JP2007101909A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体のフィルミングを防止するため、作像時以外の時間に、像担持体の回転制御を実行することにより、高寿命の画像形成装置を提供すること。
【解決手段】潜像を担持する潜像担持体５と、帯電部材を潜像担持体表面に接触又は近接させて潜像担持体を帯電する帯電装置１４と、潜像担持体に潤滑剤を塗布する機能１７を有し、潜像担持体上に残留するトナーをクリーニングブレード１５ａでクリーニングするクリーニング装置１５と、を備える画像形成装置において、画像形成装置が、作像実行時以外の時間に、像担持体の逆転／正転の繰り返し実行と、像担持体を空回しする時間を有することを特徴とすることにより、画像形成装置を提供できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の静電複写プロセスの画像形成装置に関するものである。さらに詳細には、特に、平均円形度の高いトナーを用いてもクリーニングすることができる画像形成装置に関する。

近年、電子写真方式を利用したカラー画像形成装置は広範に普及してきており、また、デジタル化された画像が容易に入手できることも関係して、プリントされる画像の更なる高精細化が要望されている。画像のより高い解像度や階調性が検討される中で、潜像を可視化するトナー側の改良としては、高精細画像を形成するために、更なる球形化、小粒径化の検討がなされている。

例えば、特定の粒径分布を有する球形化した粉砕型のトナー（例えば、特許文献１〜４を参照。）、懸濁重合により球形化、小粒径化されたトナーを得る方法（例えば、特許文献５を参照。）、バインダー樹脂と着色剤とを水と混和しない溶媒中で混合し、分散安定剤の存在下で水系溶媒中に分散させ、球形化、小粒径化されたトナーを得る方法（例えば、特許文献６を参照。）、一部に変性された樹脂を含むバインダー樹脂と、着色剤とを有機溶媒中で混合し、水系溶媒中に分散させて、変性された樹脂の重付加反応を行わせ、球形化、小粒径化したトナーを得る方法（例えば、特許文献７を参照。）が提案されている。このようなトナーにより、画質の向上、流動性の向上が得られている。
しかしながら、特に、球形化されたトナーは、忠実に転写されるために高精細画像を得るのに適してはいるものの、球形化されたトナーは転がりやすく、そのためにクリーニング装置におけるクリーニングブレードと潜像担持体との間に入り込み、クリーニングされにくく、地かぶり等の異常画像の原因となるという問題点がある。

このために、例えば、記録材に転写後潜像担持体上に残留したトナーを弾性ゴムブレードでクリーニングするクリーニング部材を有する電子写真画像形成方法において、トナー中にステアリン酸亜鉛がトナー重量に対し０．０１％以上、０．５％以下の量含有し、且つ、弾性ゴムブレードがクリーニング部材に固定するための支持部材にクリーニングブレードの潜像担持体当接面側で実質的に保持されている電子写真画像形成方法が提案されている（例えば、特許文献８を参照）。しかし、トナーにステアリン酸亜鉛を添加すると、現像される画像の状態により潜像担持体上のステアリン酸亜鉛が不均一になるという問題点がある。

また、像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像を、離型剤を含有するトナーによってトナー像として可視像化し、該トナー像を直接、又は中間転写体を介して記録媒体に転写し、該記録媒体に転写されたトナー像を当該記録媒体に定着する画像形成装置において、前記像担持体に潤滑剤を塗布する画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献９を参照）。しかしながら、潤滑剤塗布量が過多になると、前述した潜像担持体上のブレードでのクリーニング性が著しく悪くなる。すなわちトナーの添加剤・潤滑剤自身がブレードをすり抜けるようになり、下流にある帯電ローラ汚れにつながる。帯電ローラ汚れは、すぐには異常画像の発生にはならないが、経時で徐々に汚れのレベルは悪化し、汚れた部分で帯電性が悪くなり、最終的には縦スジの異常画像が発生する。
また、潤滑剤塗布量が不十分であると像担持体上にフィルミング（トナー添加剤等が像担持体上に付着し、薄膜状になる）が発生する。フィルミングが発生すると、フィルミング物質の吸湿性がよいため、高湿下で画像ボケ等が発生する。

特開平１−１１２２５３号公報 特開平２−２８４１５８号公報 特開平３−１８１９５２号公報 特開平４−１６２０４８号公報 特開平５−７２８０８号公報 特開平９−１５９０２号公報 特開平１１−１３３６６８号公報 特開平１１−１８４３４０号公報 特開２００２−２８７５６７号公報

