JP2007041496A - トナー粒子、その製造方法及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の球形および粉砕型トナー粒子の問題点を大きく改善することができる柱形状トナー粒子を提供する。
【解決手段】 柱形状（円柱）もしくは柱形状（円柱）に順じた形状のトナー粒子で、断面直径Ｄに対する柱長さＬの比が１〜３の範囲にある粒子が個数基準で全体の７０％以上を占めるか、あるいは、断面直径Ｄに対する柱長さＬの比の最頻値が１．５〜２の範囲にあるか、あるいは、断面直径Ｄに対する柱長さＬの比の平均値が１．３３〜２の範囲にあり、断面直径Ｄの分布幅が柱長さＬの分布幅よりも小さい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、柱形状のトナー粒子、当該トナー粒子を製造するための製造方法、及び、当該柱形状のトナー粒子を用いた画像形成装置に関する。

トナー粒子は数ミクロン程度の大きさと所定の帯電量を有し、感光体上に形成された電荷像を現像して画像形成するのに使用される。トナー粒子は、バインダ樹脂（結着樹脂）、着色剤、ワックス等のトナー原料を溶融混練した後、機械的に所定サイズの粒子に粉砕する粉砕法で作製され、また最近では、化学的な重合反応を利用して粒子を生成するケミカル法によっても作製されている。

また、従来の球形トナーおよび粉砕トナーにおける問題点（例えば、画像品質、トナー耐久性、定着時の熱効率の低下等）を改良するために、扁平型のトナー粒子を用いる提案もなされている（特許文献１〜３参照）。

特開平５−１２７４２０号公報 特開２００２−２５８５１３号公報 特開２００２−３０４００４号公報

上記特許文献１〜３に記載の扁平型トナー粒子により、球形トナーおよび粉砕トナーの前記問題点はある程度改善されるが、必ずしも十分ではない。また、上記特許文献１〜３に記載の扁平型トナー粒子は、ケミカル法で生成した球形粒子に機械力を加えて扁平型に変形させて作製しているため、製造工程が複雑化する不利もある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来の球形および粉砕型トナー粒子の問題点を大きく改善することができるトナー粒子、そのトナー粒子の製造方法、及び、当該トナー粒子を用いた画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係るトナー粒子の第一特徴構成は、柱形状もしくは柱形状に順じた形状である点にある。

すなわち、例えば非磁性１成分トナーにおいて、現像部内の現像ローラと規制ブレード間、あるいは、現像スリーブと規制ブレード間で摩擦されて、トナー粒子が摩擦帯電する場合に、球形トナーや表面の凹凸が激しい粉砕トナーは上記ローラやブレードやスリーブに対し点で接触するが、柱形状もしくは柱形状に順じた形状のトナー（以下、総称して柱状トナーという）は柱形状の側面が線もしくは面としてローラやブレードやスリーブに接触し易いため、トナー粒子表面の接触部位の面積が大きくなり、効率良く摩擦帯電され、また、同等の押し付け圧であればフィルミングが起こりにくい。

また、上記のように柱状トナーの摩擦帯電はほぼ柱側面においてのみ発生し、柱側面が帯電部位となるため、トナー粒子の柱側面が感光体や中間転写媒体などのトナー支持体に対し付着し配向した状態が安定な状態になり、また、現像スリーブや現像ローラから感光体表面へ移動する現像時、及び、感光体表面から中間転写媒体へ並びに感光体表面又は中間転写媒体から紙等の記録媒体へ移動する転写時にも、上記配向した状態が維持されて正確に移動する。なお、柱状トナーが非接触で移動する場合は、飛翔時には空気抵抗により縦方向に配向して移動し、転写後再び柱側面が支持体に付着した状態に配向する。
さらに、感光体や中間転写媒体などに付着している柱状トナーは、前述のごとく柱側面で付着しており、また電気的な付着力も強いので、柱長さに対して断面直径が小さい（断面直径に対する柱長さの比が１以上の）粒子では転写領域前での転写は行われ難く転写領域でのみ転写が行われるのでトナーの乱れも生じ難い。その結果、現像領域及び転写領域での画像品質の低下を避けることができる。

また、上記紙等の記録媒体に転写された後のトナー粒子は、熱ローラ等で熱せられて溶融し、記録媒体に定着されるが、その際、柱状トナーは柱側面で熱ローラ等に接触するため熱ローラ等からの熱が伝わりやすく、速やかに定着され熱効率が高い。また厚み（断面直径）が粉砕トナーや球形トナーの厚みに比べて薄いので、この点からも熱効率が高くなる。

従って、以上述べたように、本発明によれば、従来の球形および粉砕型トナー粒子の問題点を大きく改善することができるトナー粒子が提供される。

同第二特徴構成は、第一特徴構成のトナー粒子において、前記柱形状の断面直径に対する柱長さの比が１〜３の範囲にある粒子が個数基準で全体の７０％以上を占める点にある。

すなわち、感光体や中間転写媒体などに付着している柱状トナーは、前述のごとく柱側面で付着しており、また電気的な付着力も強いので、断面直径に対する柱長さの比が１以上であれば現像及び転写領域でのトナーの配向の乱れを防止できるが、断面直径に対する柱長さの比が３以上と大きくなると、隣接するトナーの配向状態が揃い難くなるので、図３を参照して、断面直径Ｄに対する柱長さＬの比Ｌ／Ｄが１〜３の範囲（斜線領域で示す）にある粒子が個数基準で全体の７０％以上を占める程度に設定することにより、トナーの配向状態を適正に維持して画質低下を有効に防止することができる。
従って、本発明に係るトナー粒子の好適な実施形態が提供される。

同第三特徴構成は、第一特徴構成のトナー粒子において、前記柱形状の断面直径に対する柱長さの比の最頻値が１．５〜２の範囲にある点にある。

すなわち、感光体や中間転写媒体などに付着している柱状トナーは、前述のごとく柱側面で付着しており、また電気的な付着力も強いので、図３を参照して、断面直径Ｄに対する柱長さＬの比の最頻値（Ｌ／Ｄ）ｐが１．５〜２の範囲にあれば、当該断面直径Ｄに対する柱長さＬの比の最頻値（Ｌ／Ｄ）ｐの１．５〜２を中心として分布する多数の柱状トナーにより、現像及び転写領域でのトナー移動時の配向の乱れや、断面直径Ｄに対する柱長さＬの比Ｌ／Ｄが大きくなる場合の隣接トナー粒子間の配向の乱れもバランス良く抑制し、画質低下を有効に防止することができる。
従って、本発明に係るトナー粒子の好適な実施形態が提供される。

同第四特徴構成は、第一特徴構成のトナー粒子において、前記柱形状の断面直径に対する柱長さの比の平均値が１．３３〜２の範囲にある点にある。

すなわち、感光体や中間転写媒体などに付着している柱状トナーは、前述のごとく柱側面で付着しており、また電気的な付着力も強いので、図３を参照して、断面直径Ｄに対する柱長さＬの比の平均値（Ｌ／Ｄ）ｈが１．３３〜２の範囲にあれば、当該断面直径Ｄに対する柱長さＬの比の平均値（Ｌ／Ｄ）ｈの１．３３〜２を中心として分布する多数の柱状トナーにより、現像及び転写領域でのトナー移動時の配向の乱れや、断面直径Ｄに対する柱長さＬの比Ｌ／Ｄが大きくなる場合の隣接トナー粒子間の配向の乱れもバランス良く抑制し、画質低下を有効に防止することができる。
従って、本発明に係るトナー粒子の好適な実施形態が提供される。

同第五特徴構成は、第一特徴構成のトナー粒子において、前記柱形状において、柱側面視での粒子周囲長に対する包絡周囲長の比を断面直径に対する柱長さの比で割った値（〔包絡周囲長／粒子周囲長〕／〔柱長さ／断面直径〕）の平均値または最頻値が０．５〜０．７５の範囲にある点にある。

ここで、図５を参照して、粒子周囲長ＲＳに対する包絡周囲長ＲＨの比ＲＨ／ＲＳは粒子の凹凸度を表し、凹部がない場合に最大値１となり、凹凸度が大きくなるに伴い１より小さくなるが、図６を参照して、上記〔包絡周囲長ＲＨ／粒子周囲長ＲＳ〕／〔柱長さＬ／断面直径Ｄ〕の平均値または最頻値を０．５〜０．７５の範囲に維持することは、凹凸度の大きい柱状トナーでは、凹凸度の小さい柱状トナーに比べて、断面直径Ｄに対する柱長さＬの比Ｄ／Ｌを小さく（例えば同じ断面直径Ｄであれば柱長さＬを短く）することを意味する。即ち、断面直径Ｄに対する柱長さＬの比Ｄ／Ｌの適正値を粒子の凹凸度を考慮して一層適切に設定することができる。
従って、本発明に係るトナー粒子の好適な実施形態が提供される。

同第六特徴構成は、第一から第五特徴構成のトナー粒子のいずれかにおいて、前記柱形状の断面直径の分布幅が柱長さの分布幅よりも小さい点にある。
すなわち、前述のごとく、柱状トナーは最終の転写材である紙等の記録媒体に対し柱側面で付着するので、図４を参照して、トナー粒子の断面直径Ｄの分布幅が柱長さＬの分布幅に比べて小さければ、上記紙等の記録媒体に転写された後のトナー粒子の高さが一様になって定着後の印刷面の凹凸が小さくなり、均一な光沢を得ることができる。
従って、本発明に係るトナー粒子の好適な実施形態が提供される。

同第七特徴構成は、第一から第六特徴構成のトナー粒子のいずれかにおいて、電気抵抗法による粒度分布測定値における体積基準の平均粒径が４〜１０μｍの範囲にある点にあり、同第八特徴構成は、第一から第七特徴構成のいずれかにおいて、レーザー回折・散乱法による粒度分布測定値における体積基準の平均粒径が４〜１０μｍの範囲にある点にある。
すなわち、トナー径の測定法として広く使用に供されている電気抵抗法及びレーザー回折・散乱法を用いて、体積基準の平均粒径を４〜１０μｍの範囲に維持することにより、適正な画像品質を確保できる。
従って、本発明に係るトナー粒子の好適な実施形態が提供される。

同第九特徴構成は、第一から第八特徴構成のトナー粒子のいずれかにおいて、粒子像分析測定における個数基準の平均粒径が４〜１０μｍの範囲にあり且つ粒径３μｍ未満の粒子が全体の１０％以下である点にある。
すなわち、粒子像分析測定法を用いて、個数基準の平均粒径が４〜１０μｍの範囲で粒径３μｍ未満の粒子を全体の１０％以下ですることにより、微粉による地汚れを防止しつつ適正な画像品質を確保できる。
従って、本発明に係るトナー粒子の好適な実施形態が提供される。

