JP2007121964A - 現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ２成分現像剤を用いた現像装置において、現像剤担持体が長手方向に対して均一で適正な現像剤量を担持して現像領域に搬送できるように、現像剤担持体の磁力および現像剤規制部材の条件を規定する。
【解決手段】２成分現像剤を攪拌搬送する第一攪拌スクリュウ５３と、複数の磁極を形成する磁界発生手段を内包する現像スリーブ５１と、現像スリーブ上の２成分現像剤の量を規制するドクタブレード５２とを備えた現像装置において、現像スリーブに内包される磁界発生手段の現像剤汲み上げ極（Ｐ５極）の法線方向磁束密度が７５ｍＴ以上９５ｍＴ以下であり、ドクタブレードは金属の板部材に一回曲げを施して形成した部材の先端面が現像スリーブの表面に対向して配置されるように長手方向両端で現像装置筐体５６に支持したものであり、かつ該先端面の長手方向中央が両端に対して０．０２〜０．０８ｍｍの真直度の差を有する凸形状である。
【選択図】 図２
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置およびこれに採用される２成分現像方式の現像装置、プロセスカートリッジに関するものである。
従来、トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤(以下、現像剤という)を用いた現像装置が広く用いられている。この現像装置としては、現像剤担持体に現像剤を担持し、現像剤担持体上に担持された現像剤を現像剤規制部材で規制した後、感光体等の像担持体に対向する現像領域に搬送するものが知られている。現像剤担持体としては、複数の磁極を形成するための磁石を固定配置した磁界発生手段を内包する回転可能な非磁性の現像スリーブが広く用いられる。この現像スリーブは内部の磁界発生手段の磁力により、現像剤攪拌搬送部材としてのスクリュウにより攪拌され現像スリーブ近傍に搬送された現像剤を現像スリーブ上に担持し、回転することで担持された現像剤を現像領域に搬送する。現像剤スリーブに担持された現像剤は、途中現像スリーブ表面とある距離（以下、ドクタギャップという）を持って対向するように配置された現像剤規制部材との間隙を通過することで、一定量になるよう規制される。
ドクタギャップを通過した現像剤の単位面積当りの量は汲み上げ量と呼ばれる。この汲み上げ量が現像スリーブと感光体とが対向する現像領域の間隙に対して多すぎると、現像剤が現像領域内で押し合い、その時のせん断応力により摩擦発熱することで現像剤自体が溶解して固着するという不具合が生じる。また、固着しないまでも、感光体上にトナーを現像して顕像化するや否や、現像剤による掻き取り力によって顕像を乱してしまう不具合が発生しやすくなる。一方、汲み上げ量が少ないと、感光体に十分なトナーを供給することができないために、画像濃度低下や濃度ムラという不具合が生じる。このため、安定して高品位の画像を得るためには、現像剤担持体長手方向において適正な範囲の汲み上げ量を確保し、感光体との対向部に搬送することが重要になっている。
現像剤規制部材としては、図４に示すような金属の板部材に１回プレス曲げ加工を施した部材を用い、先端面５２−１で現像剤を規制するよう、先端面５２−１を現像スリーブ表面と対向するように配置したドクタブレード５２が広く用いられている。このドクタブレード５２の先端面５２−１は一般的にプレス切断により加工されており、その形成工程上、均一な平面になりにくく長手方向にドクタギャップのバラツキを有してしまうことが多い。このため、プレス切断により加工された先端面５２−１を剤規制部として用いる場合は、現像スリーブの長手方向に汲み上げ量のムラが発生し易いという不具合があった。そこで、通常は、先端面５２−１に切削や研磨処理等の二次処理を施して、先端面５２−１を均一平面としてから用いている。
また、通常、このように金属の板部材に一回曲げを施して形成したドクタブレード５２は、先端面５２−１が現像スリーブと対向するよう、先端面５２−１が含む長手の辺を一辺とする面５２−２の左右両端部二点止めで現像装置に固定されている。ドクタブレード５２の先端面５２−１は、図５に示すように、現像スリーブ５１とドクタギャップをもって対向するよう配置されているが、ドクタブレード５２の入り口側の間隙は最近接距離であるドクタギャップよりも大きくなる。このように入り口からドクタギャップ部にかけてなす形状のことをくさび形状と言う。このくさび形状の作用によって発生する力はドクタブレード５２にかかり、この力によりドクタブレード５２の中央部付近の曲げ部分が現像剤搬送方向に向かって広がるように変形してしまうことがある。なお、ドクタブレード５２の左右両端部は現像装置に固定されているので、この力がかかっても変形し難い。このような中央部付近の曲げ部分の変形により先端面が変位してしまうと、ドクタギャップが押し広げられて、左右両端部に比べ中央部付近を通過する現像剤の量が多くなってしまう。このため、現像スリーブが担持して感光体との対向部に搬送する現像剤量（汲み上げ量）が現像剤担持体の長手方向に対して不均一になってしまい、結果として長手方向に濃度ムラを発生させる。
現像剤規制部材の長手方向中央部が撓んで中央部でのドクタギャップが大きくなることにより現像剤規制部材を通過する現像剤層圧を不均一になるという問題を解決するために、特許文献１が提案されている。特許文献１では、現像容器に両端部が支持され且つ軸方向の中央部が両端部に比較して現像スリーブ表面側に突出する形状を有する現像剤規制部材を提案している。このような現像剤規制部材を用いることで、現像剤規制部材の両端部に比べ中央部付近が現像スリーブ表面に近接するように配置される。ここで、くさび形状の作用により現像剤規制部材の中央部のドクタギャップが押し広げられても、中央部と端部の現像スリーブに対するドクタギャップは均一化される。よって、中央部を通過する現像剤の量が多くなってしまうことを防止できる。