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、像担持体のフィルミングを防止するため、作像時以外の時間に、像担持体の回転制御を実行することにより、高寿命の画像形成装置を提供することである。

上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
潜像を担持する潜像担持体と、帯電部材を潜像担持体表面に接触又は近接させて潜像担持体を帯電する帯電装置と、潜像担持体に潜像を形成する潜像形成装置と、潜像担持体の潜像にトナーを付着させて現像する現像装置と、潜像担持体とこれに接触しつつ表面移動する表面移動部材との間に転写電界を形成して、潜像担持体に形成されたトナー像を、表面移動部材との間に挟持される記録材上又は表面移動部材上に転写する転写装置と、潜像担持体上に残留するトナーをクリーニングブレードでクリーニングするクリーニング装置と、を備える画像形成装置において、前記画像形成装置は、潜像担持体に潤滑剤を塗布する塗布手段を有し、該塗布手段がブラシ状ローラを備え、このブラシ状ローラが潤滑剤成型体を摺擦して掻き取った後、潜像担持体に塗布する場合に、潤滑剤を像担持体上に均一に適切量塗布することが重要である。
潤滑剤の塗布は、ブラシ状ローラで行うが、像担持体上に均一塗布はされていない。次工程のクリーニングブレードにより、均一塗布されているものである。すなわちブレードエッジ部には、必要以上に塗布された潤滑剤が溜まってくることになる。この現象が起こると、部分的な潤滑剤のすり抜けが多くなる。
そこで、本発明は、潜像を担持する潜像担持体と、帯電部材を潜像担持体表面に接触又は近接させて潜像担持体を帯電する帯電装置と、潜像担持体に潤滑剤を塗布する機能を有し、潜像担持体上に残留するトナーをクリーニングブレードでクリーニングするクリーニング装置と、を備える画像形成装置において、画像形成装置が、作像実行時以外の時間に、像担持体の逆転／正転の繰り返し実行と、像担持体を空回しする時間を有することを特徴とする画像形成装置である。像担持体逆転動作を繰り返し実施することで、逆転時にエッジ部の潤滑剤が一旦像担持体上に移動することにより、次の正転動作でブレードエッジに均一な潤滑剤が滞留できることになる。一回の動作（逆転／正転）では、不十分であり、これを繰り返し実施することで、エッジ部の潤滑剤量を均一化することを可能にしている。

また、本発明は、前記記載の画像形成装置において、前記画像形成装置が、作像動作終了後に、像担持体の逆転／正転を繰り返し実行することを特徴とする画像形成装置である。

また、本発明は、前記画像形成装置において、前記画像形成装置は、像担持体上のクリーニングエッジ部が、少なくとも、潤滑剤を塗布している部材の像担持当接部まで像担持体の逆転を実施することを特徴とする画像形成装置である。像担持体の逆転量を潤滑剤塗布部材位置まで実施すると、エッジ部に溜まっていた潤滑剤が散らされることになり、次の正転時にブレードエッジに均一な潤滑剤が滞留できるようになる。

本発明は、前記記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、前記潤滑剤が、脂肪酸金属塩又はフッ素微粒子であることを特徴とする画像形成装置である。

本発明は、前記記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、前記塗布手段が、棒状の潤滑剤をブラシ状ローラに押圧していることを特徴とする画像形成装置である。

本発明は、前記記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、ブラシの周速と潜像担持体との周速の比が、０．８〜１．２の範囲にあることを特徴とする画像形成装置である。

本発明は、前記記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、前記現像手段で用いられるトナーが、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である。

本発明は、前記記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、前記現像手段で用いられるトナーが、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である。

本発明は、前記記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、前記現像手段で用いられるトナーが、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である。

本発明は、前記記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、前記現像手段で使用されるトナーが、略球形状であることを特徴とする画像形成装置である。

本発明は、前記記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、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である。

本発明は、前記記載の画像形成装置において、前記画像形成装置が、潜像担持体と、現像装置、塗布装置、帯電装置、潜像担持体のクリーニング装置の中から少なくとも１つ以上の装置と、を一体としたプロセスカートリッジを、有することを特徴とする画像形成装置である。
さらに、本発明は、画像形成装置に備えられるプロセスカートリッジにおいて、前記画像形成装置は、前記記載の画像形成装置であって、かつ、前記プロセスカートリッジが、潜像担持体、現像装置、塗布装置、帯電装置、クリーニング装置の中で少なくとも１以上のもの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。