同第十特徴構成は、第一から第九特徴構成のトナー粒子のいずれかにおいて、前記柱形状の断面直径が２μｍ以上である点にある。
すなわち、断面直径が２μｍ以上であれば、柱の破断による微粉の発生は起こり難い。従って、微粉による画像品質の低下が抑制されるとともに、耐久性にも優れた本発明に係るトナー粒子の好適な実施形態が提供される。

同第十一特徴構成は、第一から第十特徴構成のトナー粒子のいずれかにおいて、前記柱形状が円柱状である点にある。
すなわち、図１を参照して、柱形状が円柱状である場合は、その円柱トナーの滑らかな側面が線として他の部材（現像ローラやブレード、感光体や中間転写媒体、最終記録媒体など）に一層確実に接触するため、第一特徴構成において説明した柱状トナーの現像工程での摩擦帯電効率の向上、フィルミングの防止効果が大きくなり、また、現像領域及び転写領域におけるトナーの配向状態の乱れによる画像品質の低下を抑制する効果が大きくなり、さらに、定着時の熱効率向上の効果も大きくなる。
従って、柱状トナーの効果がより一層良好に発揮されるトナー粒子が得られる。

同第十二特徴構成は、第一から第十一特徴構成のトナー粒子のいずれかにおいて、ポリエステル系、ポリオール系、スチレンアクリル系、エポキシ系、ポリカーボネート系、ポリウレタン系、及びポリオレフィン系の各樹脂のうちの少なくとも１つを結着樹脂成分として含有する点にある。
すなわち、上記各樹脂の中から、要求されるトナー特性に応じて例えば５０℃〜７５℃のガラス転移温度の範囲内で適切な樹脂を結着樹脂成分として選択することができる。
従って、本発明に係るトナー粒子の好適な実施形態が提供される。

同第十三特徴構成は、第一から第十二特徴構成のトナー粒子のいずれかにおいて、ＤＳＣ（差走査熱量計）で測定した吸熱ピークが７０〜１１０℃の範囲にあるワックスを含有する点にある。
すなわち、要求されるトナーの定着温度特性に応じて、ＤＳＣにより測定した吸熱ピークが７０〜１１０℃の範囲内で適切なワックスを選択して含有させることができる。
従って、本発明に係るトナー粒子の好適な実施形態が提供される。

同第十四特徴構成は、第一から第十三特徴構成のトナー粒子のいずれかにおいて、フルカラー用のトナーである点にある。
すなわち、本発明の柱形状トナーは、第一特徴構成でも述べたように、現像領域及び転写領域での画像品質の維持に優れている。
従って、高画質を要求されるフルカラー用に適したトナー粒子が得られる。

同第十五特徴構成は、第一から第十四特徴構成のトナー粒子のいずれかにおいて、一成分現像用のトナーである点にある。
すなわち、本発明の柱形状トナーは、第一特徴構成でも述べたように、柱形状の側面が線もしくは面として現像ローラ等に接触して効率良く摩擦帯電される。
従って、一成分現像用に一層適したトナー粒子が得られる。

本発明に係るトナー粒子の製造方法の第一特徴構成は、繊維状に形成されたトナー原料を粉砕して製造する点にある。
すなわち、本製造方法によれば、繊維状に形成されたトナー原料を粉砕して得た柱形状（例えば円柱状）のトナー粒子はその表面（主として柱側面）が滑らかで粉砕トナーのような激しい凹凸がないため、粒子表面の摩滅や欠損による超微粉の発生が極めて少ない。同時に、断面直径のバラツキひいてはトナー径のバラツキも少なくすることができる。
従って、微粉による画像品質の低下が抑制されるとともに耐久性にも優れ、バラツキの少ないトナー径により高画質を維持できるトナー粒子の製造方法が提供される。

同第二特徴構成は、第一特徴構成のトナー粒子の製造方法において、トナー原料を混合後、溶融・混練・押出を同時に行う溶融混練機によって処理し、得られたトナー原料の溶融混練物を繊維状に形成する点にある。
すなわち、トナー原料の混合物を混練する混練機と押出機が別の装置である場合には、混練機で処理された混練物を冷却した後、粗粉砕もしくは中粉砕してから押出機で溶融押出処理を行う必要があるのに対し、１つの溶融混練機によって溶融・混練・押出を同時に行ってトナー原料の溶融混練物が作製される。
従って、製造プロセスを簡略化できるトナー粒子の製造方法の好適な実施形態が提供される。

同第三特徴構成は、第二特徴構成のトナー粒子の製造方法において、前記溶融混練機が、混練部と押出部を備えた２軸エクストルーダーである点にある。
すなわち、前記溶融混練機として実用的な装置が提示される。
従って、トナー粒子の製造方法の好適な実施形態が提供される。

同第四特徴構成は、第三特徴構成のトナー粒子の製造方法において、前記２軸エクストルーダーが、前記混練部に外部に通じる開口を備えている点にある。
すなわち、水分を含むトナー原料の場合、ポリエステル系などエステル結合を含む樹脂原料は加水分解を起こすが、混練部に備えた開口を通じて内部の処理物を乾燥させることにより、加水分解を抑制することができる。
従って、樹脂原料の劣化を抑制することができるトナー粒子の製造方法の好適な実施形態が提供される。

同第五特徴構成は、第一から第四特徴構成のトナー粒子の製造方法のいずれかにおいて、前記粉砕時の処理温度が、前記ワックスの融点よりも低い温度範囲に設定される点にある。
すなわち、粉砕処理においてトナー原料中のワックスが溶けて処理機内に付着する等の不具合の発生が防止される。
従って、円滑に粉砕処理できるトナー粒子の製造方法の好適な実施形態が提供される。

同第六特徴構成は、第一から第五特徴構成のトナー粒子の製造方法のいずれかにおいて、前記粉砕処理を機械式回転粉砕機で行うとともに、当該回転粉砕機におけるローターの回転周速が１５０ｍ／秒以下である点にある。
すなわち、機械式回転粉砕機により繊維状のトナー原料を効率良く粉砕処理しつつ、ローターの回転周速を１５０ｍ／秒以下に制限して過粉砕により微粉の発生を抑制することができ、本発明に係るトナー粒子の製造方法の好適な実施形態が提供される。

同第七特徴構成は、第一から第六特徴構成のトナー粒子の製造方法のいずれかにおいて、前記粉砕処理の後に、さらに無機微粉末を添加して混合する外添処理を行う点にある。
すなわち、無機微粉末の外添処理により種々の特性を改良することができ、しかも、本発明の柱状トナー粒子は、従来の粉砕トナーに比べて、外添された無機微粉末が滑らかな表面の柱側面に強く捕捉され表面から遊離し難い特性を有している。従って、本発明に係るトナー粒子の製造方法の好適な実施形態が提供される。

同第八特徴構成は、第七特徴構成のトナー粒子の製造方法において、前記無機微粉末のＢＥＴ比表面積が２０〜５００ｍ^２／ｇの範囲にある点にある。
すなわち、当該範囲のＢＥＴ比表面積の無機微粉末を外添剤として用いることでトナー粒子表面を良好に外添処理することができ、本発明に係るトナー粒子の製造方法の好適な実施形態が提供される。

同第九特徴構成は、第七又は第八特徴構成のトナー粒子の製造方法のいずれかにおいて、前記外添剤として、チタン、アルミニウム、珪素、マグネシウム、及び亜鉛の酸化物のうちの少なくとも１つを有し、負帯電特性となる点にある。
すなわち、上記いずれかの金属酸化物を外添剤として外添処理して得られる負帯電特性のトナー粒子により、例えば負帯電特性の感光体上の電荷像を良好に現像することができるトナー粒子の製造方法の好適な実施形態が提供される。

本発明に係る画像形成装置の第一特徴構成は、上記第一から第十四特徴構成のいずれかのトナー粒子、又は、上記第一から第九特徴構成のいずれかの製造方法により得られたトナー粒子を用いる点にある。
すなわち、これらのトナー粒子を用いることにより、感光体上の電荷像を良好に現像して高画質を実現しつつ、トナーの劣化を抑制し耐久性にも優れた画像形成装置が提供される。

同第二特徴構成は、第一特徴構成の画像形成装置において、感光体が負帯電特性の有機半導体である点にある。
すなわち、本発明のトナー粒子によって負帯電特性の有機半導体上の電荷像を現像することにより、さらに有機感光体へのトナー粒子のフィルミングも抑制した画像形成装置の好適な実施形態が提供される。

同第三特徴構成は、第一又は二特徴構成の画像形成装置において、中間転写媒体がベルトに形成されている点にある。
すなわち、本発明のトナー粒子であれば、ベルト式の中間転写媒体を介して感光体上のトナー像を忠実に紙等の最終転写材に転写させることができ、本発明に係る画像形成装置の好適な実施形態が提供される。

同第四特徴構成は、第一から第三特徴構成の画像形成装置のいずれかにおいて、前記感光体と中間転写媒体の周速度の比を０．９５〜１．０５の範囲に設定する点にある。
すなわち、本発明のトナー粒子であれば、感光体と中間転写媒体の周速度の比が０．９５〜１．０５の範囲で変化する場合においても良好な画像品質を維持させることができ、本発明に係る画像形成装置の好適な実施形態が提供される。

同第五特徴構成は、第一から第四特徴構成の画像形成装置のいずれかにおいて、定着方式が熱ローラ方式である点にある。
すなわち、簡便な定着方式である熱ローラ方式によって、定着効率の良い本発明のトナー粒子を低エネルギで良好に定着させることができ、本発明に係る画像形成装置の好適な実施形態が提供される。

本発明に係る柱形状もしくは柱形状に順じた形状のトナー粒子について、以下、柱形状が円柱状である場合を例に、円柱状のトナー粒子、同トナー粒子の製造方法、及び、同トナー粒子を現像剤に用いた画像形成装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。

〔トナー粒子〕
先ず本発明の円柱状のトナー粒子は、図１に示すように、円柱もしくは円柱に順じた形状のトナー粒子１である。ここで、円柱に順じた形状とは、例えば、円柱の中間部の径が膨らんだ俵形状や、円柱の端部の角が面取りされたあるいは丸みを帯びた形状など、理想的な円柱から変形した形状を意味する。

ここで、後述のように繊維状体の形成に線径の均一度が高い手法を採用するので、繊維状体の半径ｒが略一定になり、円柱粒子体積πｒ^２Ｌは柱長さＬに依存する。一方、この円柱粒子体積πｒ^２Ｌを球体積４πＲ^３／３に換算した場合、球換算半径ＲはＬの１／３乗に比例する（Ｒ∝Ｌ^１／３）。即ち、円柱粒子の柱長さＬのばらつきの１／３乗が球換算半径Ｒのばらつきに相当するので、仮に円柱粒子の柱長さＬが球状粒子の半径Ｒと同程度に変動する場合でも、円柱粒子の粒子体積の変動は球状粒子の粒子体積の変動に比べて小さくなり、粒子体積の均一化が容易になる。例えば円柱断面直径Ｄ（＝２ｒ）が５μｍの円柱粒子の場合、図２に示すように、円柱断面直径Ｄに対する円柱長さＬの比Ｌ／Ｄが１〜１０の範囲で変動しても、球換算径Ｒの変動は高々２倍程度にとどまる。