また、上記現像剤攪拌搬送部材としては回転型のスクリュウ状部材が広く用いられている。このような現像剤攪拌搬送部材では、羽根のある部分と羽根のない部分、または、羽根の形状の差によりスクリュウピッチによる攪拌搬送能力の差が生じており、攪拌搬送能力の低い部分では現像スリーブ近傍への現像剤搬送量が少なくなる。このため、スクリュウピッチにより、現像剤スリーブ近傍への現像剤供給量に差ができてしまう。ここで、現像スリーブの現像剤汲み上げ極の法線磁束密度が大きいときは、現像スリーブは多量の現像剤を抱え込むことができるので、現像スリ−ブが担持する現像剤量にスクリュウピッチによる現像剤供給量の差はあまり影響を与えない。しかしながら、現像スリーブの現像剤汲み上げ極の法線磁束密度が小さいとき、現像スリーブはスクリュウによって搬送されてきた現像剤を十分に抱え込むことができずに、担持した現像剤量がスクリュウピッチ状となる。このため、薄層化された現像剤も軽微な量ムラが発生したり、また現像剤規制部材通過時のストレスの差による帯電量ムラとなったりして全ベタ画像出力時にスクリュウピッチの濃度ムラを発生させる場合があった。そこで、スクリュウピッチムラを発生させないように現像スリーブの現像剤汲み上げ極の法線磁束密度を大きいものとすることが望まれる。このように、汲み上げ極の法線磁束密度が大きいものとすると、汲み上げ極の磁力により担持搬送される現像剤の量が安定するメリットがある。しかしながら、現像剤がドクタブレード５２を通過する際のトルクが上昇して、前記くさび形状の作用によって発生する力が増大してドクタギャップが押し広げられる大きさが増し、左右両端部に比べ中央部付近を通過する現像剤の量の増大程度が大きくなってしまう。そこで、汲み上げ極の磁力が大きくなり、担持搬送される現像剤量が多くなって中央部付近のドクタギャップが押し広げられる程度が大きくなっても、ドクタブレード５２を通過する現像剤量が長手方向で均一になるように、ドクタブレード５２の中央部を両端部よりも現像スリーブ表面側に予め突出させる大きさを規定する必要がある。
本発明は上記背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、２成分現像剤を用いた現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置において、現像剤担持体が長手方向に対して均一で適正な現像剤量を担持して現像領域に搬送できるように、現像剤担持体の磁力および現像剤規制部材の条件を規定した現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することである。
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を攪拌搬送する現像剤攪拌搬送部材と、複数の磁極を形成する磁界発生手段を内包する回転可能な非磁性のスリーブからなり、該現像剤攪拌搬送部材に攪拌搬送された２成分現像剤を磁力により該スリーブ表面に汲み上げて担持して潜像担持体との対向領域に搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体の表面に対向して配置され該現像剤担持体に担持搬送される２成分現像剤の量を規制する現像剤規制部材とを備えた現像装置において、上記現像剤担持体が上記現像剤規制部材と対向する位置まで上記２成分現像剤を担持する上記磁界発生手段の磁極の法線方向磁束密度が７５ｍＴ以上９５ｍＴ以下であり、該現像剤規制部材は金属の板部材に一回曲げを施して形成した部材の先端面が該現像剤担持体の表面に対向して配置されるように長手方向両端で現像装置筐体に支持したものであり、かつ、該先端面の長手方向中央が両端に対して０．０２〜０．０８ｍｍの真直度の差を有する凸形状であることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記磁性キャリアは平均粒径が２０μｍ以上５０μｍ以下であり、磁性体の芯材にアクリル等の熱可塑性樹脂とメラニン樹脂とを架橋させた樹脂部分と、帯電調整材とを含有させた樹脂コート層を有するものであることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の現像装置において、上記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ものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３の現像装置において、上記トナーは形状係数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ものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４の現像装置において、上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、ポリエステルと、着色剤、離型剤を有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／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ものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４または５の現像装置において、上記トナーは略球形状であることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４または５の現像装置において、上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ものである。
また、請求項８の発明は、現像装置と、像担持体、帯電装置またはクリーニング装置から選ばれる少なくともとひとつとを一体的に構成した、画像形成装置本体に脱着可能なプロセスカートリッジにおいて、上記現像装置として請求項１、２、３、４、５、６または７の現像装置を採用することを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、静電潜像を担持する像担持体と、該静電潜像をトナー像化する現像装置とを備えた画像形成装置において、上記現像装置として請求項１、２、３、４、５、６または７の現像装置を採用することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の現像装置において、上記磁性キャリアは平均粒径が２０μｍ以上５０μｍ以下であり、磁性体の芯材にアクリル等の熱可塑性樹脂とメラニン樹脂とを架橋させた樹脂部分と、帯電調整材とを含有させた樹脂コート層を有するものであることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の現像装置において、上記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ものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３の現像装置において、上記トナーは形状係数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ものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４の現像装置において、上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、ポリエステルと、着色剤、離型剤を有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／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ものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４または５の現像装置において、上記トナーは略球形状であることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４または５の現像装置において、上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ものである。