本発明は、上記解決するための手段によって、潜像担持体上に潤滑剤を必要最低限の量を塗布することができ、潤滑剤塗布による２次不具合の帯電部材汚れが発生することなく、クリーニングブレードによるクリーニング手段で安定したクリーニング性能を発揮することが可能な画像形成装置を提供することができる。
また、本発明では、潤滑剤を塗布する手段を設け、さらに、潤滑剤を用いる画像形成装置に用いることで、画像状態、画像面積率の差異による潜像担持体上の潤滑剤の存在状態の差異をなくすことができ、安定したクリーニング性能を発揮することが可能なプロセスカートリッジを提供することができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。

以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、現像装置の構成を示す概略図である。図１に示すように帯電ローラ１４ａと、静電潜像が形成される潜像担持体５と、その潜像担持体５の表面をクリーニングするクリーニングブレード１５ａを備えるクリーニング手段と潤滑剤を塗布するブラシ状ローラ１７ａを備える塗布手段１７とから構成されている。
帯電ローラ１４ａは、導電性又は半導電性で、直流及び／又は交流の電圧を印加して潜像担持体５上に電荷を付与して潜像担持体５を帯電させる。帯電ローラ１４ａにはローラ表面をクリーニングするための帯電ローラクリーニングブラシ１４ｂが当接している。
クリーニング手段では、クリーニングブレード１５ａにより掻き落としたトナーを、ブラシローラ１５ｃでトナー搬送オーガにより回収した廃トナーを搬送するようにしている。
塗布手段１７は、ここでは現像装置本体に組み込まれており、潤滑剤成型体１７ｂと、潤滑剤成型体１７ｂに接触して潤滑剤を削り取り、潜像担持体５の表面に供給するブラシ状ローラ１７ａと、ブラシ状ローラ１７ａに付着したトナーを除去するブラシローラスクレーパと、潤滑剤成型体１７ｂをブラシ状ローラ１７ａに所定の圧力で押圧する加圧スプリング１７ｄとにより主に構成されている。潤滑剤成型体１７ｂは直方体状に形成されている。ブラシ状ローラ１７ａは潜像担持体５の軸方向に延びる形状を有している。加圧スプリング１７ｄは、潤滑剤成型体１７ｂをほぼ全てを使い切れるように、ブラシ状ローラ１７ａに対して付勢されている。潤滑剤成型体１７ｂは消耗品であるため経時的にその厚みが減少するが、加圧スプリング１７ｄで加圧されているために常時ブラシ状ローラ１７ａに当接させることで潤滑剤を掻き取り、その後潜像担持体５に供給・塗布する。

重合トナーのように小粒径で高い円形度トナーは潜像担持体の摩擦係数が高いとクリーニングが難しいことが知られており、潜像担持体５の摩擦係数が小さいとクリーニング性が有利であることが知られている。
このようにクリーニング性の向上のために潤滑剤を潜像担持体上に塗布しているが、潜像担持体への潤滑剤塗布は必要最低限の量に規制することが望ましい。これは、潤滑剤が過剰に塗布されるとクリーニングブレードを通過する通過量が多くなり、潜像担持体に当接されている帯電部材に付着する。帯電部材に潤滑剤が付着すると、トナー中に含まれる添加剤、トナー自体の付着が顕著になり、帯電部材の汚れが顕著に発生する。帯電部材の汚れが発生すると、潜像担持体の表面電位が不均一になり、画像濃度差が発生する。さらに悪化すると地汚れも発生する可能性がある。
また、潤滑剤塗布量が不十分であると像担持体上にフィルミング（トナー添加剤等が像担持体上に付着し、薄膜状になる）が発生する。フィルミングが発生すると、フィルミング物質の吸湿性がよいため、高湿下で画像ボケ等が発生する。よって、上記条件において潤滑剤塗布動作は必要最低限な量に制御する必要がある。

潤滑剤塗布条件の一例を下記に示す。
条件として、潜像担持体の直径は、３０ｍΦであり、潜像担持体線速は、１２５ｍｍ／ｓである。固形潤滑剤の材質は、ステアリン酸亜鉛で、バネ加圧力は、１０００ｍＮである。また、ブラシ状ローラの材質は、導電性ナイロンで、密度は３０ＫＦ／ｉｎｃｈ^２で、太さは１０Ｄ、潜像担持体への食い込み量は、１．０ｍｍである。

