JP2005092144A - 画像形成装置およびトナー - Google Patents

Abstract

【課題】 動作時間の低減が可能となり、クリーニング寿命をはじめ消耗部品の延命ができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 複数の第１の像担持体に帯電ローラで帯電し潜像を作った後、トナーにより現像して像形成された各色の像を、第２の像担持体上で１次転写し重ね合わせた後、記録媒体に一括で２次転写する画像形成装置であって、前記第２の像担持体上の転写残トナーをクリーニングするクリーニング装置を有し、少なくとも２次転写残トナーが前記クリーニング装置を通過する前に、前記第２の像担持体の駆動を停止してジョブを終了させる構成となっている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、複数の感光体に帯電ローラで帯電し潜像を作った後、トナーにより現像して像形成された各色の像を、第２の像担持体上で１次転写し重ね合わせた後、記録媒体に一括で２次転写する画像形成装置に関し、特に、動作時間の低減が可能となり、クリーニング寿命をはじめ消耗部品の延命ができる画像形成装置に関するものである。

一般に、感光体と、該感光体表面に一様帯電するチャージャと、記録情報を色分解した画像光をデジタル信号に変換して感光体に投射するレーザビーム露光手段と、感光体の静電潜像を現像する現像手段と、転写紙に感光体の顕像を転写する転写手段とを有する記録装置を複数個配置し、転写ベルトにより転写紙を各記録装置に順次搬送して画像を重ね転写する画像記録装置が知られている。
なお、先行技術としては、特公平７−１９０８４号公報（感光体と、該感光体表面に一様帯電するチャージャと、記録情報を色分解した画像光をデジタル信号に変換して感光体に投射するレーザビーム露光手段と、感光体の静電潜像を現像する現像手段と、転写紙に感光体の顕像を転写する転写手段とを有する記録装置を複数個配置し、転写ベルトにより転写紙を各記録装置に順次搬送して画像を重ね転写する画像記録装置において、搬送ベルト上に各色毎に測定用パターン画像を形成するためのパターン用画像信号発生手段と、各色パターン像の通過を検知する検知手段と、検知タイミングカウント手段と、各色に対する検知信号から設定値とのずれを演算する演算手段と、演算手段からの値に応じて任意に変更可能な各色書き出しタイミング信号発生手段とを有する）等が挙げられる。
特公平７−１９０８４号公報

しかしながら、上記従来の画像形成装置には、以下のような問題点があった。
１．タンデム中間転写は、ベルトクリーニングまでの距離が長くなることが多く、全面クリーニング工程が終了するまで待っていると、ベルト走行距離が長くなり、機械耐久、ブレード磨耗によるクリーニング不良が問題となる。
また、ほとんどの機械においてＰセンサ及び位置ずれ検知を例えば１００枚毎の間隔でＪｏｂエンド等に行っており、機械が使えない待ち時間が多くなる。したがって、動作時間の低減が必須となっていた。
２．離間動作のあるクリーニングはクリーニング後解除するので、離間時に残ったトナーは当接時には下流に流れていってしまい、画像に出てしまう。
また、常時当接でも、駆動開始時はブレード等のすり抜けが発生することが多い。
３．逆回転させるとベルト上トナーが２次転写体に付着してしまい、画像の裏汚れが発生する。
４．濃度検知をベルト上で行うので、Ｂｋ（ブラック）、Ｍ、Ｃ、Ｙの画像パターンが連続して形成する為、時間がかかると同時に、クリーニングにも負荷となる。

５．濃度検知センサと位置検知センサを兼ねている場合、連続してパターンが来る為、時間がかかると同時に、クリーニングにも負荷となる。
６．中間転写体駆動モータと定着・搬送のモータとを同駆動にした場合、転写紙が排紙されるまで中間転写及び接触していればドラムも回さなくてはいけないので、待ち時間が多くなるとともに走行距離が増える。
７．重合トナーはクリーニング性が粉砕と比較して大幅に劣るが、球形に近いためドット形状が正確となり、画像向上が図れるため使いこなしたいが困難であった。
８．ベルト１回転分クリーニングしてから作象すると、ファーストコピー時間が長くなってしまう。また、走行距離が増える。
９．ベルト１回転分クリーニングしてから作象されると、ファーストコピー時間が長くなってしまう。また、走行距離が増える。Ｂｋのファーストコピータイムが遅くなってしまう。
１０．ブレードの下流にブラシがある場合、極微少にすり抜けているトナーがブラシ表面に蓄積し、プレクリーニング工程がない場合画像を汚してしまう。