本発明の円柱状のトナー粒子は、図３に示すように、円柱断面直径Ｄに対する円柱長さＬの比Ｌ／Ｄが１〜３の範囲（図３の斜線で示す領域内）にある粒子が個数基準で全体の７０％以上を占めるか、あるいは、円柱断面直径Ｄに対する円柱長さＬの比Ｌ／Ｄの最頻値（Ｌ／Ｄ）ｐが１．５〜２の範囲にあるか、あるいは、円柱断面直径Ｄに対する円柱長さＬの比Ｌ／Ｄの平均値（Ｌ／Ｄ）ｈが１．３３〜２の範囲にあるような形状特性が望ましい。ここで、上記円柱断面直径Ｄおよび円柱長さＬは、粒子形状が円柱に順じた形状（理想的な円柱形状からずれた形状）の場合は、それぞれ最大断面直径、最大円柱長さをとる（図５（ロ）〜（ニ）参照）。さらに、本発明の円柱状のトナー粒子は、後述する作製方法により、図４に示すように、円柱断面直径Ｄの分布幅が円柱長さＬの分布幅よりも小さい形状特性を有する。

本発明の円柱状のトナー粒子は、別の粒度特性の規定方法により、図５及び図６に示すように、円柱側面視での粒子周囲長ＲＳに対する包絡周囲長ＲＨの比ＲＨ／ＲＳ（周囲長包絡度という）を、円柱断面直径Ｄに対する円柱長さＬの比Ｄ／Ｌで割った値（〔包絡周囲長ＲＨ／粒子周囲長ＲＳ〕／〔円柱長さＬ／円柱断面直径Ｄ〕）の平均値または最頻値が０．５〜０．７５の範囲にあるような形状特性が望ましい。ここで、包絡周囲長ＲＨは粒子の凹部を無視して凸部を結んだときの周囲長であり、粒子周囲長ＲＳは粒子の凹凸形状に沿った測った周囲長である。具体的には、粒子像分析測定（例えば、シスメックス社製ＦＰＩＡ３０００）によって測定することができる。

図５（イ）に示す理想的な円柱形状（断面視は長方形）では、包絡周囲長ＲＨは４つの角部を結んだ直線の長さであり、粒子周囲長ＲＳと等しい。図５（ロ）に示す円柱両端の角部が丸くなった形状及び図５（ハ）に示す楕円形に近い形まで丸くなった形状でも、凹部が無いので包絡周囲長ＲＨと粒子周囲長ＲＳは等しい。しかし図５（ニ）に示す円柱両端の角部が丸くなるとともに円柱長さ方向に押し潰された形状では、円柱側面に凹部ができるので、粒子周囲長ＲＳが破線で示す包絡周囲長ＲＨよりも長くなる。つまり、周囲長包絡度ＲＨ／ＲＳは粒子の凹凸度合いを表し、凹部がない場合に最大値１となり、凹凸度合いが大きくなるに伴って値が１より小さくなる。因みに、ＲＨ／ＲＳ＝１の場合は、前記値〔ＲＨ／ＲＳ〕／〔Ｌ／Ｄ〕＝０．５〜０．７５の範囲は、〔Ｄ／Ｌ〕＝０．５〜０．７５の範囲に変換され、その値の逆数である前記Ｌ／Ｄ＝１．３３〜２の範囲と一致する。従って、前記値〔ＲＨ／ＲＳ〕／〔Ｌ／Ｄ〕を所定範囲（０．５〜０．７５）に維持する特性規定方法は、凹凸度合いの大きい円柱状トナーでは、周囲長包絡度ＲＨ／ＲＳが１より小さいので、凹凸度合いの小さい円柱状トナーに比べて、Ｌ／Ｄの値を小さく、即ち同じ円柱直径Ｄであれば長さＬを短くすることを意味する。

上記円柱断面直径Ｄは２μｍ以上であることが望ましく、また、電気抵抗法（例えば、ベックマン・コールター社製コールターマルチサイザ）による粒度分布測定値における体積基準の平均径が４〜１０μｍの範囲にあるか、あるいは、レーザー回折・散乱法（例えば、日機装株式会社製マイクロトラック）による粒度分布測定値における体積基準の平均径が４〜１０μｍの範囲にあるか、あるいは、粒子像分析測定（例えば、シスメックス社製ＦＰＩＡ２０００使用）における個数基準の平均径が４〜１０μｍの範囲にあり且つ粒径３μｍ未満の粒子が全体の１０％以下であることが望ましい。

〔トナー粒子の製造方法〕
次に本発明の円柱状のトナー粒子１は、結着樹脂、着色剤、離型剤（ワックス）等の成分からなるトナー原料を混合後、溶融・混練・押出を同時に行う溶融混練機によって処理し、得られたトナー原料の溶融混練物を繊維状に形成したのち、その繊維状に形成されたトナー原料を粉砕して得られる。ここで、上記溶融混練機は２軸型エクストルーダー１０（図８参照）で構成される。

具体的には、図７に示すように、トナー原料を溶融混練する溶融混練処理と、溶融混練処理で得られた溶融状態のトナー原料をノズルから押出して繊維状に形成する繊維化処理と、繊維状に形成されたトナー原料を粉砕して円柱状粒子を作製する粉砕処理と、粉砕処理で得られた円柱状粒子に対し無機微粉末を添加して混合する外添処理を行うことにより、円柱状トナー粒子を製造する。尚、上記粉砕処理の処理温度は、原料中のワックスの融点よりも低い温度範囲に設定される。また、粉砕物の長さを制御して要求される形状及び粒度特性（図３、図６参照）の円柱状粒子を作製するが、必要により、粉砕処理の後や外添処理の後に分級処理を行う。

次に、上記各処理用装置について具体的に説明する。
〔溶融混練処理と繊維化処理〕
溶融混練処理及び繊維化処理では、図８に示すように、予備混合装置（例えば、ホソカワミクロン（株）製：サイクロミックス）７、ホッパ１０Ａ付で内部に混練部材としての回転スクリュー１１を有する２軸型エクストルーダー１０、静止型ミキサー２、及び、静止型ミキサー２の出口から分岐した多段の分配流路３Ａを有する流路構造体３などが設けられ、２軸型エクストルーダー１０の出口と静止型ミキサー２の入口の間にはモータ５で駆動されるギアポンプ４が配置されている。ここで、２軸型エクストルーダー１０は混練部１０Ｂと押出部１０Ｃを備え、かつ混練部１０Ｂには公知の外部に通じる開口（図示せず）を備えている。さらに、分配流路３Ａの最終段の各流路出口には、押出し用のノズル６が設けられている。また、２軸型エクストルーダー１０、静止型ミキサー２、流路構造体３、ギアポンプ４には、図示は省略するが、トナー原料をバインダ樹脂の融点以上の高温、例えば１３０℃〜２４０℃程度に加熱して低粘度にするためのヒータを備えている。

上記装置構成において、トナー原料は、ホッパ１０Ａから２軸型エクストルーダー１０内に投入されると、ヒータによって加熱されて溶融状態となり混練されながら出口側に送られる。２軸型エクストルーダー１０から送り出されたトナー原料の溶融混練物は、ギアポンプ４で圧力及び押し出し量を調整された後、静止型ミキサー２内の流路と多段の分配流路３Ａを通流する間に混合が促進され、トナー原料の各成分が均一に細かく分散した状態になり、溶融状態のトナー原料は、複数のノズル６から下向きに繊維状に押し出される。

次に、各ノズル６から押し出された複数の繊維状体１２は、図示しない延伸用エアー吹き出し装置から吹き出す熱風によって軟化して延伸された後、周囲温度によって冷却されながら気流搬送され、回収装置１３によって捕集回収されたのち、粉砕機１４に送られて粉砕される。

〔粉砕処理〕
前記粉砕処理は機械式回転粉砕機で行われ、例えばホソカワミクロン（株）製：ＡＣＭパルベライザが使用される。具体的には、本粉砕機は、図９に示すように、下方に気体導入口１５を設け上方に気体及び粉体の排出口１６を設けた本体１７の内部を筒状部材１８によって外側の粉砕室Ａと内側の分級室Ｂとに区分し、粉砕室Ａが粉砕部材１９を備えたローター１９Ａを内蔵するとともに下方側で前記気体導入口１５に連通し、分級室Ｂが粗粉と微粉を分級して微粉のみを通過させる分級機構２０を経由して前記排出口１６に連通している。尚、トナー原料の繊維状物は本体１７の横側部に設けた投入口１７Ａから粉砕室Ａに投入する。また、排出口１６は図示しないバグフィルタ内蔵の集塵機を通して外部に向けて吸引排気されている。上記ローター１９Ａは上下軸心周りに回転自在であり、ローター１９Ａの外周部に、縦型ハンマータイプの粉砕部材１９が粉砕室Ａの内壁部に装着されたライナ２１と間隙を隔てる状態で複数取付けられている。そして、上記粉砕室Ａにおいて投入物が粉砕部材１９から機械的衝撃力を受けて粉砕される。尚、過粉砕を避けるために、上記ローター１９Ａの回転周速は１５０ｍ／秒以下に制限する。

上記分級機構２０は、上下軸心周りに回転自在な回転体２２の外周部に複数の分級羽根２３を立設させた構造であり、粉砕物に作用する分級室Ｂから排出口１６に向かう気流の搬送力と回転体２２によって付与される遠心力の差によって微粉と粗粉を分離する。即ち、粉砕室Ａから分級室Ｂに流入した粉砕物のうち、気流による搬送力の方が大きく作用する微粉は分級羽根２３を通過して排出口１６から排出され、遠心力の方が大きく作用する粗粉は分級羽根２３を通過せずに筒状部材１８の下方から粉砕室Ａに戻る。

上記機械式回転粉砕機としては、図９に示すもの以外に、ホソカワミクロン（株）製のイノマイザ及びファカルティ、川崎重工製クリプトロン、日本ニューマチック工業製ＦＭなどが使用できる。また、機械式回転粉砕機以外の粉砕機として、例えばホソカワミクロン（株）製のＡＦＧおよびＡＳ、日本ニューマチック工業製のＩＤＳ等のジェットミルを使用することができる。また、分級装置としては、ホソカワミクロン（株）製のＡＴＰ、ＴＳＰ、ＴＴＳＰ、日本ニューマチック工業製のＭＰ、ＤＳ，ＤＳＸなどが使用できる。尚、上記粉砕（微粉砕）処理の前に、粗砕（粗粉砕）処理を行うように構成してもよい。さらに、上記粉砕処理後、分級の前に、球形化処理を行ってもよく、球形化装置としては、上記のイノマイザ、ファカルティ、クリプトロン、ＭＲなどが使用できる。