実際の動作例を下記の図２に示す。
像担持体を正転から逆転させるためには、一旦モータを停止させる必要があるため、停止（Ｔ２）時間は必ず必要な時間である。
正転時間（Ｔ１）は、本発明の内容を反映したときには、１０ｓｅｃ以上の時間とする。この時間を有する目的は、像担持体上に潤滑剤を塗布する時間であり、作像条件に影響されず塗布が可能である。作像条件に影響されずとは、作像されたトナーの転写残が像担持体上にあると、潤滑剤の塗布がされにくくなる傾向にあることを意味している。
また、本発明の内容は、空回しする時間（図中のＴｉｍｅ：Ａ）を長くし、その後の逆回転を繰り返し実行することで、潤滑剤の均一塗布性が向上できる。
逆転時間（Ｔ３）は、本発明の内容を反映するときには、潤滑剤塗布部まで到達できる時間とする。像担持体を独立で駆動できる機械では、問題ないが、現像と像担持体を駆動させるモータが同一であり、像担持体逆転と同時に現像が逆転してしまうと、現像ドクター部で現像剤が溢れてしまう可能性があるので、本発明の実施時には、像担持体のみが駆動できるようにしておくことも重要である。

潤滑剤成型体１７ｂの潤滑剤としては、例えば、オレイン酸鉛、オレイン酸亜鉛、オレイン酸銅、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸鉄、ステアリン酸銅、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸銅、リノレン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩類や、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリトリフルオロクロルエチレン、ジクロロジフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−オキサフルオロポロピレン共重合体等のフッ素系樹脂が挙げられる。特に、潜像担持体５の摩擦を低減する効果の大きいステアリン酸金属塩、さらにはステアリン酸亜鉛が一層好ましい。

この潤滑剤を潜像担持体５表面に供給することで、潜像担持体５表面に潤滑剤の膜を形成し、摩擦係数を０．４以下にする。潜像担持体５の摩擦係数は、０．４以下、さらに、０．２以下にすることが好ましい。摩擦係数が０．４以下にすることで、潜像担持体５とトナーの相互作用を減少させ、潜像担持体５上のトナーを離れやすくすることで転写率を高めることができる。また、クリーニングブレード１５ａと潜像担持体５との摩擦が大きくなるのを抑え、クリーニング効率を高めることができる。特に、円形度が高いトナーでは、トナーが潜像担持体５上で転がりやすくなるためにクリーニング不良の発生を抑えることができる。また、転写率を上げてクリーニングされるトナー量を低減させることで長期間の使用によるクリーニング不良の発生を抑えることができる。さらに、０．２以下が一層好ましい。一方、摩擦係数が０．１未満になると、クリーニングブレード１５ａとの間で滑りすぎて潜像担持体５上のトナーのクリーニングブレード１５ａをすり抜け、帯電ローラ汚れ、クリーニング不良が発生する。

ここで、上述した潤滑剤の塗布手段１７について、図１によって説明する。まず、この潤滑剤は、ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩を融解固化させて棒状に加工したもの、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂を棒状あるいはシート状に成型したものを用いることができる。これらの潤滑剤を保持部材に固定し、ブラシローラに当接させる。潤滑剤塗布量を調整する場合にはバネ材で潜像担持体５への塗布量を調整することができる。これによって、潤滑剤の寿命も長くなる。

ここで、潤滑剤成型体１７ｂを、自重を含め加圧スプリングで２００ｍＮ以上の圧力でブラシ状ローラ１７ａに押圧する。圧力が大きくなるにしたがって、ブラシが潤滑剤成型体１７ｂから掻き取る潤滑剤が多くなり、潜像担持体５に塗布される潤滑剤の量が多くなって潜像担持体５の摩擦係数を低下させることができる。

また、ブラシ状ローラ１７ａは、潜像担持体５と接触する部分では同方向に回転させる。この方向に回転させることでブラシ状ローラ１７ａに付着している潤滑剤を、潜像担持体５に衝撃を与えることなく供給することができる。この、ブラシ状ローラ１７ａで潜像担持体５に供給する際に潤滑剤の膜を形成する必要はなく、潜像担持体５上に供給された潤滑剤はクリーニングブレード１５ａの押圧力で潤滑剤の膜を形成する。したがって、ここでは、衝撃を与えることなく供給するために同方向で回転させることが好ましい。さらに、ブラシ状ローラ１７ａと潜像担持体５との周速比（潜像担持体周速／ブラシ状ローラの周速）は、０．８〜１．２の範囲にあることが好ましい。周速比が０．８未満では潤滑剤の供給量が少なくなり、１．２を越えると衝撃で潜像担持体５に傷をつけることがあり、潜像担持体５の寿命を短くすることがある。さらに、小さな衝撃でブラシから潜像担持体５に潤滑剤を供給するために、１．０〜１．１の範囲にあることが、さらに、好ましい。