上述の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、複数の第１の像担持体に帯電ローラで帯電し潜像を作った後、トナーにより現像して像形成された各色の像を、第２の像担持体上で１次転写し重ね合わせた後、記録媒体に一括で２次転写する画像形成装置であって、前記第２の像担持体上の転写残トナーをクリーニングするクリーニング装置を有し、少なくとも２次転写残トナーが前記クリーニング装置を通過する前に、前記第２の像担持体の駆動を停止してジョブを終了させることを特徴とする。
また、請求項２記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記クリーニング装置が、前記第２の像担持体に対して常時当接していることを特徴とする。
また、請求項３記載の発明は、請求項１あるいは２に記載の画像形成装置において、前記第２の像担持体の駆動停止後、前記第２の像担持体を逆回転し、再停止することを特徴とする。
また、請求項４記載の発明は、請求項３に記載の画像形成装置において、前記逆回転時に残トナーが前記２次転写を行うための第２の転写手段と接触しないことを特徴とする。
また、請求項５記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、複数個の濃度検知センサを前記第２の像担持体スラスト方向に並べ、前記第２の像担持体上で濃度検知を行うことを特徴とする。
また、請求項６記載の発明は、請求項５に記載の画像形成装置において、前記濃度検知センサに対し、前記第２の像担持体の回転方向のほぼ同位置に位置検知センサを前記第２の像担持体のスラスト方向に並べ、前記第２の像担持体上で各色の画像位置検知およびフィードバックを濃度検知と同時に行うことを特徴とする。
また、請求項７記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、少なくとも第２の像担持体の駆動モータと、記録媒体の定着および搬送のモータとは別モータであることを特徴とする。

また、請求項８記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記トナーは重合トナーであることを特徴とする。
また、請求項９記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、少なくとも前記第１の像担持体と第２の像担持体は同時に駆動開始し、開始からクリーニングを行った領域が転写部に到達する前に１次転写することを特徴とする。
また、請求項１０記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、少なくとも前記第１の像担持体と第２の像担持体は同時に駆動開始し、前記第１の像担持体が１回転以上２回転以内の回転で書き込み開始し１次転写することを特徴とする。
また、請求項１１記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、ブラック作像の第１の像担持体は最下流であることを特徴とする。
また、請求項１２記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記クリーニング装置は少なくとも、ブレードとブラシロールで構成されており、ブラシ位置がブレードの上流であることを特徴とする。
また、請求項１３記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記現像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。
また、請求項１４記載の発明は、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１に記載の画像形成装置において使用されるトナーであり、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。

また、請求項１５記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記現像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。
また、請求項１６記載の発明は、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１に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。
また、請求項１７記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記現像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。
また、請求項１８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、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。
また、請求項１９記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記現像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。
また、請求項２０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。

本発明の特徴によれば、動作時間の低減が可能となり、クリーニング寿命をはじめ消耗部品の延命ができる。また、機械が使えない待ち時間を低減できる。
本発明の他の特徴によれば、クリーニングが離間しないので、下流へのトナー漏れが基本的になくなる。したがって、プレクリーニング無しに転写開始が可能となる。
本発明の他の特徴によれば、ブレード等に接触して残ったトナーを上流に戻すので、下流へのトナー漏れが防止できる。したがって、プレクリーニング無しに転写開始が可能となる。
本発明の他の特徴によれば、２次転写体に画像、又は残トナーが接触しない距離逆転させるので、裏汚れが防止できる。
本発明の他の特徴によれば、各色のパターンを複数個のセンサで見るので、時間短縮できる。又、クリーニングへは同じ個所に大量のトナーがこなくなり、負荷を分散できるため、クリーニング性が向上する。
本発明の他の特徴によれば、モータが独立しているので単独で中間転写を停止できる。よって、クリーニング寿命をはじめ消耗部品の延命ができる。
本発明の他の特徴によれば、画質向上がはかれる。
本発明の他の特徴によれば、プレクリーニングせずに転写開始するので、ファーストコピー時間が早く。また、走行距離が短くなる。よって、クリーニング寿命をはじめ消耗部品の延命ができる。