〔外添処理〕
外添処理では、ＢＥＴ比表面積が２０〜５００ｍ^２／ｇの範囲にある無機微粉末を使用し、具体的な外添剤Ｇの材料としては、チタン、アルミニウム、珪素、マグネシウム、及び亜鉛の酸化物のうちの少なくとも１つを有している。例えば流動性添加用の外添剤には、粒径７ｎｍ〜５０ｎｍ程度のシリカ、アルミナ、チタニア等を用いる。外添処理には、前述の機械式粉砕機や各種の混合機、例えば、ホソカワミクロン（株）製のメカノフュージョンシステム、サイクロミックス、ナノアクチベーターなどが使用でき、他にヘンシェルミキサー（三井鉱山社製）、メカノミル（岡田精工社製）等が使用できる。この外添処理により、本発明の円柱状のトナー粒子は負帯電特性となる。

本発明の負帯電性トナーは、着色剤を含有した樹脂粒子表面に外添剤を被覆した負帯電性トナーであり、具体例として、当該外添剤が、（１）平均一次粒子径が異なる２種のシリカ粒子であって、一方の個数平均一次粒子径が５〜２０ｎｍ好ましくは７〜１６ｎｍであり、他方の個数平均一次粒子径が３０〜５０ｎｍ好ましくは３０〜４０ｎｍであるシリカ粒子、（２）チタン、スズ、ジルコニウムおよびアルミニウムから選ばれる少なくとも１種の金属の酸化物もしくは水酸化物を使用した湿式処理により表面改質され、疎水化処理された表面改質シリカ粒子、及び、（３）焔内加水分解法により得られ、疎水化処理された酸化アルミニウム−二酸化珪素複合酸化物粒子からなる。尚、上記外添剤の粒径は、電子顕微鏡によって観察して測定した個数平均粒径である。

上記（１）の疎水性シリカ粒子は、負帯電性、流動性付与を目的として添加されるもので、上記小粒径のシリカ粒子により、好ましい流動性と負帯電性を得ることができ、大粒径のシリカ粒子により、トナー母粒子中への外添剤粒子の埋め込みを防止できる。シリカ粒子のトナー母粒子に対する添加量は０．５〜３重量％、好ましくは０．５〜１．５重量％である。０．５重量％より少ない場合には流動性の付与に効果がなく、逆に３重量％を超えると、定着性の悪化をもたらすので好ましくない。また、個数平均一次粒子径が５〜２０ｎｍの小粒径のシリカ粒子と個数平均一次粒子径が３０〜５０ｎｍの大粒径のシリカ粒子の配合割合（重量比）の範囲は５：１〜１：５である。小粒径粒子が多過ぎると定着性の悪化をもたらし、少な過ぎると流動性の低下につながる。また、シリカ粒子の平均粒子径が５ｎｍよりも小さいと、トナー母粒子に埋没しやすくなり、また、負に帯電しやすくなるが、逆に、５０ｎｍを越えると、トナー母粒子の流動性付与効果が低下し、トナーを均一に負帯電させることが困難になる結果、逆帯電である正帯電したトナー量が増加する傾向となる。なお、（１）の疎水性シリカ粒子は、ケイ素のハロゲン化物等から乾式法で作製した粒子、およびケイ素化合物から液中で析出した湿式法によるもののいずれをも用いることができる。

また、上記（２）の表面改質シリカ粒子のトナー母粒子に対する添加量が０．００５〜０．５重量％、上記（３）の酸化アルミニウム−二酸化珪素複合酸化物粒子のトナー母粒子に対する添加量が０．００５〜０．５重量％であって、両者の合計添加量が０．０１〜１重量％であることが好ましい。そして、外添粒子の全体としての添加量はトナー母粒子に対して０．５１〜３．５重量％、好ましくは０．８〜３重量％の範囲である。０．５重量％より少ない場合には流動性付与、および過帯電防止に効果がなく、逆に３．５重量％を超えると、負帯電の電荷量が低下すると同時に正帯電のトナー量が増加し、カブリや逆転写トナー量が増加しフルカラー用として適さなくなる。なお、本発明の円柱形状トナーでは、従来の粉砕トナーに比べて、同等の効果を得るための外添剤量を低減できるので、定着性を低下させることがない。

本発明の負帯電性トナーは、着色剤を含有した樹脂粒子を、上記（１）のシリカ粒子により外添処理し、次いで、上記（２）の表面改質シリカ粒子と（３）の酸化アルミニウム−二酸化珪素複合酸化物粒子によりさらに外添処理して製造される。そして、上記（１）（２）（３）の各粒子を所定量含有させることによって、トナーの帯電性を高めるとともに逆帯電（正帯電）するトナー量を減少させ、トナーの帯電特性の安定化と転写効率の向上が可能となり、フルカラー用トナーとして適した負帯電性トナーを得ることができる。

なお、本発明においては、上記の外添剤の作用を損なわない範囲で、他の各種無機および有機のトナー用外添剤が併用可能である。例えば、正帯電シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、フッ化マグネシウム、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、炭化ジルコニウム、窒化ホウ素、窒化チタン、窒化ジルコニウム、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、マグネタイト、二硫化モリブデン、チタン酸ストロンチウム等のチタン酸金属塩、ケイ素金属塩、アクリル樹脂、スチレン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂微粒子が例示される。

また、外添剤として金属石けん粒子を添加してもよい。当該金属石けん粒子は、外添粒子の個数遊離率を低下させ、画像におけるカブリの発生を防止すると共に感光体表面の傷発生防止や転写効率の向上等に効果がある。金属石けん粒子としては、高級脂肪族の亜鉛、マグネシウム、カルシウム、アルミニウムから選ばれる金属塩であり、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸モノアルミニウム、ステアリン酸トリアルミニウム等が例示される。金属石けん粒子の平均粒子径は０．５〜２０μｍ、好ましくは０．８〜１０μｍである。金属石けん粒子の添加量は、トナー母粒子に対して０．０５〜０．５重量％、好ましくは０．１〜０．３重量％である。０．０５重量％よりも少ないと、滑剤としての機能およびバインダーとしての機能が不十分であり、逆に０．５重量％より多いとカブリが増大する傾向にある。また、金属石けん粒子の添加量は、上記した外添粒子に対して２〜１０重量％の添加割合とするのがよい。２重量％よりも少ない場合には、滑剤やバインダーとしての効果がなく、逆に１０重量％を超えると流動性の低下やカブリの増大につながるので好ましくない。

次に、トナー母粒子への各種外添剤および外添粒子の外添方法としては、トナー母粒子にまず前記２種類の疎水性シリカ粒子を外添処理し、必要により酸化物粒子を添加した後、金属石けん粒子を添加するのがよい。疎水性シリカ粒子の仕事関数（尚、測定方法は後述する）は５．０〜５．３ｅＶであり、また、トナー母粒子の仕事関数は５．３〜５．８ｅＶであるので、仕事関数の小さい物質（疎水性シリカ粒子）と大きい物質（トナー母粒子）が接触すると、この仕事関数差による電荷（電子）移動のため、疎水性シリカ粒子は正に帯電しトナー母粒子は負に帯電して負帯電性トナーとなり、仕事関数の小さい疎水性シリカ粒子はトナー母粒子表面に固着する。そして、後工程で添加される酸化物粒子は、そのシリカ成分を介してトナー母粒子表面のシリカ粒子、又はトナー母粒子表面に固着すると考えられる。

金属石けん粒子は、トナー母粒子表面のシリカ粒子、酸化物粒子近傍あるいはトナー母粒子表面に直接固着するが、トナー母粒子と金属石けん粒子の仕事関数を略同一（絶対値差が０．１５ｅＶ以内）とすることにより、（１）無機外添粒子の作用効果である流動性付与、帯電性付与といった特性を阻害することがなく、トナー母粒子の流動性や帯電性の維持が可能となり、また、（２）外添粒子における電荷移動を阻害しないので、外添粒子の個数遊離率をより低下させてカブリの発生をより防止することができ、また、（３）金属石けん粒子のトナー母粒子に対する付着性を弱くすることができるので、トナー粒子から感光体表面に金属石けん粒子を移行させやすくして、クリーニング時における感光体表面の傷発生をより防止することができ、転写効率の向上にもより寄与することができる。

上記仕事関数は表面分析装置（理研計器製ＡＣ−２、低エネルギー電子計数方式）により測定する。該装置において、重水素ランプを照射光量５００ｎＷに設定し、分光器により単色光を選択し、照射面積を４ｍｍ角とし、エネルギー走査範囲３．４〜６．２ｅＶ、測定時間１０ｓｅｃ／１箇所で試料を照射し、試料表面から放出される光電子を検出して仕事関数を求めた。繰り返し測定精度は０．０２ｅＶ（標準偏差）である。尚、データ再現性を確保するための環境として、使用温湿度２５℃、５５％ＲＨの条件下で２４時間放置品を測定試料とする。また、トナー母粒子、外添粒子、金属石けん粒子、トナー粒子等の試料はトナー専用測定セルを用いて測定した。

上記外添粒子は、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、高級脂肪酸、シリコーンオイル等で疎水化処理して使用することが好ましい。疎水化率としては４０％以上、好ましくは５０％以上である。疎水化剤としては、例えば、ジメチルジクロルシラン、オクチルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、シリコーンオイル、オクチル−トリクロルシラン、デシル−トリクロルシラン、ノニル−トリクロルシラン、（４−ｉｓｏ−プロピルフェニル）−トリクロルシラン、（４−ｔ−ブチルフェニル）−トリクロルシラン、ジペンチル−ジクロルシラン、ジヘキシル−ジクロルシラン、ジオクチル−ジクロルシラン、ジノニル−ジクロルシラン、ジデシル−ジクロルシラン、ジドデシル−ジクロルシラン、（４−ｔ−ブチルフェニル）−オクチル−ジクロルシラン、ジデセニル−ジクロルシラン、ジノネニル−ジクロルシラン、ジ−２−エチルヘキシル−ジクロルシラン、ジ−３，３−ジメチルペンチル−ジクロルシラン、トリヘキシル−クロルシラン、トリオクチル−クロルシラン、トリデシル−クロルシラン、ジオクチル−メチル−クロルシラン、オクチル−ジメチル−クロルシラン、（４−ｉｓｏ−プロピルフェニル）−ジエチル−クロルシラン等が例示される。また、カップリング処理した後でシリコーンオイル等で処理し、更に疎水性を高めても良い。

以上のようにして得られる負帯電トナーの仕事関数は、５．３〜５．９ｅＶ、好ましくは５．４〜５．８５ｅＶ程度となる。なお、負帯電トナーの仕事関数を感光体表面の仕事関数よりも大きくすることにより、カブリをより低減させ、転写効率をより向上させることができる。また、後述の現像機におけるトナー規制部材による現像ローラへのトナーの薄層規制に際して、負帯電トナーにおける帯電量が非常に高くなる「過帯電」の現象が生じることがあるが、負帯電トナーの仕事関数を感光体表面の仕事関数よりも小さくすれば、その過帯電の現象を抑制することができる。