また、トナーの体積平均粒径Ｄｖは、小さい方が細線再現性を向上させることができるために、大きくとも８μｍ以下のトナーを用いる。しかし、粒径が小さくなると現像性、クリーニング性が低下するために、小さくとも３μｍ以上が好ましい。さらに、３μｍ未満では、キャリア又は現像ローラの表面に現像されにくい微小粒径のトナーが多くなるために、その他のトナーにおけるキャリアまたは現像ローラとの接触・摩擦が不十分となり逆帯電性トナーが多くなり地かぶり等の異常画像を形成するため好ましくない。
また、体積平均粒径Ｄｖと数平均粒径Ｄｎとの比（Ｄｖ／Ｄｎ）で表される粒径分布は、１．０５〜１．４０の範囲であることが好ましい。粒径分布をシャープにすることで、トナー帯電量分布が均一にすることができる。Ｄｖ／Ｄｎが１．４０を越えると、トナーの帯電量分布も広く、逆帯電トナーＴ１が多くなるために高品位な画像を得るのが困難になる。Ｄｖ／Ｄｎが１．０５未満では、製造が困難であり、実用的ではない。トナーの粒径は、コールターカウンターマルチサイザー（コールター社製）を用いて、測定するトナーの粒径に対応させて測定用穴の大きさが５０μｍのアパーチャーを選択して用い、５０，０００個の粒子の粒径の平均を測定することで得られる。

また、トナーは、円形度のうち形状係数ＳＦ−１が１００以上１８０以下の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００以上１８０以下の範囲にあることが好ましい。図５は、トナーの形状を模式的に表した図であり、図４（ａ）は形状係数ＳＦ−１、図４（ｂ）は形状係数ＳＦ−２を説明するための図である。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）……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。
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）……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。
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、トナーとトナー又は潜像担持体５との接触が点接触になるために、トナー同士の吸着力が弱くなり、その結果流動性が高くなり、また、トナーと潜像担持体５との吸着力が弱くなって、転写率が高くなり、また、逆帯電トナーＴ１を一時保持装置４０で回収しやすくなる。
トナーの形状係数ＳＦ−１とＳＦ−２は１００以上がよい。また、ＳＦ−１とＳＦ−２が大きくなると逆帯電トナーＴ１が多くなり、また、トナーの帯電量分布が広くなり、一時保持装置４０に対する負荷が大きくなる。このために、ＳＦ−１は１８０を越えない方が好ましく、ＳＦ−２は１８０を越えない方が好ましい。
さらに、この画像形成装置に用いるトナーは、略球形であってもよい。

図５は、トナーの外形形状を示す概略図であり、図５（ａ）はトナーの外観であり、図５（ｂ）はトナーの断面図である。図５（ａ）では、Ｘ軸がトナーの最も長い軸の長軸ｒ１を、Ｙ軸が次に長い軸の短軸ｒ２を、Ｚ軸に最も短い軸の厚さｒ３を表し、長軸ｒ１≧短軸ｒ２≧厚さｒ３の関係を有している。
このトナーは、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０で表される略球形の形状を有している。長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５未満では、不定形状に近づくために帯電量分布が広くなる。
厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７未満では、不定形状に近づくために帯電量分布が広くなる。特に、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が１．０では、略球形の形状になるために、帯電量分布が狭くなる。
なお、これまでのトナーの大きさは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で、視野の角度を変え、その場観察しながら測定した。
トナーの形状は、製造方法により制御することができる。例えば、乾式粉砕法によるトナーは、トナー表面も凸凹で、トナー形状が一定しない不定形になっている。この乾式粉砕法トナーであっても、機械的又は熱的処理を加えることで真球に近いトナーにすることができる。懸濁重合法、乳化重合法により液滴を形成してトナーを製造する方法によるトナーは、表面が滑らかで、真球形に近い形状になることが多い。また、溶媒中の反応途中で攪拌して剪断力を加えることで楕円にすることができる。