本発明の他の特徴によれば、帯電ローラでの帯電安定がはかれる、感光体１回転以上の最低回転数で書き込み開始し、転写するのでファーストコピー時間が早く。また、走行距離が短くなる。よって、クリーニング寿命をはじめ消耗部品の延命ができる。
本発明の他の特徴によれば、ブラックのファーストコピータイムを早くできる。
本発明の他の特徴によれば、ブラシの下流でブレードがトナーをせき止めるのでプレクリーニングが確実に必要なくなり、ファーストコピー時間が早く。また、走行距離が短くなる。よって、クリーニング寿命をはじめ消耗部品の延命ができる。
本発明の他の特徴によれば、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。
本発明の他の特徴によれば、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。
本発明の他の特徴によれば、トナーの流動性を向上させることができる。

以下に添付の図を参照してこの発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明による画像形成装置の要部に関する一実施形態の略中央断面図である。
図１に示すように、回転可能に支持され、矢印方向に回転する第１の像担持体（感光体ドラム）１の外周部には、除電装置Ｌ、クリーニング装置２、帯電装置３、現像装置５が配備されている。帯電装置３と現像装置５の間には、露光装置４から発せられる光情報の入るスペースが確保されている。第１の像担持体（感光体）１は４個（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）あるが、それぞれ周囲に設けられる画像形成用の部品構成は同じである。現像装置５が扱う色材（トナー）の色が異なる。
第１の像担持体（感光体）１は、直径が３０から１００ｍｍ程度のアルミニュム円筒表面に、光導電性物質である有機半導体の層を設けた感光体ドラムである。その一部が、第２の像担持体（中間転写ベルト）１０に接している。第１の像担持体１はベルト状の感光体も採用可能である。
第２の像担持体１０は、基体の厚みが５０μｍ乃至６００μｍの樹脂フィルムあるいはゴムを基体にしたベルトで、第１の像担持体１からトナーを転写可能とする抵抗値を備え、矢印方向に移動可能に、回転するローラ１１、１２、１３間に支持、張架されていて、裏側（ループの内側）には、第１の転写手段２０が第１の像担持体１の近傍に配備されている。
ベルトループの外側に、クリーニング対向ローラ１２に対向して、第２の像担持体用クリーニング装置のブラシ２４およびブレード２５が配備されており、第２の像担持体１０表面に残留する不要のトナーや紙粉を拭い去る。なお、前記クリーニング装置は少なくとも、ブレード２５とブラシ２４で構成されており、ブラシ２４位置がブレード２５の上流となっている。
露光装置４は公知のレーザ方式で、フルカラー画像形成に対応した光情報を、一様に帯電された感光体表面に潜像として照射する。ＬＥＤアレイと結像手段から成る露光装置も採用できる。

図１の右方には記録媒体搬送体（転写ベルト）１００Ａが配備されている。記録媒体搬送体（転写ベルト）１００Ａは、矢印方向に移動可能に、回転ローラ１１１、１１２、１１３間に支持、張架されていて、裏側（ループの内側）には、第２の転写手段１２０が第２の像担持体１０を支持するローラ１１の近傍に配備されている。ベルトループの外側に、記録媒体搬送体（転写ベルト）用クリーニング装置２５０、などが配備されている。クリーニング装置２５０は、記録媒体搬送体（転写ベルト）１００Ａ表面に残留する不要のトナーや紙粉を拭い去る。
前記第２の転写手段１２０、ローラ１１３、第２の像担持体１０を支持するローラ１１により、あらかじめ定められた転写ニップを形成する。記録媒体搬送体（転写ベルト）１００Ａは、基体の厚みが５０μｍ乃至６００μｍの樹脂フィルムあるいはゴムを基体にしたベルトである。
記録媒体（用紙）（Ｐ）は図の下方の給紙装置（給紙カセット）２６−１、２６−２に収納されており、最上の用紙が給紙ローラ２７で１枚づつ、複数のガイド２９を経てレジストローラ対２８に搬送される。
図１の上方に、定着用加熱手段３０、排紙ガイド対３１、排紙ローラ対３２、排紙スタック部４０が配備されている。
なお、第１の像担持体１、クリーニング装置２、帯電装置３、現像装置５などを一体に組み込み、寿命到来時に交換できるよう、ユニットとして構成することもできる。
第２の像担持体１０の上方で、排紙部４０の下方には、補給用のトナーが収納できる収納部ＴＳが設けてある。トナーの色はマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの四色あり、カートリッジＴＣの形態にしてある。粉体ポンプ等で対応する色の現像装置に補給される。
本体の一部のフレーム５０は、開閉支軸５０Ａを中心として、回動・開放が可能な構造にしてあるので、記録媒体の搬送路は大きく開き、ジャムした記録媒体（用紙）の処理を容易にしている。