さらに、転写効率の向上、およびクリーニング性向上のためにトナー粒子を球形化（角取り）処理してもよい。本発明の負帯電トナーにおいては、円形度は０．８７〜０．９８、好ましくは０．８７〜０．９６の範囲に調節される。円柱形状であってかつ円形度を上記範囲（０．８７〜０．９８）とすることにより転写効率を向上させることができる。また、クリーニング性に問題を生じないようにするには、円形度は０．９６未満、好ましくは０．９４未満とする。尚、クリーニングはクリーニングブレードのみ、もしくはブラシクリーニングを併用する。球形化の方法は、具体的には、前記粉砕処理において、比較的丸い球状に粉砕可能な装置、例えば機械式粉砕機として知られるクリプトロン（川崎重工業製）や、イノマイザやファカルティを使用すれば、円形度（球状化係数）を０．９３まで高めることができ、また、粉砕したトナーを熱風球形化装置（日本ニューマチック工業製）を使用すれば円形度を１．００まで高めることができる。

トナー粒子の個数平均粒径は９μｍ以下が好ましく、８μｍ〜４μｍの範囲がより好ましい。９μｍよりも大きなトナー粒子では、１２００ｄｐｉ以上の高解像度で潜像を形成しても、解像度の再現性が悪く、また４μｍ以下になると、トナーによる隠蔽性が低下するとともに、流動性を高めるための外添剤の使用量が増大し、その結果、定着性能が低下する傾向があるので好ましくない。なお、上記トナー粒子やトナー母粒子の平均粒径と円形度は、前記粒子像分析測定（例えば、シスメックス社製ＦＰＩＡ２０００）で測定した個数平均粒径の値である。また、外添粒子における平均粒径は電子顕微鏡法により測定した値である。

本発明の円柱状のトナー粒子１は、ポリエステル系、ポリオール系、スチレンアクリル系、エポキシ系、ポリカーボネート系、ポリウレタン系、及びポリオレフィン系の各樹脂のうちの少なくとも１つを結着樹脂（バインダ樹脂）成分として含有することが望ましい。その他、トナー用樹脂として使用されている各種合成樹脂が使用可能である。以下樹脂名を列挙する。ポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、クロロポリスチレン、スチレン−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−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ビニツメチルエーテル共重合体等のスチレン系樹脂でスチレン又はスチレン置換体を含む単重合体又は共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン樹脂、フェニール樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂等が単独又は複合して使用できる。本発明においては、特に、スチレン−アクリル酸エステル系樹脂、スチレン−メタクリル酸エステル系樹脂、ポリエステル樹脂が好ましい。また、ガラス転移温度が５０〜７５℃、フロー温度が１００〜１５０℃の範囲のバインダ樹脂が好ましい。

本発明の円柱状のトナー粒子１は、特に、フルカラー用のトナーとして好適に使用することができる。着色剤としては、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック等の染料および顔料を単独あるいは複合化したトナー用着色剤が使用可能であり、これにより少なくとも４色のトナーが得られる。例えば、ブラック（Ｋ）用着色剤としては、カーボンブラック、ランプブラック、マグネタイト、チタンブラック等が例示される。イエロー（Ｙ）用着色剤としては、クロムイエロー、ハンザイイエローＧ、キノリンイエロー、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１８０、Ｃ．Ｉ．ソルベント・イエロー１６２、ベンジジンイエロー等が例示される。また、マゼンタ（Ｍ）用着色剤としては、キナクリドン、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１８４、ローダミン６Ｇ等が例示される。また、シアン（Ｃ）用着色剤としては、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、カルコオイルブルー、ローズベンガル、マラカイトグリーンレーキ、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３等が例示される。

離型剤としては、トナー用離型剤が使用可能である。例えばパラフィンワックス、マイクロワックス、マイクロクリスタリンワックス、キャデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、モンタンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、酸化型ポリエチレンワックス、酸化型ポリプロピレンワックス等が挙げられる。中でもポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、カルナウバワックス、ライスワックス等が好ましい。さらに、本発明の円柱状のトナー粒子１は、ＤＳＣ（差走査熱量計）で測定した吸熱ピークが７０〜１１０℃の範囲にあるワックスを含有することが望ましい。

その他に、荷電調整剤として、トナー用荷電調整剤が使用可能である。例えば、オイルブラック、オイルブラックＢＹ、ボントロンＳ−２２およびＳ−３４（オリエント化学工業製）、サリチル酸金属錯体Ｅ−８１、Ｅ−８４（オリエント化学工業製）チオインジゴ系顔料、銅フタロシアニンのスルホニルアミン誘導体、スピロンブラックＴＲＨ（保土ヶ谷化学工業製）、カリックスアレン系化合物、有機ホウ素化合物、含フッ素４級アンモニウム塩系化合物、モノアゾ金属錯体、芳香族ヒドロキシルカルボン酸系錯体、芳香族ジカルボン酸系錯体、多糖類等が挙げられる。中でもカラートナー用には無色ないし白色のものが好ましい。

本発明のトナーの各成分の比は、バインダ樹脂１００重量部に対し、着色剤は０．５〜１５重量部、好ましくは１〜１０重量部であり、また、離型剤は１〜１０重量部、好ましくは２．５〜８重量部であり、また、荷電調整剤は０．１〜７重量部、好ましくは０．５〜５重量部である。

図１０に、本発明の製法による円柱トナー粒子（ポリエステル樹脂ベース、体積平均径６．７μｍ）に対して、流動性改善等を目的とした前記２種のシリカ粒子（個数平均一次粒子径：公称３０ｎｍと１２ｎｍ）を外添した例のＳＥＭ写真を示す。外添操作には前記粒子複合化装置（ホソカワミクロン（株）製メカノフュージョンシステムＡＭＳ−Ｌａｂ）を用いた。写真より、円柱側面、破断面ともシリカ粒子に均一に覆われている様子が観察できる。また、表面全体がいびつな形状の粉砕トナー粒子に比較して、本発明の円柱トナー粒子の外添操作におけるハンドリング性は容易であった。

下記の表１に、前記２種のシリカ粒子（個数平均一次粒子径：公称３０ｎｍと１２ｎｍの２種）を外添した本発明の製法による円柱トナー粒子（ポリエステル樹脂ベース、ワックス１２ｗｔ％含有）と、市販の粉砕トナー粒子との安息角他の特性比較結果の一例を示す。本発明の製法による円柱トナー粒子のハンドリング性は、市販の粉砕トナー粒子と遜色ない特性であることが示される。尚、体積平均径はベックマン・コールター社製コールターマルチサイザにより測定し、その他の特性はホソカワミクロン（株）製パウダテスタＰＴ−Ｒにより測定した。

次に、本発明の円柱トナー粒子の帯電特性について説明する。トナーの帯電量は電子写真プロセスで記録品質を支配する重要な量である。帯電量の評価には、個々のトナー粒子の粒子径と帯電量を測定できるＥ−ＳＰＡＲＴ法（ホソカワミクロン（株）製イースパートアナライザ）を用いた。本発明の円柱トナー粒子（体積平均径７μｍ、シリカ外添処理済み）の帯電量は、おおよそマイナス２０〜３０μＣ／ｇ前後であり、図１１に示すように、逆帯電のない良好な値を示した。

さらに、イースパートアナライザによる個々のトナー粒子の粒子径と帯電量の測定値を用い、「Ｓｕｒｆａｃｅ ｓｔａｔｅ ｔｈｅｏｒｙ」より導かれるトナー粒子の帯電モデルに基づいて、本発明の円柱トナー粒子の帯電特性を評価した。
Ｓｕｒｆａｃｅ ｓｔａｔｅ ｔｈｅｏｒｙによれば、下式に示すように、粒子直径ｄのトナー粒子群について、トナー粒子の比帯電量の逆数であるＭ／Ｑは、キャリアに対するトナーの重量比Ｃｔ（ｗｔ％）に対して直線的な関係にある。ここで、Ｍは粒子質量、Ｑは帯電量、Ｃ１，Ｃ２は定数である。一般的には、Ｃｔの増大に伴い、トナー粒子とキャリアの接触確率が減少するため、Ｍ／ＱはＣｔの増大とともに大きくなる。また、トナー粒子の粒子径ｄが大きくなるほど、立体障害によりキャリアの接触確率が減少するため、Ｍ／Ｑは粒子径ｄの増大とともに大きくなる。

図１２に、本発明の円柱トナー粒子の上記Ｍ／Ｑ帯電特性のグラフを示し、図１３に、粉砕トナー粒子のＭ／Ｑ帯電特性のグラフを示す。尚、この粉砕トナー粒子は外添剤処方を含めて本発明の円柱トナー粒子と同一処方である。本発明の円柱トナー粒子は粉砕トナー粒子と同様な傾向を示すが、本発明の円柱トナー粒子では、低濃度域（Ｃｔ小）に比して高濃度域（Ｃｔ大）でのＭ／Ｑの差異が大きく、特に大粒子径において濃度Ｃｔに対するＭ／Ｑの傾きが大きくなる傾向が見える。
上記傾向から、本発明の円柱トナー粒子は、近年普及が進んでいるカラープリンタへの採用が多い一成分現像用のトナーに、より適した帯電特性を有すると考える。

以上、円柱状トナー粒子について説明してきたが、円柱以外の各種の柱形状のトナーとして、断面が多角形の角柱、断面が楕円の楕円柱、断面が変形した円形の変形円柱形状などがあげられる。これらの円柱以外の柱状トナー粒子の場合、断面直径Ｄは、例えば、当該円柱以外の柱状トナー粒子の断面積と同じ面積の円に変換したときの円換算直径で規定することができる。ただし円換算直径に限るものではなく、例えば４角柱の例で、対角線の長さや辺の長さに所定の係数をかけたものを断面直径Ｄとしてもよい。そして、前記円柱状トナー粒子の場合と同様に、円柱以外の柱形状の断面直径Ｄに対する柱長さＬの比が１〜３の範囲にある粒子が個数基準で全体の７０％以上を占める特性が好ましく、また、当該柱形状の断面直径Ｄに対する柱長さＬの比の最頻値が１．５〜２の範囲にある特性が好ましく、また、柱形状の断面直径Ｄに対する柱長さＬの比の平均値が１．３３〜２の範囲にある特性が好ましく、また、当該柱形状において、柱側面視での粒子周囲長ＲＳに対する包絡周囲長ＲＨの比を断面直径Ｄに対する柱長さＬの比で割った値〔ＲＨ／ＲＳ〕／〔Ｌ／Ｄ〕の平均が０．５〜０．７５の範囲にある特性が好ましい。さらに、当該柱形状の断面直径Ｄが２μｍ以上であることが好ましい。