また、請求項８の発明は、現像装置と、像担持体、帯電装置またはクリーニング装置から選ばれる少なくともとひとつとを一体的に構成した、画像形成装置本体に脱着可能なプロセスカートリッジにおいて、上記現像装置として請求項１、２、３、４、５、６または７の現像装置を採用することを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、静電潜像を担持する像担持体と、該静電潜像をトナー像化する現像装置とを備えた画像形成装置において、上記現像装置として請求項１、２、３、４、５、６または７の現像装置を採用することを特徴とするものである。
これらの発明では、現像剤担持体が長手方向に関して均一で適正な現像剤量を担持して現像領域に搬送するために、現像剤担持体の磁力および現像剤規制部材の形状を規定する。まず、現像剤をスリーブ近傍まで搬送した現像攪拌搬送部材の形状による影響が出ないように現像剤担持体の磁力を規定する。後述する図８の実験で示すように、現像剤汲み上げ極の法線方向磁束密度が７５ｍＴより小さいと、十分な量の現像剤が担持できずに現像剤攪拌搬送部材の形状によるピッチムラが発生する。そこで、現像剤汲み上げ極の法線方向磁束密度が７５ｍＴ以上９５ｍＴ以下の範囲で、十分な量の現像剤を担持して現像剤攪拌搬送部材の形状によるピッチムラを防止できた。次に、現像剤規制部材の形状について規定する。現像剤規制部材は金属の板部材に一回曲げを施して形成した部材の先端面が現像剤担持体の表面に対向して配置されるように長手方向両端で現像装置筐体に支持されている。そこで、上記範囲の現像剤担持体の磁力により担持する現像剤量が十分になって中央部付近のドクタギャップが押し広げられる程度が大きくなってしまうが、大きくなっても現像剤規制部材を通過する現像剤量が長手方向で均一になるように、現像剤規制部材の長手方向中央を凸形状とする大きさを規定する。本発明者らは全ベタ画像を出力した際に画像濃度偏差が０．０５より大きくなると視覚上認識できるという観点から、後述する図９の実験で示すように、中央部の汲み上げ量ρが画像両端部の汲み上げ量ρに対して３ｍｇ／ｃｍ２より小さい、すなわち汲み上げ量偏差Δρ＜３となるように、現像剤規制部材の軸方向中央の凸形状を規定した。この現像剤規制部材の軸方向中央の凸形状を数値化するものとして、長手方向中央の両端に対する真直度の差を用いた。ここで、真直度の差は、図７に示すように現像剤規制部材のある基準を０．０００ｍｍとして左端（Ｌ位置）、中央部（Ｃ位置）、右端（Ｒ位置）での真直度を冶具測定した後、Ｃ位置の真直度と、Ｌ、Ｒ位置の真直度の平均の差である真直度（Ｃ位置−Ａｖｅ．（Ｌ、Ｒ位置)）としてあらわされる。具体的には、真直度（Ｃ位置−Ａｖｅ．（Ｌ、Ｒ位置)）が＋側に大きい程中央部の凸形状が大きいことになる。そして、後述する図１１の実験にしめすように、汲み上げ量偏差Δρ＜３とするためには、現像剤規制部材の真直度（Ｃ位置−Ａｖｅ．（Ｌ、Ｒ位置)）を０．０２〜０．０８ｍｍの範囲にすればよいことが解った。真直度（Ｃ位置−Ａｖｅ．（Ｌ、Ｒ位置)）が０．０２ｍｍより小さい、すなわち現像剤規制部材の凸形状が小さすぎると、くさび形状の作用による現像剤規制部材の中央部広がりを中央部の凸形状で補いきれずに、中央部は端部に較べ多量の現像剤通過させてしまう。一方、真直度（Ｃ位置−Ａｖｅ．（Ｌ、Ｒ位置)）が０．０８ｍｍより大きい、すなわち現像剤規制部材の凸形状が大きすぎると、くさび形状の作用により現像剤規制部材の中央部広がっても、中央部では端部に較べ少量の現像剤しか通過させないことになる。このように、汲み上げ極の磁力により現像剤攪拌搬送部材の形状に起因するムラを防止するとともに、現像剤規制部材の位置まで担持・搬送される現像剤の量が多くなっても、現像剤規制部材の長手方向中央が両端よりも凸形状となる大きさを真直度の差を用いて規定する。これにより、長手方向に対して現像剤規制部材を通過する現像剤量を均一化して、均一で適正な量の現像剤を現像領域に搬送する。
請求項１乃至９の発明によれば、２成分現像剤を用いた現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置において、現像剤担持体が長手方向に対して均一で適正な現像剤量を担持して現像領域に搬送できるように、現像剤担持体の磁力および現像剤規制部材の条件を規定した現像装置及び画像形成装置を提供できるという優れた効果がある。
以下、本発明を画像形成装置である電子写真式カラー複写機（以下、カラー複写機という）に適用した場合の実施形態について説明する。図１は、このカラー複写機の概略構成を示す構成図である。この画像形成装置の中央部には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、黒（Ｂｋ）の各色のトナー像を形成するための画像ステーション１５Ｙ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｂｋを備えている。以下、各符号の添字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋは、それぞれイエロー、シアン、マゼンダ、黒用の部材であることを示す。各画像ステーション１５Ｙ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｂｋは、像担持体としてのドラム状の感光体２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋをそれぞれ有している。
図中時計方向に回転する感光体２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋのまわりに、それぞれ帯電装置３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｂｋ、現像装置５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０Ｂｋ、クリーニング装置４０Ｙ、４０Ｃ、４０Ｍ、４０Ｂｋが順に配設されている。
各画像ステーション１５Ｙ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｂｋの下方には、ドラム状の感光体２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋにレーザ光を照射可能な露光手段としての光学ユニット８を備えている。