次に、上記図１に示した画像形成装置の動作について説明する。
まず第１の像担持体１（感光体）による、作像が行われる。
露光装置４の作動により、不図示のＬＤ光源からの光は、不図示の光学部品を経て、帯電装置３で一様に帯電された第１の像担持体（感光体）１のうち、ａと記した感光体上に至り、書き込み情報（色に応じた情報）に対応した潜像を形成する。
第１の像担持体１上の潜像は現像装置５で現像され、トナーによる顕像が第１の像担持体１の表面に形成・保持される。このトナー像は、第１の転写手段２０により、第１の像担持体と同期して移動する第２の像担持体１０の表面に転写される（１次転写）。
第１の像担持体１の表面は、残存するトナーがクリーニング装置２でクリーニングされ、除電装置Ｌで除電され次の作像サイクルに備える。
第２の像担持体１０は、表面に転写されたトナー像を坦持し、矢印の方向に移動する。ｂと記された第１の像担持体（感光体）１に、別の色に対応する潜像が書き込まれ、対応する色のトナーで現像され顕像となる。この像は、すでに第２の像担持体に乗っている前の色の顕像に重ねられ、最終的に４色重ねられる。いわゆるタンデム形式である４個の感光体上で画像が形成されながら、第２の像担持体が移動し、作像が進められるので、その時間が短縮できる。
第２の像担持体１０が、所定のところまで移動すると、給紙が開始される。給紙ローラ２７が矢印の方向に回転すると、給紙装置（給紙カセット）２６内の最上部に在る記録媒体（用紙）Ｐが引き出され、レジストローラ対２８に搬送される。
レジストローラ対２８を経て、第２の像担持体１０と記録媒体搬送体（転写ベルト）１００Ａの間に送られる記録媒体（用紙）の片側の面に、第２の像担持体１０表面のトナー像が、第２の転写手段１２０により一度に転写される（２次転写）。転写に際して、記録媒体（用紙）は画像の位置が正規のものとなるよう、タイミングがとられて搬送される。

本実施例では、第１の像坦持体１に作像されるトナーの極性はマイナスである。第１の転写手段２０にプラスの電荷を与えることで、第１の像坦持体に作像されたトナーは第２の像坦持体１０に転写される。
第２の転写手段１２０にプラスの電荷を与えることで、第２の像坦持体に作像されたトナーは、記録媒体に転写される。
上記のステップで両面にトナー像が転写された記録媒体Ｐは、定着手段３０のある領域に送られ、記録媒体（用紙）上のトナー像（両面）が一度に定着され、ガイド対３１を経て排紙ローラ対３２により本体フレーム上部の排紙スタック部４０に排出される。
図１に示すように、排紙部４０を構成した場合、画像面が下面となって、排紙スタック部４０に載置されるから、１頁目から順次作像してゆけば頁揃えが可能である。
第２の像担持体１０から記録媒体（用紙）Ｐに転写した後、内部に公知のブラシローラ、回収ローラ、ブレード等を備えたクリーニング装置２５０は、不要のトナーや紙粉を拭い取り、収納部２５０Ｂに回収する。
以上の実施例では、複数色のトナーを使った、カラー画像の作像に関して述べたが、モノクロ画像の作成にも本件の技術思想が適用できる。