〔画像形成装置〕
次に本発明の円柱状トナー粒子を用いる画像形成装置の具体例について説明する。
本画像形成装置は、感光体上に形成されたトナー画像を記録媒体上に転写する中間転写媒体を有するフルカラー画像形成装置である。該トナー画像が着色剤を含有した樹脂粒子表面に外添剤を含有させた前述の負帯電性トナーからなり、感光体は負帯電特性の有機半導体であり、中間転写媒体はベルトに形成されている。感光体と現像装置を一体化（プロセスカートリッジ）し、本体に取り外し自在に支持させている。感光体と中間転写媒体の周速度の比は０．９５〜１．０５の範囲に設定するのが好ましい。定着方式は例えば熱ローラ方式である。

図１４に、本発明の円柱状トナー粒子を用いた画像形成装置の一例における感光体と現像機の部分を示す。以下説明する。
感光体２５は直径２４〜８６ｍｍで表面周速６０〜３００ｍｍ／ｓｅｃで回転する有機感光体ドラムであり、コロナ帯電器２６により感光体表面が均一に負帯電された後、露光器２７によって記録すべき情報に応じた露光が行われ静電潜像が形成される。現像器２８は一成分現像装置であり、感光体２５上に一成分非磁性トナーＴを供給することにより静電潜像を反転現像し可視像化する。現像器２８には一成分非磁性トナーＴが収納されており、図示の如く反時計方向に回転するトナー供給ローラ２９によりトナーを現像ローラ３０に供給する。現像ローラ３０は反時計方向に回転し、トナー供給ローラ２９より供給されたトナーＴを表面に保持した状態で感光体２５との接触部位に搬送し、感光体２５上の静電潜像を可視像化する。

現像ローラ３０は例えば直径１６〜２４ｍｍで、金属製管にメッキやブラスト処理したローラ、あるいは中心軸周面にブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム等からなる体積抵抗値１０^４〜１０^８Ω・ｃｍ、硬度４０〜７０°（アスカーＡ硬度）の導電性弾性体層が形成されたもので、管の軸等を介して図示しない電源より現像バイアス電圧が印加される。また、現像ローラ３０、トナー供給ローラ２９、トナー規制ブレード３１からなる現像器２８は、図示しないばね等の付勢手段により感光体２５に押圧力１９．６〜９８．１Ｎ／ｍ、好ましくは２４．５〜６８．６Ｎ／ｍで、ニップが幅１〜３ｍｍとなるように圧接するとよい。

トナー規制ブレード３１としては、ステンレス、リン青銅、ゴム板、金属薄板にゴムチップを貼り合わせたもの等が使用されるが、現像ローラ３０に対して図示しないばね等の付勢手段により、あるいは弾性体としての反発力を利用して線圧２４５〜４９０ｍＮ／ｃｍで押圧され、現像ローラ３０上のトナー層厚を２層以上とするのがよい。

接触現像方式にあっては、感光体の暗電位として−５００〜−７００Ｖ、明電位として−５０〜−１５０Ｖ、現像バイアス電圧として−１００〜−４００Ｖとし、現像ローラ３０とトナー供給ローラ２９は同電位にするのが良い。また接触現像方式にあっては、反時計方向に回転する現像ローラ３０の周速を、時計方向に回転する感光体ドラム２５に対して１．２〜２．５、好ましくは１．５〜２．０の周速比とすることにより、小粒径のトナー粒子であっても、有機感光体との接触摩擦帯電を確実にできる。

なお、上記トナー規制ブレード３１、現像ローラ３０それぞれの各仕事関数と、トナーＴの仕事関数の関係に特別の制限はないが、好ましくはトナー規制ブレード３１、現像ローラ３０の仕事関数をトナーＴの仕事関数より小さくして、規制ブレード３１に接触するトナーＴを負に帯電させておくことにより、より均一な負帯電トナーにできる。また、規制ブレード３１に電圧を印加して規制ブレード３１に接触するトナーＴへ電荷注入してトナー帯電量を制御しても良い。

次に、中間転写媒体３２について説明する。図１４において中間転写媒体３２は感光体２５とバックアップローラ３３の間に送られ、電圧が印加されることにより、感光体２５上の可視像が中間転写媒体３２上に転写され、中間転写媒体３２上にトナー画像が形成される。一方感光体２５上に残留するトナーは、クリーニングブレード３４により除去され、感光体２５上の静電荷は図示しない消去ランプにより消去され、感光体２５は再び帯電からの処理を繰り返す。なお、本発明にあっては逆帯電（正帯電）トナーを抑制できるので、感光体２５上に残留するトナー量が少なくなり、回収したクリーニングトナーを入れる回収容器も小さくできる。

中間転写媒体３２は、転写ベルトまたは転写ドラムとすることができる。
その場合、ベルトまたはドラムの導電性層に、感光体２５からトナー像を転写するための一次転写電圧として＋２５０〜＋６００Ｖの電圧が印加され、また、紙等の最終転写材への二次転写では、二次転写電圧として−４００〜−２８００Ｖの電圧が印加される。

上記転写ベルトは、合成樹脂製の基体からなるフィルムやシート上に転写層を設けたものや、弾性体の基層上に表層の転写層を設けた構造のものである。転写ドラムについては、感光体が剛性のあるドラム例えばアルミニウム製のドラム上に有機感光体を設けた場合には、アルミニウム等の剛性のあるドラム基体上に弾性の表層である転写層を設けた構造にすることができる。また、感光体の支持体がベルト状あるいはゴム等の弾性支持体上に感光層を設けた弾性感光体の場合には、アルミニウム等の剛性のあるドラム基体上に直接または導電性中間層を介して転写層を設けた構造にすることができる。上記ベルトあるいはドラムの基体は、導電性あるいは絶縁性基体が使用できる。

転写ベルトの場合には、基体は、体積抵抗１０^４〜１０^１２Ω・ｃｍ、好ましくは１０^６〜１０^１１Ω・ｃｍの範囲がよい。転写ベルト用のフィルムやシートに適する材質と作製方法について説明すると、変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、ポリカーボネート、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに、導電性カーボンブラック、導電性酸化チタン、導電性酸化スズ、導電性シリカ等の導電材料を分散した厚さ５０〜５００μｍの半導電性フィルム基体を押し出し、あるいは成形によりシームレス基体に形成し、その外側にさらに表面エネルギーを下げ、トナーのフィルミングを防止する表面保護層として厚さ５〜５０μｍのフッ素樹脂被覆を行ったシームレスベルトである。表面保護層の形成方法としては、浸漬コーティング法、リングコーティング法、スプレーコーティング法等を用いることができる。なお、転写ベルトの両側端部には亀裂や伸び、および蛇行防止のために、膜厚８０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム等のテープやウレタンゴム等のリブを貼り付けて使用する。

フィルムやシートで基体を作製する場合には、端面を超音波溶着することで、ベルトを作製することができる。具体的には、シートまたはフィルム上に導電性層並びに表面層を設けてから、超音波溶着を行うことにより所望の物性を有する転写ベルトを作製できる。より具体的には基体に厚さ６０〜１５０μｍのポリエチレンテレフタレートからなる絶縁性基体を用いた場合には、表面にアルミニウム等を蒸着し、あるいはカーボンブラック等の導電材料と樹脂からなる中間導電性層を塗工し、その上にそれより高い表面抵抗を有するウレタン樹脂、フッ素樹脂、導電性材料からなる半導電性表面層を設けて転写ベルトとすることができる。塗工後の乾燥時に熱をそれほど必要とせずに上記抵抗層（表面層）を設けることができる場合は、先にアルミニウム蒸着フィルムを超音波溶着させてから上記抵抗層（表面層）を設け、転写ベルト作製することも可能である。

転写ベルト用のゴム等の弾性基体に適する材質と作製方法について説明すると、シリコゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）等に上記カーボンブラック等の導電材料を分散した厚さ０．８〜２．０ｍｍの半導電性ゴムベルトを押し出し成形で作成後、表面をサンドペーパーやポリシャー等の研磨材により所望の表面粗さに仕上げる。この弾性ゴムベルトをそのまま用いても良いが、さらに上記と同様に、ウレタン樹脂等の半導電性の表面保護層を設けてもよい。

転写ドラムの場合には、基体は体積抵抗１０^４〜１０^１２Ω・ｃｍ、好ましくは１０^７〜１０^１１Ω・ｃｍの範囲がよい。転写ドラムはアルミニウム等の金属円筒上に必要により弾性体の導電性中間層を設けて導電性弾性基体とし、さらにその上に表面エネルギーを下げトナーのフィルミングを防止する表面保護層として半導電性の厚さ５〜５０μｍの例えばフッ素樹脂被覆を形成して作製する。

上記導電性弾性基体は、例えば、シリコンゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エピクロロヒドリンゴム、フッ素ゴム等のゴム材料に、カーボンブラック、導電性酸化チタン、導電性酸化スズ、導電性シリカ等の導電材料を配合、混練、分散した導電性ゴム素材を、直径が９０〜１８０ｍｍのアルミニウム円筒に密着成形して、研磨後の厚さが０．８〜６ｍｍで体積抵抗が１０^４〜１０^１０Ω・ｃｍの導電性弾性基体に形成する。次いでウレタン樹脂、フッ素樹脂、導電材料、フッ素系樹脂微粒子からなる半導電性の表面層を膜厚約１５〜４０μｍ設けて、所望の体積抵抗が１０^７〜１０^１１Ω・ｃｍを有する転写ドラムとする。このときの表面粗さは１μｍ（Ｒａ）以下が好ましい。さらに、別の例として、上記作製した導電性弾性基体の上にフッ素樹脂等の半導電性のチューブを被せて加熱により収縮させ、所望の表面層と体積抵抗を有する転写ドラムを作製することも可能である。

以上接触現像方式の現像器２８について説明してきたが、現像ローラ３０と感光体２５を離間対抗させた非接触現像方式でもよい。なお、非接触現像方式の現像器は図示しないが、接触現像方式の現像器２８において現像ローラ３０と感光体２５を現像ギャップによって離間対抗させた以外は同一の構造である。現像ギャップとしては１００〜３５０μｍの範囲に設定する。また、直流の現像バイアスを−２００〜−５００Ｖとし、これに周波数１．５〜３．５ｋＨｚ、Ｐ−Ｐ電圧１０００〜１８００Ｖの交流電圧を重畳する。また、非接触現像方式にあっては、反時計方向に回転する現像ローラ３０の周速を、時計方向に回転する感光体ドラム２５に対して１．０〜２．５、好ましくは１．２〜２．２の周速比とするのがよい。