また、各画像ステーション１５Ｙ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｂｋの上方には、各画像ステーション１５Ｙ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｂｋにより形成されたトナー画像が転写される中間転写ベルト１１を備えた中間転写ユニット１０を備えている。中間転写ユニット１０は、中間転写ベルト１１を支持するローラを複数備えており、図中反時計回りに中間転写ベルト１１を回転可能とする。また、感光体２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｂｋに形成されたトナー像を中間転写ベルト１１上に転写する一次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋを備えている。中間転写ベルト１１の駆動方向に関して一次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｂｋより下流には、中間転写ベルト１１上に転写されたトナー像を転写紙２に転写する二次転写装置としての二次転写ローラ５を備えている。また、中間転写ベルト１１の駆動方向に関して二次転写位置より下流には、画像転写後に中間転写ベルト１１上に残留する残留トナーを除去するベルトクリーニング装置１３を備えている。
また、二次転写ローラ５の上部には、転写紙２上のトナー像を定着する定着装置６を備えている。
また、カラー複写機下部には、給紙ユニットを備えている。給紙ユニットは、給紙カセット１から転写紙２を、給紙カセット２の近傍に配設された給紙ローラ３によって中間転写ベルト１１と二次転写ローラ５との間の二次転写部へ搬送する。給紙ローラ３と二次転写ローラ５の間の転写紙搬送経路には、給紙された転写紙２の二次転写部への送り出しタイミングを図るジストローラ対４が配置されている。
また、カラー複写機上部には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、黒（Ｂｋ）の各色のトナーを収容するトナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｂｋが装填されている。
ここで、各画像ステーション１５Ｙ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｂｋの構造は同一であるので、以下各符号の添字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋを省略し、画像ステーション１５として説明をおこなう。図２は、画像ステーション１５の内部構成を示す概略構成図である。上述のように、図中時計方向に回転する感光体２０のまわりに、帯電装置３０、現像装置５０、クリーニング装置４０が順に配設されている。帯電装置３０は帯電ローラ３０Ｒであり、帯電ローラ３０Ｒ表面をクリーニングする帯電クリーニングローラ３１を備えている。現像装置４０は、開口部を有する現像剤収容部としての現像ケース５５内に、感光体２０表面に近接対向するように配置された現像剤担持体としての現像スリーブ５１を備える。クリーニング装置４０は、開口部を有するクリーニングケース４３、感光体２０の表面をクリーニングするクリーニングブレード４１、クリーニングした廃トナーを図示しない廃トナーボトルに搬送するための廃トナースクリュウ４２等より構成される。
つぎに、上記構成のカラー複写機の動作を説明する。カラー画像を得る工程について説明する。まず、画像ステーション１５Ｙ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｋにおいて、各感光体２０が帯電装置３０によって一様に帯電される。その後、光学ユニット８により、画像情報に基づきレーザ光Ｌが走査露光されて感光体２０表面に潜像が形成される。感光体２０上の潜像は、現像装置５０の現像スリーブ５１に担持された各色のトナーによって現像されてトナー像として可視像化される。感光体２０上のトナー像は、各一次転写ローラ１２の作用によって反時計回りに回転駆動される転写ベルト１１上に順次重ねて転写される。このときの各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト１１上の同じ位置に重ねて転写されるように、中間転写ベルト１１の移動方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。一次転写終了後の感光体２０は、クリーニング装置４０によってその表面がクリーニングされ、次の画像形成に備える。
一方、上記給紙カセット１内の転写紙２は、給紙カセット１の近傍に配設された給紙ローラ３によって搬送され、レジストローラ対４によって所定のタイミングで二次転写部に搬送される。そして、二次転写部において、中間転写ベルト１１上に形成されたトナー画像が転写紙２に転写される。トナー画像が転写された転写紙２は、定着ユニット６を通過することで画像定着が行われ、排出ローラ７によって機外に排出される。感光体２０と同様に、転写ベルト１１上に残った転写残のトナーは、中間転写ベルト１１に接触するベルトクリーニング装置１３によってクリーニングされる。また、トナーボトル９に充填されているトナーは、必要性に応じて図示しない搬送経路によって各現像装置５０に所定量補給される。
本実施形態のカラー複写機の具体的な画像形成条件としては、感光体２０の線速度を７８〜１８２ｍｍ/ｓｅｃとし、感光体電位は未露光部で−４００Ｖ〜―８００Ｖ、露光部で−５０Ｖ程度としている。また、現像バイアスとしては−２３０〜−６３０Ｖを印加している。感光体回転速度や印加バイアス設定はそのシステムに合わせて変えても良い。
次に、本実施形態の特徴部である現像装置５０について、図２に基づき詳しく説明する。現像装置５０は、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を用いる２成分現像装置である。現像装置５０は、現像ケース５５内に、現像ケース５５の開口部を介して感光体２０と対向するように配置された現像スリーブ５１と、現像スリーブ５１上の現像剤担持量を規制する現像剤規制部材としてのドクタブレード５２とを備えている。現像スリーブ５１はφ１８mmのアルミスリーブで感光体２０と所定間隙を形成するように配置され、アルミニウムを円筒状に形成してなる筒が回転駆動機構（不図示）によって矢印方向すなわち反時計回り方向に回転されるようにして備えられている。なお、現像スリーブ５１はアルミの他に、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体もよい。現像スリーブ５１内にはこの現像スリーブ５１の表面上に現像剤を穂立ちさせるように磁界を形成する磁界発生手段としてのマグネットローラが固定状態で備えられている。このとき現像剤を構成するキャリアは、マグネットローラローラから発せられる磁力線に沿うようにして現像スリーブ５１上にチェーン状に穂立ちされる。さらに、このチェーン状に穂立ちされたキャリアに対して帯電トナーが付着されて磁気ブラシが形成されるようになっている。