次に、本発明の要部構成および動作について説明する。
まず、図２に示すように、帯電ローラ３で感光体１を帯電し、書き込みで潜像形成、現像で画像形成した後、複数の像は中間転写ベルト（第２の像坦持体）１０上で重ね合わされ（１次転写）、第２の転写手段１２０との間に侵入する転写材に一括転写し定着される（２次転写）。
次に、転写残トナー１３０はそのままベルト１０上に残り、通常はクリーニングされてベルトは停止するが、ここでは、図３に示すように、転写紙が第２の転写手段１２０を抜けた直後停止させる。すなわち、少なくとも２次転写残トナーが前記クリーニング装置を通過する前に、前記第２の像担持体の駆動を停止してジョブを終了させる。ここで、クリーニングブレード２５は、ベルト１０から離間するとエッジ部のトナーがベルト上に残り、接触時に下流にもれてしまうのでクリーニングブレード２５は、ベルト１０に常時当接としている。
ただし、常時当接でもクリーニングしていた状態でベルト１０が停止している為エッジ部に溜まったトナーが、ベルト始動した直後のブレード２５の振動により、下流にもれてしまう可能性がある。
従って、ここでは、図４に示すように、停止時には一旦ベルト１０を逆回転させトナーをブレードエッジから一定距離はなすようにしている。この時、第２の転写手段１２０がベルト１０に接触している状態で逆転すると転写紙Ｐが無い為、転写残トナーが第２の転写手段１２０に入力してしまう。これは裏汚れ等の問題につながる為、第２の転写手段１２０にトナーが入力しないように一定量逆転動作し再停止している。この際、転写モーターと定着搬送系モーターとは別モーターとする。

この画像形成装置では、一般的にベルト１０上で画像の濃度検知や、各色画像の位置あわせ検知を行っている。（詳細は特公平７−１９０８４号参照）
通常、濃度検知は、図５に示すように、１個のセンサで各色毎に階調をつくり濃度検知する。例えば、ここでは、４色×８階調で計３２個のパターンがクリーニングに連続して入力することになる。また、同じセンサで位置検知を行うことが可能で、この前後に検知パターンを書くため、より時間が長く、かつクリーニングに負荷となる。
従って、この実施形態では、図６に示すように、複数の濃度センサ１４０を横に並べ、少なくとも濃度パターン８個分で検知を終わらせている。
また、前記濃度検知センサ１０４に対し、前記第２の像担持体の回転方向のほぼ同位置に位置検知センサを前記第２の像担持体１０のスラスト方向に並べ、前記第２の像担持体１０上で各色の画像位置検知およびフィードバックを濃度検知と同時に行うようにしても良い。
また、後で詳しく説明するように、トナーは転写性（率）のよい重合トナーを使用している。この重合トナーは、基本的に球形に近い為、非常にクリーニング性が悪く、大量のトナーが入力するとブレードのすり抜けが生じる。従って、入力トナー量は最小限にする必要がある。
また、この実施形態では、図７に示すように、機械が始動してからブレード２５を通過した部位が第１の転写手段２０に来る前に転写している。このとき感光体１は、１回転強プレランさせ帯電を安定させた後に書き込み開始する。ここで、ブラシ２４の位置がブレード２５の下流だと汚れがベルト１０に付着する可能性があり、１回転させてその部位をブレード通過させなくてはならない場合があるので、ここでは、ブラシ２４はブレード１０の上流に配置している。
すなわち、ここでは、少なくとも前記第１の像担持体１と第２の像担持体１０は同時に駆動開始し、前記第１の像担持体１が１回転以上２回転以内の回転で書き込み開始し１次転写するようになっている。
また、この画像形成装置では、ブラック作像の第１の像担持体１は最下流となっている。

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。
ここでは、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。比（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。
次に、トナーの形状係数ＳＦ−１は、１００〜１８０、形状係数ＳＦ−２は１００〜１８０の範囲にあることが好ましい。図８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）…（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）…（２）
ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析して計算した。
トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体との接触状態が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、転写率が低下するため好ましくない。

次に、本発明の画像形成装置に好適に用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーである。以下に、トナーの構成材料及び製造方法について説明する。
（ポリエステル）
ポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる。
多価アルコール化合物（ＰＯ）としては、２価アルコール（ＤＩＯ）および３価以上の多価アルコール（ＴＯ）が挙げられ、（ＤＩＯ）単独、または（ＤＩＯ）と少量の（ＴＯ）との混合物が好ましい。２価アルコール（ＤＩＯ）としては、アルキレングリコール（エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオールなど）；アルキレンエーテルグリコール（ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど）；脂環式ジオール（１，４−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールＡなど）；ビスフェノール類（ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳなど）；上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物；上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数２〜１２のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数２〜１２のアルキレングリコールとの併用である。３価以上の多価アルコール（ＴＯ）としては、３〜８価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール（グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど）；３価以上のフェノール類（トリスフェノールＰＡ、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど）；上記３価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。