図３は、トナーの構成を示す概略図である。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）、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）、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）、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。

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、２０〜５００ｍ^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０．０１〜５ｗｔ％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。
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。

また、潜像を形成する潜像担持体５と、潜像担持体５に潤滑剤を塗布する塗布手段１７と、帯電装置１４、現像装置、クリーニング装置の中から選択される１以上の装置とが一体に支持されて、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジであって、前記塗布手段１７はブラシ状ローラ１７ａを備え、このブラシ状ローラ１７ａが棒状の潤滑剤を摺擦して掻き取った後、潜像担持体５に塗布し、かつ この画像形成装置に用いられるトナーは、潤滑剤を含有し、潜像担持体５に潤滑剤を供給するプロセスカートリッジである。これによって、プロセスカートリッジ内に収容された潜像担持体５の寿命を延ばすことができ、メンテナンスが必要になったりしたときには、そのプロセスカートリッジを交換すればよく、利便性が向上する。

小型プリンタの現像装置の全体構成図である。 像担持体駆動モータの動作実施例を示す図である。 トナーの構成を示す概略図である。 トナーの形状を模式的に表した図であり、図４（ａ）は形状係数ＳＦ−１、図４（ｂ）は形状係数ＳＦ−２を説明するための図である。 トナーの外形形状を示す概略図であり、図５（ａ）はトナーの外観であり、図５（ｂ）はトナーの断面図である。

符号の説明

２ 感光体ユニット
５ 潜像担持体（感光体）
１４ 帯電装置
１４ａ 帯電ローラ
１４ｂ 帯電ローラクリーニングブラシ
１５ クリーニング装置
１５ａ クリーニングブレード
１５ｂ ブレード加圧スプリング
１５ｃ ブラシローラ
１５ｄ 廃トナー回収コイル
１７ 塗布装置（塗布手段）
１７ａ ブラシ状ローラ
１７ｂ 潤滑剤成型体
１７ｃ ブラシ状ローラスクレーパー
１７ｄ 加圧スプリング
４０ 一時保持装置

Claims (13)

1. 潜像を担持する潜像担持体と、
   帯電部材を潜像担持体表面に接触又は近接させて潜像担持体を帯電する帯電装置と、
   潜像担持体に潤滑剤を塗布する機能を有し、潜像担持体上に残留するトナーをクリーニングブレードでクリーニングするクリーニング装置と、を備える画像形成装置において、
   画像形成装置が、作像実行時以外の時間に、像担持体の逆転／正転の繰り返し実行と、像担持体を空回しする時間を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記画像形成装置が、作像動作終了後に、像担持体の逆転／正転を繰り返し実行することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
   前記画像形成装置は、像担持体上のクリーニングエッジ部が、少なくとも、潤滑剤を塗布している部材の像担持当接部まで像担持体の逆転を実行することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
   前記画像形成装置は、前記潤滑剤が、脂肪酸金属塩又はフッ素微粒子であることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
   前記画像形成装置は、前記塗布手段が、棒状の潤滑剤をブラシ状ローラに押圧していることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５記載の画像形成装置において、
   前記画像形成装置は、ブラシの周速と潜像担持体との周速の比が、０．８〜１．２の範囲にあることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
   前記画像形成装置は、前記現像手段で用いられるトナーが、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。
8. 請求項１乃至７のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
   前記画像形成装置は、前記現像手段で用いられるトナーが、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。
9. 請求項１乃至８のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
   前記画像形成装置は、前記現像手段で用いられるトナーが、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。
10. 請求項１乃至９のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
    前記画像形成装置は、前記現像手段で使用されるトナーが、略球形状であることを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
    前記画像形成装置は、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。
12. 請求項１乃至１１のいずれか一つに記載の画像形成装置において、
    前記画像形成装置が、潜像担持体と、現像装置、塗布装置、帯電装置、潜像担持体のクリーニング装置の中から少なくとも１つ以上の装置と、を一体としたプロセスカートリッジを、有することを特徴とする画像形成装置。
13. 画像形成装置に備えられるプロセスカートリッジにおいて、
    前記画像形成装置は、請求項１乃至１１のいずれかに記載の画像形成装置であって、
    かつ、前記プロセスカートリッジが、潜像担持体、現像装置、塗布装置、帯電装置、クリーニング装置の中で少なくとも１以上のものを備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。

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