図２に示すように、マグネットローラは、ピーク磁気力がドラム状の感光体２０の中心へ向かうように設定されて対向配置された極が主極（Ｐ１極）であり、Ｐ１極から現像スリーブ５１の回転方向順にＰ２極、Ｐ３極、Ｐ４極、Ｐ５極の順に磁極が配置されている。Ｐ１極（ここではＳ磁性で法線方向磁束密度１０５ｍＴ）によって現像スリーブ５１上に形成された現像薄層が感光体２０に対して接触する状態に形成されており、この感光体２０との対向部である現像領域に位置する現像剤からトナーが現像に供される。その後、現像スリーブ５１の回転に伴ってＰ２極（ここではＮ磁性で法線方向磁束密度８７ｍＴ）によって現像剤は現像容器内に移動して戻り、現像スリーブ５１内のマグネットのＰ３（ここではＳ磁性で法線方向磁束密度５０ｍＴ）、Ｐ４極（ここではＳ磁性で法線方向磁束密度５６ｍＴ）の反発磁力によって現像スリーブ５１上から剥がされて現像容器内に落下する。
また、図３に示すように、現像スリーブ５１と平行に現像スリーブ５１と平行に現像剤攪拌搬送部材としてのφ１６ｍｍの第一攪拌スクリュウ５３が第１空間部５７に配置されている。第一攪拌スクリュウ５３は、図２中反時計方向に回転することによって、現像剤を現像スリーブ５１に常時供給するとともに、第１空間部５７内で現像スリーブ５１から剥がされた現像済みの現像剤を図３中右方から左方に向かって長手方向へ搬送しながら第１空間部５７内のフレッシュな現像剤との攪拌を行う。また、第１攪拌搬送スクリュウ５３と内壁５６ｃに仕切られた反対側にはφ１６ｍｍの第２攪拌搬送スクリュウ５４を備えている。第２攪拌搬送スクリュウ５４は、図示しないトナー補給口からトナーの補給を受ける第２空間部５８側に配置され、図２中反時計方向に回転することによって、図示しないトナー補給口から補給されたトナーとキャリアを攪拌してトナーに所定の帯電を与えながら現像剤を搬送する機能を果たしている。内壁５６ｃの一端と現像ケース５５の内側面の間には、第１空間部５７から第２空間部５８へ現像剤を送る受け渡し部５９ａが形成される。仕切壁５６の他端と現像ケース５５に内側面の間には、第２空間部５８から第１空間部５７へ現像剤を送る受け渡し部５９ｂが形成されている。これらの受け渡し部５９ａ、５９ｂを介して第２空間部５７、第２空間部５８間を循環する。そして、新たな現像剤がＰ５極（ここではＮ磁性で法線方向磁束密度８４ｍＴ）によって担持・搬送されてドクタブレード５２に送られ、現像スリーブ５１上に薄層化されて以上のサイクルを繰り返す。
ここで、Ｐ５極の法線磁束密度が小さいとき、第一搬送スクリュウ５３によって搬送されてきた現像剤を十分に現像スリーブ５１に汲み上げることができずに、現像剤の担持量が第１攪拌搬送スクリュウ５３のスクリュウピッチ状となる。このために、薄層化された現像剤も軽微な量ムラが発生したり、またドクタブレード５２通過時のストレスの差による帯電量ムラとなったりして、全ベタ画像出力時にスクリュウピッチの濃度ムラを発生させる場合がある。図８は、Ｐ５極の法線方向磁力とスクリュウピッチの程度ランクを示したものである。図８で示すように、Ｐ５極の法線方向磁力が７５ｍＴより小さいと、スクリュウピッチムラが顕在化してしまう。そこで、本実施形態のカラー複写機では、Ｐ５極の法線磁束密度は７５ｍＴ以上９５ｍＴ以下とする。
次に、上記現像装置５０に用いられるドクタブレード５２について詳細に説明する
図４は、従来よく用いられているドクタブレード５２で、金属の板部材に一回曲げを施して形成ており、ドクタブレード５２の長手方向端部には現像ケース下５６の側板に取り付けるための孔を有する取付け用突起部が設けられている。このドクタブレード５２の両端部の取付け用突起部が、現像ケース下５６の側板に固定される。また、現像ケース下５６の側板には、現像スリーブ５１が位置決めされているため、ドクタブレード５２の先端面５２−１が現像スリーブ表面に対してドクタギャップをもって対向して剤規制部となるようにドクタブレード５２を固定することができる。通常、先端面５２−１が含む長手の辺を一辺とする面５２−２の左右両端部二点止めで現像装置５０に固定されている。図５は、現像剤がドクタブレード５２を通過するときの様子である。現像剤がドクタギャップの幅によって通過する現像剤の量、すなわち汲み上げ量が変化する。長手方向で均一な所望の汲み上げ量を得るためにその構成にあったドクタギャップを設定することになる。
図４は、従来よく用いられているドクタブレード５２で、金属の板部材に一回曲げを施して形成ており、ドクタブレード５２の長手方向端部には現像ケース下５６の側板に取り付けるための孔を有する取付け用突起部が設けられている。このドクタブレード５２の両端部の取付け用突起部が、現像ケース下５６の側板に固定される。また、現像ケース下５６の側板には、現像スリーブ５１が位置決めされているため、ドクタブレード５２の先端面５２−１が現像スリーブ表面に対してドクタギャップをもって対向して剤規制部となるようにドクタブレード５２を固定することができる。通常、先端面５２−１が含む長手の辺を一辺とする面５２−２の左右両端部二点止めで現像装置５０に固定されている。図５は、現像剤がドクタブレード５２を通過するときの様子である。現像剤がドクタギャップの幅によって通過する現像剤の量、すなわち汲み上げ量が変化する。長手方向で均一な所望の汲み上げ量を得るためにその構成にあったドクタギャップを設定することになる。
ここで、図５に示すように、ドクタブレード５２の入り口側の間隙は最近接距離であるドクタギャップよりも広くなる。入り口からドクタギャップ部にかけて成すくさび形状の作用によって発生する力はドクタブレード５２の左右両端部より中央部にかかるようになり、この力により中央部付近の曲げ部分が現像剤搬送方向に向かって広がるように変形してしまうことがある。このような中央部付近の曲げ部分の変形により先端面が変位してしまうと、ドクタギャップが押し広げられて、左右両端部（Ｌ側、Ｒ側）に比べ中央部付近（Ｃ位置）を通過する現像剤の量が多くなってしまう。このため、現像剤担持体が担持して感光体との対向部に搬送する現像剤量（汲み上げ量）が現像剤担持体の長手方向に対して不均一になってしまい、結果として長手方向に濃度ムラを発生させる。
上述のように、Ｐ５極の法線方向磁力を７５ｍＴ以上とすると、Ｐ５極で担持・搬送される現像剤の量が安定するメリットの一方で、現像剤がドクタブレード５２を通過する際のトルクが上昇し、上記くさび形状の作用によって発生する力が増大して、よりドクタギャップ５２が押し広げられ、左右両端部に比べ中央部付近を通過する現像剤の量の増大程度が大きくなってしまう。