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。
多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の重縮合反応は、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。ポリエステルの水酸基価は５以上であることが好ましく、ポリエステルの酸価は通常１〜３０、好ましくは５〜２０である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすく、さらには記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。しかし、酸価が３０を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。
また、重量平均分子量１万〜４０万、好ましくは２万〜２０万である。重量平均分子量が１万未満では、耐オフセット性が悪化するため好ましくない。また、４０万を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。

ポリエステルには、上記の重縮合反応で得られる未変性ポリエステルの他に、ウレア変性のポリエステルが好ましく含有される。ウレア変性のポリエステルは、上記の重縮合反応で得られるポリエステルの末端のカルボキシル基や水酸基等と多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）とを反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋及び／又は伸長されて得られるものである。
多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）としては、脂肪族多価イソシアネート（テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，６−ジイソシアナトメチルカプロエートなど）；脂環式ポリイソシアネート（イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど）；芳香族ジイソシアネート（トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど）；芳香脂肪族ジイソシアネート（α，α，α’，α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど）；イソシアネート類；前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの；およびこれら２種以上の併用が挙げられる。

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。

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。
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。

ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法、などにより製造される。多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで４０〜１４０℃にて、これに多価イソシアネート（ＰＩＣ）を反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得る。さらにこの（Ａ）にアミン類（Ｂ）を０〜１４０℃にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。
（ＰＩＣ）を反応させる際、及び（Ａ）と（Ｂ）を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤（トルエン、キシレンなど）；ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）；エステル類（酢酸エチルなど）；アミド類（ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど）およびエーテル類（テトラヒドロフランなど）などのイソシアネート（ＰＩＣ）に対して不活性なものが挙げられる。
また、ポリエステルプレポリマー（Ａ）とアミン類（Ｂ）との架橋及び／又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン（ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど）、およびそれらをブロックしたもの（ケチミン化合物）などが挙げられる。

ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常１万以上、好ましくは２万〜１０００万、さらに好ましくは３万〜１００万である。１万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常２０００〜１５０００、好ましくは２０００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００である。２００００を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性およびフルカラー画像形成装置１００に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。尚、未変性ポリエステルはウレア結合以外の化学結合で変性されたポリエステルを含んでも良い。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは、少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。
また、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとの重量比は、通常２０／８０〜９５／５、好ましくは７０／３０〜９５／５、さらに好ましくは７５／２５〜９５／５、特に好ましくは８０／２０〜９３／７である。ウレア変性ポリエステルの重量比が５％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを含むバインダー樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は、通常４５〜６５℃、好ましくは４５〜６０℃である。４５℃未満ではトナーの耐熱性が悪化し、６５℃を超えると低温定着性が不十分となる。
また、ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。
（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。

着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体、あるいはこれらとビニル化合物との共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
（荷電制御剤）

荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン０３、４級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、含金属アゾ染料のボントロンＳ−３４、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ−８２、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４、フェノール系縮合物のＥ−８９（以上、オリエント化学工業社製）、４級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（以上、保土谷化学工業社製）、４級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹ ＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、４級アンモニウム塩のコピーチャージ ＮＥＧ ＶＰ２０３６、コピーチャージ ＮＸ ＶＰ４３４（以上、ヘキスト社製）、ＬＲＡ−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カーリット社製）、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、４級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の範囲で用いられる。好ましくは、０．２〜５重量部の範囲がよい。１０重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
（離型剤）

離型剤としては、融点が５０〜１２０℃の低融点のワックスが、バインダー樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びおよびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、１２−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−ｎ−ステアリルメタクリレート、ポリ−ｎ−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体（例えば、ｎ−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等）等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダー樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。
（外添剤）

トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、５×１０−３〜２μｍであることが好ましく、特に５×１０−３〜０．５μｍであることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００ｍ２／ｇであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの０．０１〜５ｗｔ％であることが好ましく、特に０．０１〜２．０ｗｔ％であることが好ましい。
無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に両微粒子の平均粒径が５×１０−２μｍ以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像装置内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。
酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が０．３〜１．５ｗｔ％の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。

次に、トナーの製造方法について説明する。ここでは、好ましい製造方法について示すが、これに限られるものではない。
（トナーの製造方法）
１）着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。
有機溶媒は、沸点が１００℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは２種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー１００重量部に対し、通常０〜３００重量部、好ましくは０〜１００重量部、さらに好ましくは２５〜７０重量部である。
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。