現像ローラ３０は反時計方向に回転し、トナー供給ローラ２９により供給されたトナーを表面に吸着した状態で感光体２５との対向部にトナーＴを搬送するが、感光体２５と現像ローラ３０の対向部において、交流電圧を重畳した現像バイアスを印加することにより、トナーＴは現像ローラ３０表面と感光体２５表面の間で振動しながら移動し現像される。ここで、交流電圧の印加により、現像ローラ３０表面と感光体２５表面の間でトナーＴが振動する間にトナー粒子Ｔが感光体２５と接触して小粒径の正帯電トナーを負に帯電させることができ、カブリを減少させることができると考えられる。

また、中間転写媒体３２は、可視像化された感光体２５とバックアップローラ３３の間に送られるが、バックアップローラ３３による感光体２５への押圧力を、接触現像方式に比して３割程度高くして、２４．５〜５８．８Ｎ／ｍ、好ましくは３４．３〜４９Ｎ／ｍとするのがよい。これにより、トナー粒子Ｔと感光体２５との接触を確実なものとし、トナー粒子をより負帯電化して転写効率を向上できる。

なお、非接触現像方式において以上述べた以外の事項は、前述の接触現像方式の場合と同様である。

そして、上記の現像器に対して、イエローＹ、シアンＣ、マゼンタＭ、ブラックＫからなる４色のトナー（現像剤）をそれぞれ収容した４台の現像器を用意し、これら４色の現像器と感光体とを組み合わせて、フルカラー画像を形成できる画像形成装置が構成される。図１５に、本発明の負帯電トナーが使用される画像形成装置の一例として、４サイクル方式のフルカラープリンターの全体構成を示す

図１５において、１００は感光体ユニットが組み込まれた感光体カートリッジであり、感光体１１０と現像器１２０が個別に装着可能である。図示の矢印方向（時計方向）に回転駆動される感光体１１０の周りに、回転方向に沿って帯電ローラ１３０、４色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）の各現像器１２０（Ｙ），１２０（Ｃ），１２０（Ｍ），１２０（Ｋ）、中間転写装置１４０、およびクリーニング手段（ブレード）１５０が配置される。

上記帯電ローラ１３０は感光体１１０の外周面に当接して外周面を一様に帯電させる。一様に帯電した感光体１１０の外周面には露光ユニット１６０によって所望の画像に応じた露光がなされ、感光体１１０上に静電潜像が形成される。

４色の各現像器１２０はそれぞれ揺動可能に構成されて、選択的に１つの現像器１２０の現像ローラ１２１のみが感光体１１０に圧接される。各現像器１２０は各色の負帯電トナーを現像ローラ１２１上に保持し、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのいずれかの色のトナーを感光体１１０上の静電潜像に付与して現像する。現像されたトナー像は、中間転写装置１４０の転写ベルト１４１上に転写される。転写されずに感光体１１０上に残ったトナーはクリーニング手段（ブレード）１５０で掻き落とされて回収される。

中間転写装置１４０は、駆動ローラ１４２と、４個の従動ローラ１４３ａ，１４３ｂ，１４３ｃ，１４３ｄと、各ローラ１４２，１４３ａ〜１４３ｄの周りに張架された無端状の転写ベルト１４１とを有している。駆動ローラ１４２は感光体１１０とほぼ同一の周速で図示の矢印方向（反時計方向）に回転駆動され、転写ベルト１４１は感光体１１０とほぼ同一の周速で循環駆動される。そして、循環方向に沿って順次位置する１個の従動ローラ１４３ｂと駆動ローラ１４２との間において、転写ベルト１４１が自身の張力によって感光体１１０に圧接されて一次転写部が形成されている。

図示しない電極ローラを介して転写ベルト１４１の導電性層に一次転写電圧が印加される。従動ローラ１４３ａは転写ベルト１４１を張り方向に付勢するテンションローラである。従動ローラ１４３ｄは二次転写部を形成するバックアップローラであり、このバックアップローラ１４３ｄには転写ベルト１４１を挟んで二次転写ローラ１４４が対向配置されている。二次転写ローラ１４４には二次転写電圧が印加され、転写ベルト１４１との間隔が調整可能に構成されている。従動ローラ１４３ｃはベルトクリーナ１４５のためのバックアップローラである。

転写ベルト１４１は、既に説明したように合成樹脂等の絶縁性基体の上に形成された導電層と、この導電層上に形成されて感光体１１０に圧接される抵抗層を有する複合ベルトで構成されている。さらに、ベルト側端部において抵抗層が帯状に除去されて導電層が露出し、この帯状の露出部に電極ローラが接触することで、転写ベルト１４１の導電層に一次転写電圧が印加される。

転写ベルト１４１が循環駆動する過程で、一次転写部において感光体１１０上のトナー像が転写ベルト１４１上に転写され、次に、転写ベルト１４１上に転写されたトナー像が二次転写部において、二次転写ローラ１４４との間に供給される用紙等の記録シートＳに転写される。記録シートＳは給紙装置１４６から発給され、所定のタイミングで二次転写部に供給される。記録シートＳ上のトナー像は熱ローラ式の定着装置１４７で定着された後、シートＳは排紙経路１４８を通って装置上部のシート受け部１４９に排出される。

以上のように構成した画像形成装置において、第１色目として、イエローのトナー像を感光体１１０上に形成して転写ベルト１４１上に転写し、以下順次、第２色（シアン）、第３色（マゼンタ）、第４色（ブラック）の各トナー像を同様に感光体１１０上に形成して、転写ベルト１４１上において重ね合わせて転写して、フルカラー４色のトナー像を形成する。つぎに、この転写ベルト１４１上の４色のトナー像を二次転写部においてシートＳ上に転写し、前述のようにシートＳ上のトナー像を定着して排出させる。

次に、本発明に係る円柱状トナー粒子の実施例について説明する。

本発明の方法により円柱状トナーＹを作製し、比較用として、処方が円柱状トナーＹと同じ粉砕トナーＸを粉砕法により作製した。
〔円柱状トナーＹ〕
原料として、ポリエステル樹脂（Tg64℃、流出開始点119℃）100部、カーボンブラック10部、サリチル酸亜鉛塩３部、カルナウバワックス（融点83℃）５部を予備混合装置７（サイクロミックス、ホソカワミクロン製）でプレ混合した後、図８の二軸型エクストルーダー１０へ供給した。混合品はエクストルーダー１０で溶融混練し、さらに次工程へ溶融状態で150℃で押出・供給した。溶融品は引き続き静止型ミキサー２での混合を経て、ギアポンプ５で圧力調整の後（ギアポンポンプ後段で約4.2MPa）、流路構造体３の流路３Ａを通流し、穴径300μmのノズル６から押出しつつ熱風により線径5.0μmとなるよう延伸し、微粒子前駆体繊維を得た。このときの繊維の生成速度は、押し出し量と繊維径から逆算して約40ｍ／秒であった。
前記微粒子前駆体繊維を、分級機内蔵型粉砕機ＡＣＭパルベライザ（ホソカワミクロン製）で粉砕し、別途の微粉除去・粗粉除去を行うことなく体積平均径6.1μm、個数平均径5.3μm、体積基準における12μm以上の粒子の割合が1.3％、16μm以上の粒子の割合が0％、個数基準による5μm未満の粒子の割合が12.4％の円柱状トナーＹを得た。

〔粉砕トナーＸ〕
原料として、ポリエステル樹脂（Tg64℃、流出開始点119℃）100部、カーボンブラック10部、サリチル酸亜鉛塩３部、カルナウバワックス（融点83℃）９部をヘンシェル型ミキサーでプレ混合した後、二軸型エクストルーダーで混練し、冷却後、フェザーミル（ホソカワミクロン製）で粗砕した後、カウンタージェットミルAFG（ホソカワミクロン製）で微粉砕、さらにトナーセパレーターTTSP（ホソカワミクロン製）で分級し、体積平均径6.2μm、個数平均径5.2μm、体積基準における12μm以上の粒子の割合が1.2％、16μm以上の粒子の割合が0％、個数基準による5μm未満の粒子の割合が12.2％の粒子Ｘを得た。

上記のようにして作製した円柱状トナーＹと粉砕トナーＸに対して、ヘキサメチルジシラザン処理した疎水性シリカ微粒子（ＢＥＴ比表面積が３００ｍ^２／ｇ、粒径７ｎｍ）を０．１重量％添加混合した後、得られたシリカ微粒子被覆トナーに対して、下記の表３の各外添剤を０．２重量％添加混合し、番号１〜６の６種類のトナーを作製した。なお、表３中の疎水性シリカの疎水化剤はヘキサメチルジシラザンであり、疎水性酸化チタンの疎水化剤はｎ−ブチルトリメトキシシランである。

そして、上記円柱状トナーＹと粉砕トナーＸについて、円柱状トナーＹの場合は円柱断面直径Ｄに対する円柱長さＬの比、粉砕トナーＸの場合は短径に対する長径の比（以下、アスペクト比という）を測定した結果を下記表２に示す。円柱状トナーＹでは、アスペクト比が1.33〜2の範囲にあり、粉砕トナーＸでは、円柱状トナーＹに比べてアスペクト比が小さいことを確認した。

なお、ケミカルトナーでは、一般的に粉砕トナーよりもアスペクト比が小さく、乳化重合法によるケミカルトナー粒子の一例では、アスペクト比が例えば1.05〜1.25の範囲であった。

次に、上記各種外添剤の各トナー母粒子からの個数遊離率（％）を、パーティクルアナライザー（横河電機（株）製ＰＴ１０００）を用いて測定し、その結果も表３に示す。ここで、個数遊離率の値は、パーティクルアナライザーによる測定元素の検出個数から、個数遊離率（％）＝（遊離添加剤の検出数／添加剤の全検出数）×１００の定義式により計算して求める。

表３から明らかなように、トナー母粒子からの外添剤の個数遊離率において、円柱トナー（番号４〜６）は、粉砕トナー（番号１〜３）と比較すると、Ｓｉ遊離率を低く抑えることができる。また、アルミナ添加トナーで比較すると、Ｓｉ遊離率、Ａｌ遊離率共に円柱トナー（番号５）は粉砕トナー（番号２）のほぼ半分であり、チタニア添加トナーで比較しても、Ｓｉ遊離率、Ｔｌ遊離率共に円柱トナー（番号６）は粉砕トナー（番号３）のおおよそ半分であった。従って、円柱状トナーの方が、外添剤のＳｉ，Ａｌ，Ｔｉの個数遊離率が低く、表面改質用粒子である外添剤を強く捉えていることがわかる。

実施例１と同様に作製した処方が同じ粉砕トナーＸと円柱状トナーＹに対して、ヘキサメチルジシラザン処理した疎水性シリカ微粒子Ｓ（平均一次粒子径約７ｎｍ）０．８重量％と、ヘキサメチルジシラザン処理した疎水性シリカ微粒子Ｌ（平均一次粒子径約４０ｎｍ）０．８重量％とを添加混合した後、得られたシリカ微粒子被覆トナーに対して、アルミナ、チタニアおよびステアリン酸マグネシウムＳｔＭｇ（関東化学（株）製、仕事関数５．５７ｅＶ）を表４のように添加（添加量の単位は重量％）したトナーについて作像特性と帯電特性を調べた。