そこで、ドクタブレード５２の左右両端部に比べ中央部付近を通過する現像剤の量の増大程度と、長手方向に濃度ムラとの関係について検討した結果を説明する。図９は、現像スリーブ５１の長手方向中央部の汲み上げ量ρを下限３６ｍｇ／ｃｍ２および５６ｍｇ／ｃｍ２にそれぞれ固定して、画像左部相当の汲み上げ量ρを振ったときの、汲み上げ量偏差Δρ（中央部-左側）と濃度偏差ΔＩＤ（中央部-左側）の関係を示したものである。ここで、汲み上げ量ρを下限３６ｍｇ／ｃｍ２とは、汲み上げ量がこの値を下回ると、全ベタ画像濃度が低くなり過ぎてしまう値である。図９より、中央部中央部の汲み上げ量ρが画像左側相当の汲み上げ量ρに対して３ｍｇ／ｃｍ２より多くなる、すなわちΔρ（中央部-左側）＞３となると、全ベタ画像を出力した際に画像濃度偏差が０．０５より大きくなり視覚上認識できるという観点からＮＧとなる。Δρ（中央部-左側）がマイナス側は、ΔＩＤの変動は小さい。ρとして３６ｍｇ／ｃｍ２以上あればΔρ（中央部-左側）が１０まであっても問題無いことを示している。これが、先に３６ｍｇ／ｃｍ２を下限とした所以である。ここで、画像左側相当を選んだ理由は特になく、画像右側相当を選んでも同様の結果になることを踏まえてである。
図９の結果に基づき、ドクタブレード５２の形状について検討する。図６は、現像スリーブ５４と対向するドクタブレード５２の先端面５２−１が長手方向で凸形状となっているものであり、Ｃ位置のドクタギャップをＬ側、Ｒ側よりも予め狭めに設定することが可能となる。これにより、実機内にて現像剤がドクタギャップを通過して中央部付近の曲げ部分の変形により先端面の位置が変位した際、Ｃ位置のドクタギャップが広がりＬ、Ｒ、Ｃ長手方向の現像剤通過量（汲み上げ量）を均一にすることが可能と考えられる。
そこで、より具体的に、ドクタブレード５２の先端面５２−１を凸形状とする大きさについて、以下の実験をおこなった。Ｃ位置の凸程度を水準振りする目的で、Ｌ、Ｒ位置の真直度を基準０として、Ｃ位置の真直度を振ったドクタブレードを６本（表１Ｓａｍｐｌｅ１〜６参照）使用し、以下の方法で汲み上げ量ρを測定した。
なお、表１にしめすＣ位置での凸形状の程度の大きさを数値化するものとして真直度の差を用いた。真直度の差は、図７に示すようにある基準を０．０００ｍｍとしてＬ位置、Ｃ位置、Ｒ位置での真直度を冶具測定した後、Ｃ位置の真直度と、Ｌ、Ｒ位置の真直度の平均の差、真直度（Ｃ位置−Ａｖｅ．（Ｌ、Ｒ位置)）により求めたものである。真直度の差、すなわち真直度（Ｃ位置−Ａｖｅ．（Ｌ、Ｒ位置)）の数値が＋側に大きい程中央部の凸形状が大きいことになる。ドクタギャップ（ＤＧ）は０．３５、０．４５、０．５５ｍｍの三水準とし、このときのＣ位置のρはそれぞれ３６、４６、５６ｍｇ／ｃｍ２であった。ドクタブレードは非磁性系のＳＵＳ材ＸＭ−７（ＪＩＳ名称）、厚さ１．５ｍｍを使用し、現像スリーブ５１は長手方向全域での振れ精度０．００２ｍｍ以下の高精度品を固定使用した。また、現像剤は平均粒径３５μmのフェライト芯材にアクリル樹脂コートを施したキャリアと、平均粒径６．８μｍのトナーの２成分現像剤（重量パーセント濃度１０ｗｔ％）の使用済み品（Ａ４サイズ、画像面積率５％、縦２枚／１ｊｏｂのプリントを２５０００ｊｏｂ実施した現像剤）を用いた。ドクタギャップを０．３５、０．４５、０．５５ｍｍ狙いで振り、ドクタブレードＳａｍｐｌｅ１〜６それぞれについてＬ、Ｃ、Ｒ三箇所の汲み上げ量を測定した。汲み上げ量値としては、スリーブ周方向４箇所の汲み上げ量を測定した平均値を示している。図１０に、真直度（Ｃ位置−Ａｖｅ．（Ｌ、Ｒ位置)）と汲上げ量（Ｃ位置−Ａｖｅ．（Ｌ、Ｒ位置)）との関係を示す。図１０にしめすように、凸程度をしめす真直度（Ｃ位置−Ａｖｅ．（Ｌ、Ｒ位置)）を０．０５ｍｍ程度にすると上記汲み上げ量３６、４６、５６ｍｇ／ｃｍ２の範囲で、現像スリーブ５１長手方向の汲み上げ量バラツキである汲上げ量（Ｃ位置−Ａｖｅ．（Ｌ、Ｒ位置)）が最も小さくなることがわかる。また、上述図９の結果よりベタ画像を出力したときの視覚的なＮＧの境界であるΔρは３ｍｇ／ｃｍ２であったから、図１０よりΔρを３以下に抑えるためには凸程度である真直度＜Ｃ位置−Ａｖｅ．（Ｌ、Ｒ位置)）を０．０２〜０．０８ｍｍの範囲にすればよいことが判る。なお、この結果については、現像スリーブ５１線速としては、１０１〜３６４ｍｍ／ｓｅｃの範囲、Ｐ５極の法線磁束密度は７５ｍＴ以上９５ｍＴ以下の範囲で検討したが、同様の結果が得られた。
なお、表１にしめすＣ位置での凸形状の程度の大きさを数値化するものとして真直度の差を用いた。真直度の差は、図７に示すようにある基準を０．０００ｍｍとしてＬ位置、Ｃ位置、Ｒ位置での真直度を冶具測定した後、Ｃ位置の真直度と、Ｌ、Ｒ位置の真直度の平均の差、真直度（Ｃ位置−Ａｖｅ．（Ｌ、Ｒ位置)）により求めたものである。真直度の差、すなわち真直度（Ｃ位置−Ａｖｅ．（Ｌ、Ｒ位置)）の数値が＋側に大きい程中央部の凸形状が大きいことになる。ドクタギャップ（ＤＧ）は０．３５、０．４５、０．５５ｍｍの三水準とし、このときのＣ位置のρはそれぞれ３６、４６、５６ｍｇ／ｃｍ２であった。ドクタブレードは非磁性系のＳＵＳ材ＸＭ−７（ＪＩＳ名称）、厚さ１．５ｍｍを使用し、現像スリーブ５１は長手方向全域での振れ精度０．００２ｍｍ以下の高精度品を固定使用した。また、現像剤は平均粒径３５μmのフェライト芯材にアクリル樹脂コートを施したキャリアと、平均粒径６．８μｍのトナーの２成分現像剤（重量パーセント濃度１０ｗｔ％）の使用済み品（Ａ４サイズ、画像面積率５％、縦２枚／１ｊｏｂのプリントを２５０００ｊｏｂ実施した現像剤）を用いた。ドクタギャップを０．３５、０．４５、０．５５ｍｍ狙いで振り、ドクタブレードＳａｍｐｌｅ１〜６それぞれについてＬ、Ｃ、Ｒ三箇所の汲み上げ量を測定した。汲み上げ量値としては、スリーブ周方向４箇所の汲み上げ量を測定した平均値を示している。図１０に、真直度（Ｃ位置−Ａｖｅ．（Ｌ、Ｒ位置)）と汲上げ量（Ｃ位置−Ａｖｅ．（Ｌ、Ｒ位置)）との関係を示す。図１０にしめすように、凸程度をしめす真直度（Ｃ位置−Ａｖｅ．（Ｌ、Ｒ位置)）を０．０５ｍｍ程度にすると上記汲み上げ量３６、４６、５６ｍｇ／ｃｍ２の範囲で、現像スリーブ５１長手方向の汲み上げ量バラツキである汲上げ量（Ｃ位置−Ａｖｅ．（Ｌ、Ｒ位置)）が最も小さくなることがわかる。また、上述図９の結果よりベタ画像を出力したときの視覚的なＮＧの境界であるΔρは３ｍｇ／ｃｍ２であったから、図１０よりΔρを３以下に抑えるためには凸程度である真直度＜Ｃ位置−Ａｖｅ．（Ｌ、Ｒ位置)）を０．０２〜０．０８ｍｍの範囲にすればよいことが判る。なお、この結果については、現像スリーブ５１線速としては、１０１〜３６４ｍｍ／ｓｅｃの範囲、Ｐ５極の法線磁束密度は７５ｍＴ以上９５ｍＴ以下の範囲で検討したが、同様の結果が得られた。