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。

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。
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。

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。

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。
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。

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。
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。

次に、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。
図９は、本発明のトナーの形状を模式的に示す図である。図９（ａ）に示すように座標軸を設定した場合、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９（ｂ）参照）が０．５〜１．０で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）（図９（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。
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。

本発明による画像形成装置の要部に関する一実施形態の略中央断面図。 図１に示した画像形成装置の動作の概略説明図。 図１に示した画像形成装置の動作の概略説明図。 図１に示した画像形成装置の動作の概略説明図。 図１に示した画像形成装置のセンサー配置の概略説明図。 図１に示した画像形成装置のセンサー配置の概略説明図。 図１に示した画像形成装置の動作の概略説明図。 図１に示した画像形成装置の現像で使用されるトナーの概略説明図。 図１に示した画像形成装置の現像で使用されるトナーの概略説明図。

符号の説明

１ 感光体、１ 第１の像坦持体、２ クリーニング装置、３ 帯電装置、４ 露光装置、５ 現像装置、１０ ベルト、１０ 第２の像担持体、１１ ローラ、１２ クリーニング対向ローラ、２０ 第１の転写手段、２４ ブラシ、２５ クリーニングブレード、２７ 給紙ローラ、２８ レジストローラ対、２９ ガイド、３０ 定着手段、３１ 排紙ガイド対、３２ 排紙ローラ対、４０ 排紙スタック部、５０ フレーム、５０Ａ 開閉支軸、１００ フルカラー画像形成装置、１１１ 回転ローラ、１１３ ローラ、１２０ 第２の転写手段、１４０ センサ、２５０ クリーニング装置、２５０Ｂ 収納部

Claims (20)

1. 複数の第１の像担持体に帯電ローラで帯電し潜像を作った後、トナーにより現像して像形成された各色の像を、第２の像担持体上で１次転写し重ね合わせた後、記録媒体に一括で２次転写する画像形成装置であって、
   前記第２の像担持体上の転写残トナーをクリーニングするクリーニング装置を有し、
   少なくとも２次転写残トナーが前記クリーニング装置を通過する前に、前記第２の像担持体の駆動を停止してジョブを終了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、前記クリーニング装置が、前記第２の像担持体に対して常時当接していることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１あるいは２に記載の画像形成装置において、前記第２の像担持体の駆動停止後、前記第２の像担持体を逆回転し、再停止することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３に記載の画像形成装置において、前記逆回転時に残トナーが前記２次転写を行うための第２の転写手段と接触しない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、複数個の濃度検知センサを前記第２の像担持体スラスト方向に並べ、前記第２の像担持体上で濃度検知を行うことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５に記載の画像形成装置において、前記濃度検知センサに対し、前記第２の像担持体回転方向のほぼ同位置に位置検知センサを前記第２の像担持体のスラスト方向に並べ、前記第２の像担持体上で各色の画像位置検知およびフィードバックを濃度検知と同時に行う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、少なくとも第２の像担持体の駆動モータと、記録媒体の定着および搬送のモータとは別モータであることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記トナーは重合トナーであることを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１に記載の画像形成装置において、少なくとも前記第１の像担持体と第２の像担持体は同時に駆動開始し、開始からクリーニングを行った領域が転写部に到達する前に１次転写することを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１に記載の画像形成装置において、少なくとも前記第１の像担持体と第２の像担持体は同時に駆動開始し、前記第１の像担持体が１回転以上２回転以内の回転で書き込み開始し１次転写することを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１に記載の画像形成装置において、ブラック作像の第１の像担持体は最下流であることを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記クリーニング装置は少なくとも、ブレードとブラシロールで構成されており、ブラシ位置がブレードの上流であることを特徴とする画像形成装置。
13. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記現像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画像形成装置。
14. 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１に記載の画像形成装置において使用されるトナーであり、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。
15. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記現像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画像形成装置。
16. 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１に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。
17. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記現像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画像形成装置。
18. 請求項１７に記載のトナーにおいて、前記トナーは、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ことを特徴とするトナー。
19. 請求項１に記載の画像形成装置において、前記現像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画像形成装置。
20. 請求項１に記載の画像形成装置において、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画像形成装置。

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