが観測された。
【００５４】
［実施例４］
トナーは、平均粒径６．８μｍの重合トナーを使用し、トナー表面には無機微粒子を１．１重量％添加した。キャリアは、平均粒径５５μｍのものを用いてトナー濃度５重量％で現像剤を作製した。トナーの平均帯電量は−２２（μＣ／ｇ）であった。この現像剤をリコー製フルカラープリンターＩｐｓｉｏ８１５０の現像ユニットに装着し、現像ユニットの軸トルクを０．２９（ｋｇｆ・ｃｍ）に設定した。感光体の帯電電位は−５００Ｖに設定した。現像ユニット周りには現像剤層厚を規制する現像剤担持体が配置されている。この状態でランニング評価を実施したところ、１９０Ｋ枚まで地汚れや飛散のない良好な画像が得られた。現像剤担持体表面に存在する現像剤を３カ所サンプリングして、帯電量分布測定装置Ｅ−Ｓｐａｒｔアナライザー（ホソカワミクロン製）で帯電量分布を測定したところ、３カ所の帯電量分布はほぼ一致していた。また、帯電量が十分でない−０．１（ｆＣ／μｍ）以下のトナーは存在していなかった。現像ユニットを外部に設置した駆動装置を用いて現像剤担持体を実機と等速度で回転させた。駆動トルクも同じとした。この時、現像剤担持体表面をイメージインテンシファイヤーと高速度カメラで測定したところ、現像剤担持体全面にマイクロプラズマが観測された。
【００５５】
［比較例１］
トナーは、平均粒径６．７μｍの重合トナーを使用し、トナー表面には無機微粒子を２．５重量％添加した。キャリアは、平均粒径５５μｍのものを用いてトナー濃度５重量％で現像剤を作製した。トナーの平均帯電量は−２０（μＣ／ｇ）であった。この現像剤をリコー製フルカラープリンターＩｐｓｉｏ８１５０の現像ユニットに装着し、現像ユニットの軸トルクを０．８１（ｋｇｆ・ｃｍ）に設定した。感光体の帯電電位は−９００Ｖに設定した。現像ユニット周りには現像剤層厚を規制する現像剤規制部材が配置されている。この状態でランニング評価を実施したところ、２８０Ｋ枚まで地汚れのある画像及び実機内に飛散による汚れがあった。
【００５６】
現像剤担持体表面に存在する現像剤を３カ所サンプリングして、帯電量分布測定装置Ｅ−Ｓｐａｒｔアナライザー（ホソカワミクロン製）で帯電量分布を測定したところ、３カ所の帯電量分布は異なっていた。実機の手前側の帯電量分布が最も低帯電で、帯電量分布のブロードであった。また、帯電量が十分でない−０．１（ｆＣ／μｍ）以下のトナーは約１５％存在していた。現像ユニットを外部に設置した駆動装置を用いて現像剤担持体を実機と等速度で回転させた。駆動トルクも同じとした。この時、現像剤担持体表面をイメージインテンシファイヤーと高速度カメラで測定したところ、現像剤担持体全面にマイクロプラズマは観測されず、部分的にそれもわずかに見られる程度であった。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、トナーを常に均一に帯電させ、良好な画像を低電位現像で形成することが可能となる。また、トナーが均一に帯電されているため、不良なトナーが像担持体上等に残存することが無く、廃トナーを大幅に減少させることが可能となり環境にも配慮でき、トナー飛散を低減させて画質を向上させ、空気汚染をなくすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係わる現像装置の概略構成図である。
【符号の説明】
５２ 攪拌搬送スクリュー
５３ 攪拌搬送スクリュー
５４ 現像剤担持体
５６ 現像剤規制部材
５９ 現像ユニット

Claims (8)

1. 潜像を担持する像担持体と、
   バイアスを印加した帯電部材によって該像担持体を均一に帯電する帯電手段と、
   帯電された像担持体上に潜像を形成する潜像形成手段と、
   像担持体上の潜像にトナーを供給して現像する現像手段と、
   像担持体上に形成されたトナー像を記録紙に直接転写、又は中間転写体に転写した後に記録紙に転写する転写手段と、
   トナー像転写後の像担持体上に残存するトナーを回収する回収手段とを備える画像形成装置において、
   前記現像手段は、トナーとキャリアとを攪拌搬送スクリューで混合する時にマイクロプラズマを発生させる
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記マイクロプラズマが、電磁波として主に紫外線を有する
   ことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記マイクロプラズマが、電子を有する
   ことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記マイクロプラズマが、イオンを有する
   ことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記トナーの平均粒径が３〜８μｍ、前記キャリアの平均粒径が２０〜６０μｍである
   ことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記現像剤担持体の軸トルクが０．１〜０．３（ｋｇｆ・ｃｍ）である
   ことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記画像形成装置は、トナーとキャリアとが接触する部分の半径１００μｍ以内にマイクロプラズマを形成する
   ことを特徴とする画像形成装置。
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、
   前記現像手段は、トナーとキャリアとを混合し、
   トナーとキャリアとから構成される現像剤を保持する現像剤担持体を有し、
   現像剤担持体が現像剤規制部材で現像剤量を一定に制限するとともに、
   現像剤担持体と現像剤規制部材との間に電位差を有する
   ことを特徴とする画像形成装置。

Images