次に、本実施形態のカラー複写機で用いられる、２成分現像剤について説明する。この現像剤を構成する磁性キャリアの粒径は２０μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。このような範囲の粒径の磁性キャリアを用いることにより、画像の粒状度が向上し、高画質を経時で維持することが可能となる。磁性キャリアの粒径を従来よりも小型化にし、さらに粒径範囲を制御することで、作像時の現像剤穂（キャリアチェーン）の太さを均一に細くすることが可能になる。従って、より緻密なトナーの受渡しをすることができる。また、現像スリーブ５１上の単位面積当たりにおける現像剤穂の密度も多くなるので、感光体２０上の潜像に隙間なくトナーの受渡しが可能になる。
また、磁性キャリアとしては、磁性体の芯材に対して樹脂コート膜を有するものであって、その樹脂コート膜がアクリル等の熱可塑性樹脂と、メラニン樹脂とを架橋させた樹脂成分、帯電調整剤を含有させたものが好ましい。かかる磁性キャリアを用いることにより、現像剤中の磁性キャリアの形状摩耗を防止し、現像スリーブ５１との摩擦係数低下による剤搬送性の変動、汲み上げ量の変動を防止して高画質を経時で維持することができる。
また、本発明は特に以下に示すような小粒径化、球形化したトナーを用いる場合において有効である。使用する現像剤を構成するトナーは、体積平均粒径３〜８μｍであり、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の範囲にあることが好ましい。このような小粒径のトナーを用いることで、潜像に対して緻密にトナーを付着させることができることで、低いトナー濃度（トナーとキャリアの質量和のうち、トナー質量の占める割合）で済む。よって、結果的にトナーの飛散量が減少するため、空隙保持部材へのトナーによる汚染も少なくすることができる。しかしながら、上記範囲よりも体積平均粒径が小さい場合、２成分現像剤では現像装置における長期の攪拌において磁性キャリアの表面にトナーが融着し、磁性キャリアの帯電能力を低下させやすくなる。逆に、トナーの体積平均粒径が上記範囲よりも大きい場合には、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒径の変動が大きくなる場合が多い。
また、粒径分布を狭くすることで、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、転写率を高くすることができる。しかしながら、Ｄｖ／Ｄｎが１．４０を超えると、帯電量分布が広くなり、解像力も低下するため好ましくない。なお、トナーの平均粒径及び粒度分布は、コールターカウンターＴＡ−ＩＩ、コールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）を用いて測定することができる。本発明においてはコールターカウンターＴＡ−ＩＩ型を用い個数分布、体積分布を出力するインターフェイス（日科技研社製）及びパーソナルコンピュータ（ＰＣ９８０１：ＮＥＣ社製）に接続し、測定した。
図１１は形状係数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。同１１（ａ）は形状係数ＳＦ−１、図１１（ｂ）は形状係数ＳＦ−２を説明するための図である。同１１（ａ）、（ｂ）において符号Ａは任意平面への投影像の面積、Ｌｍａｘはその投影像の最大径、Ｌｐｅｒは同じく最大周長をそれぞれ示す。
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。トナーを二次元平面に投影してできる形状の最大長Ｌｍａｘの二乗を図形面積Ａで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−１＝｛（Ｌｍａｘ）２／Ａ｝×（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。トナーを二次元平面に投影してできる図形の周長Ｌｐｅｒの二乗を図形面積Ａで除して、１００／（４π）を乗じた値である。
ＳＦ−２＝｛（Ｌｐｅｒ）２／Ａ｝×１００／（４π） ・・・式（２）
ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
本カラー複写機で使用するトナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあることが好ましい。
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２０との接触が点接触に近くなるために、トナー同士の吸着力は弱くなり、したがって流動性が高くなり、また、トナーと感光体２０との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。一方、球形トナーはクリーニングブレード５２と感光体２０との間隙に入り込みやすいため、トナーの形状係数ＳＦ−１またはＳＦ−２はある程度大きい方がよい。また、ＳＦ−１とＳＦ−２が大きくなると、画像上にトナーが散ってしまい画像品位が低下する。このために、ＳＦ−１とＳＦ−２は１８０を越えない方が好ましい。なお、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。
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。トナーを二次元平面に投影してできる形状の最大長Ｌｍａｘの二乗を図形面積Ａで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−１＝｛（Ｌｍａｘ）２／Ａ｝×（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。トナーを二次元平面に投影してできる図形の周長Ｌｐｅｒの二乗を図形面積Ａで除して、１００／（４π）を乗じた値である。
ＳＦ−２＝｛（Ｌｐｅｒ）２／Ａ｝×１００／（４π） ・・・式（２）
ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
本カラー複写機で使用するトナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあることが好ましい。
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２０との接触が点接触に近くなるために、トナー同士の吸着力は弱くなり、したがって流動性が高くなり、また、トナーと感光体２０との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。一方、球形トナーはクリーニングブレード５２と感光体２０との間隙に入り込みやすいため、トナーの形状係数ＳＦ−１またはＳＦ−２はある程度大きい方がよい。また、ＳＦ−１とＳＦ−２が大きくなると、画像上にトナーが散ってしまい画像品位が低下する。このために、ＳＦ−１とＳＦ−２は１８０を越えない方が好ましい。なお、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。