作像試験は、前述の有機感光体、現像ローラ、規制ブレード、転写ベルト等を装着した４サイクルカラープリンタ（図１４、図１５参照）を用い、有機感光体の周速を１８０ｍｍ／ｓｅｃ、現像ローラの周速は感光体に対して周速比１．３とし、有機感光体と中間転写ベルトとの周速差を転写ベルトが３％速くなるように設定している。周速差が３％以上になると、転写画像にちりの発生を確認しているため３％を上限とした。また、規制ブレードの規制条件を現像ローラ上のトナー搬送量が０．３８ｍｇ／ｃｍ^２前後になるように調整した。また作像条件は、現像ギャップを２１０μｍに設定した非接触現像方式（暗電位：―６００Ｖ、明電位：―８０Ｖ、ＤＣ現像バイアス：−２００Ｖ、ＡＣバイアス：１．４ｋＶ、交流周波数２．５ｋＨｚ）で、シアン現像器にトナーＸａ，Ｙａをセットした。

作像は、ベタ印字と５％原稿印字で評価した。表５に、作像時のベタ画像濃度、有機感光体上のカブリ濃度と感光体上に転写した逆転写トナーの濃度値を示す。ベタ濃度値は、ベタ画像を印字し、定着後の画像濃度は反射濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製Ｘ−Ｒｉｔｅ４０４）を使用して測定した。有機感光体上の非画像部のカブリ濃度はテープ転写法で求めた。また、ベタ画像を形成した後に感光体上に戻る所謂「逆転写トナー」濃度も同様にテープ転写法で求めた。ここで、上記テープ転写法とは、感光体上のトナーに粘着テープ（住友３Ｍ製メンディングテープ８０１−１−１８）を貼り付け、次いで感光体上から剥がした粘着テープを白紙上に貼り付けて、テープの上から上記反射濃度計で測った濃度値から、トナーを転写せずに粘着テープのみを貼り付けた部分の濃度の測定値を差し引いて反射濃度を求める方法である。

帯電特性は、現像ローラ上のトナーの帯電量をホソカワミクロン（株）製の帯電量分布測定器（Ｅ−ＳＰＡＲＴアナライザＥＳＴ−３型）で測定し、表６にその結果を示す。

表５、表６から、本発明の円柱トナーＹは、粉砕トナーＸに比べて、正帯電トナー量が少なく所望の負帯電特性が得られ、また、画質の向上（カブリ、逆転写トナーの防止）でも優れていることがわかる。また、表４〜表６中の例えばＹｂ，ＹｃとＸａの比較から、従来の使用量以下で同等以上の効果をえることができ、外添剤の使用量が少なくできると思われるので、定着性を向上させることができる。なお、トナーＸｂ，Ｙｂにおいてチタニアを添加しないと、画像濃度が低下することがわかり、また、トナーＸｃ，Ｙｃにおいてアルミナを添加しないと、カブリ、逆転写トナーの防止に問題が生じることがわかる。

本発明に係る円柱状のトナーは、従来の球形および粉砕型トナー粒子の問題点を大きく改善し、画像形成装置に用いた場合に、高画質、高信頼性・高耐久、熱効率の向上などを実現させることができる。

本発明の円柱状トナー粒子の形状を示す斜視図 本発明の円柱状粒子の形状特性を説明する図 本発明の円柱状トナー粒子の形状特性を表すグラフ 本発明の円柱状トナー粒子の形状特性を表すグラフ 本発明の円柱状トナー粒子の形状特性を説明する図 本発明の円柱状トナー粒子の形状特性を表すグラフ 本発明に係るトナー粒子の製造工程図 本発明に係るトナー粒子の製造装置の全体構成図 機械式回転粉砕機の構造の一例を示す断面図 本発明の円柱状トナー粒子に対する外添処理の状態を示す電子顕微鏡写真 本発明の円柱状トナー粒子の帯電特性を示すグラフ 本発明の円柱状トナー粒子の帯電特性を示すグラフ 粉砕トナー粒子の帯電特性を示すグラフ 本発明のトナー粒子を使用する画像形成装置の一部を示す断面図 本発明のトナー粒子を使用する画像形成装置の全体を示す断面図

符号の説明

１ トナー粒子
２ 静止型ミキサー
３ 流路構造体
３Ａ 流路
４ ギアポンプ
５ モータ
６ ノズル
７ 予備混合装置
１０ ２軸型エクストルーダー
１０Ａ ホッパ
１０Ｂ 混練部
１０Ｃ 押出部
１１ 混練部材
１２ 繊維状体
１３ 回収装置
１４ 粉砕機
１５ 気体導入口
１６ 排出口
１７ 本体
１７Ａ 供給口
１８ 筒状部材
１９ 粉砕部材
１９Ａ ローター
２０ 分級機構
２１ ライナ
２２ 回転体
２３ 分級羽根
２５ 感光体（有機感光体ドラム）
２６ コロナ帯電器
２７ 露光器
２８ 現像器
２９ トナー供給ローラ
３０ 現像ローラ
３１ トナー規制ブレード
３２ 中間転写媒体（転写ベルト）
３３ バックアップローラ
３４ クリーニングブレード
１００ 感光体カートリッジ
１１０ 感光体
１２０ 現像器
１３０ 帯電ローラ
１４０ 中間転写装置
１４１ 転写ベルト
１４２ 駆動ローラ
１４３ａ〜ｄ 従動ローラ
１４４ 二次転写ローラ
１４５ ベルトクリーナ
１４６ 給紙装置
１４７ 定着装置
１４８ 排紙経路
１４９ シート受け部
Ａ 粉砕室
Ｂ 分級室
Ｄ 柱形状の断面直径（円柱断面直径）
Ｌ 柱長さ（円柱長さ）
Ｌ／Ｄ アスペクト比
ＲＳ 粒子周囲長
ＲＨ 包絡周囲長
ＲＨ／ＲＳ 粒子包絡度
Ｓ 記録シート
Ｔ トナー（一成分非磁性トナー）

Claims (29)

1. 柱形状もしくは柱形状に順じた形状のトナー粒子。
2. 前記柱形状の断面直径に対する柱長さの比が１〜３の範囲にある粒子が個数基準で全体の７０％以上を占める請求項１記載のトナー粒子。
3. 前記柱形状の断面直径に対する柱長さの比の最頻値が１．５〜２の範囲にある請求項１記載のトナー粒子。
4. 前記柱形状の断面直径に対する柱長さの比の平均値が１．３３〜２の範囲にある請求項１記載のトナー粒子。
5. 前記柱形状において、柱側面視での粒子周囲長に対する包絡周囲長の比を断面直径に対する柱長さの比で割った値（〔包絡周囲長／粒子周囲長〕／〔柱長さ／断面直径〕）の平均値または最頻値が０．５〜０．７５の範囲にある請求項１記載のトナー粒子。
6. 前記柱形状の断面直径の分布幅が柱長さの分布幅よりも小さい請求項１〜５のいずれか１項に記載のトナー粒子。
7. 電気抵抗法による粒度分布測定値における体積基準の平均粒径が４〜１０μｍの範囲にある請求項１〜６のいずれか１項に記載のトナー粒子。
8. レーザー回折・散乱法による粒度分布測定値における体積基準の平均粒径が４〜１０μｍの範囲にある請求項１〜７のいずれか１項に記載のトナー粒子。
9. 粒子像分析測定における個数基準の平均粒径が４〜１０μｍの範囲にあり且つ粒径３μｍ未満の粒子が全体の１０％以下である請求項１〜８のいずれか１項に記載のトナー粒子。
10. 前記柱形状の断面直径が２μｍ以上である請求項１〜９のいずれか１項に記載のトナー粒子。
11. 前記柱形状が円柱状である請求項１〜１０のいずれか１項に記載のトナー粒子。
12. ポリエステル系、ポリオール系、スチレンアクリル系、エポキシ系、ポリカーボネート系、ポリウレタン系、及びポリオレフィン系の各樹脂のうちの少なくとも１つを結着樹脂成分として含有する請求項１〜１１のいずれか１項に記載のトナー粒子。
13. ＤＳＣ（差走査熱量計）で測定した吸熱ピークが７０〜１１０℃の範囲にあるワックスを含有する請求項１〜１２のいずれか１項に記載のトナー粒子。
14. フルカラー用のトナーである請求項１〜１３のいずれか１項に記載のトナー粒子。
15. 一成分現像用のトナーである請求項１〜１４のいずれか１項に記載のトナー粒子。
16. 繊維状に形成されたトナー原料を粉砕して、請求項１〜１５のいずれか１項に記載されたトナー粒子を製造するトナー粒子の製造方法。
17. トナー原料を混合後、溶融・混練・押出を同時に行う溶融混練機によって処理し、得られたトナー原料の溶融混練物を繊維状に形成する請求項１６記載のトナー粒子の製造方法。
18. 前記溶融混練機が、混練部と押出部を備えた２軸エクストルーダーである請求項１７記載のトナー粒子の製造方法。
19. 前記２軸エクストルーダーが、前記混練部に外部に通じる開口を備えている請求項１８記載のトナー粒子の製造方法。
20. 前記粉砕処理の処理温度が、前記ワックスの融点よりも低い温度範囲に設定される請求項１６〜１９のいずれか１項に記載のトナー粒子の製造方法。
21. 前記粉砕処理を機械式回転粉砕機で行うとともに、当該回転粉砕機におけるローターの回転周速が１５０ｍ／秒以下である請求項１６〜２０のいずれか１項に記載のトナー粒子の製造方法。
22. 前記粉砕処理の後に、さらに無機微粉末を添加して混合する外添処理を行う請求項１６〜２１のいずれか１項に記載のトナー粒子の製造方法。
23. 前記無機微粉末のＢＥＴ比表面積が２０〜５００ｍ^２／ｇの範囲にある請求項２２記載のトナー粒子の製造方法。
24. 前記外添剤として、チタン、アルミニウム、珪素、マグネシウム、及び亜鉛の酸化物のうちの少なくとも１つを有し、負帯電特性となる請求項２２又は２３記載のトナー粒子の製造方法。
25. 請求項１〜１５のいずれか１項に記載のトナー粒子、又は、請求項１６〜２４のいずれか１項に記載の製造方法により得られたトナー粒子を用いる画像形成装置。
26. 感光体が負帯電特性の有機半導体である請求項２５記載の画像形成装置。
27. 中間転写媒体がベルトに形成されている請求項２５又は２６記載の画像形成装置。
28. 前記感光体と中間転写媒体の周速度の比を０．９５〜１．０５の範囲に設定する請求項２５〜２７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
29. 定着方式が熱ローラ方式である請求項２５〜２８のいずれか１項に記載の画像形成装置。