本実施形態のカラー複写機に好適に用いられるトナーは、例えば、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、離型剤を有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋および／または伸長反応させて得られるトナーである。ここで、「架橋および／または伸長反応」と表現したのは、「架橋、と伸長反応の少なくとも一方を実施すること」を意味する。
以下に、トナーの構成材料および製造方法の例を挙げて説明する。
以下に、トナーの構成材料および製造方法の例を挙げて説明する。
（ｉ）変性ポリエステル
本発明に係るトナーはバインダ樹脂として変性ポリエステルを含む。変性ポリエステルとしては、ポリエステル樹脂中にエステル結合以外の結合基が存在したり、またポリエステル樹脂中に構成の異なる樹脂成分が共有結合、イオン結合などで結合した状態をさす。具体的には、ポリエステル末端に、カルボン酸基、水酸基と反応するイソシアネート基などの官能基を導入し、さらに活性水素含有化合物と反応させ、ポリエステル末端を変性したものを指す。
変性ポリエステルとしては、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）とアミン類（Ｂ）との反応により得られるウレア変性ポリエステルなどが挙げられる。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、多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の重縮合物で、かつ活性水素基を有するポリエステルを、さらに多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）と反応させたものなどが挙げられる。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及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。
ウレア変性ポリエステルは、以下のようにして生成される。
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を超えて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。
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。
本発明で用いられる変性ポリエステルは、ワンショット法、プレポリマー法により製造される。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。この時のピーク分子量は１０００〜１００００が好ましく、１０００未満では伸長反応しにくくトナーの弾性が少なくその結果耐ホットオフセット性が悪化する。また１００００を超えると定着性の低下や粒子化や粉砕において製造上の課題が高くなる。変性ポリエステルの数平均分子量は、後述の変性されていない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。変性ポリエステル単独の場合は、数平均分子量は、通常２００００以下、好ましくは１０００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００である。２００００を超えると低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
変性ポリエステルを得るためのポリエステルプレポリマー（Ａ）とアミン類（Ｂ）との架橋および／または伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン（ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど）、およびそれらをブロックしたもの（ケチミン化合物）などが挙げられる。
なお、生成するポリマーの分子量は、ＴＨＦを溶媒としゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて測定することができる。
本発明に係るトナーはバインダ樹脂として変性ポリエステルを含む。変性ポリエステルとしては、ポリエステル樹脂中にエステル結合以外の結合基が存在したり、またポリエステル樹脂中に構成の異なる樹脂成分が共有結合、イオン結合などで結合した状態をさす。具体的には、ポリエステル末端に、カルボン酸基、水酸基と反応するイソシアネート基などの官能基を導入し、さらに活性水素含有化合物と反応させ、ポリエステル末端を変性したものを指す。
変性ポリエステルとしては、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）とアミン類（Ｂ）との反応により得られるウレア変性ポリエステルなどが挙げられる。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、多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の重縮合物で、かつ活性水素基を有するポリエステルを、さらに多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）と反応させたものなどが挙げられる。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及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。
ウレア変性ポリエステルは、以下のようにして生成される。
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を超えて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。
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。
本発明で用いられる変性ポリエステルは、ワンショット法、プレポリマー法により製造される。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。この時のピーク分子量は１０００〜１００００が好ましく、１０００未満では伸長反応しにくくトナーの弾性が少なくその結果耐ホットオフセット性が悪化する。また１００００を超えると定着性の低下や粒子化や粉砕において製造上の課題が高くなる。変性ポリエステルの数平均分子量は、後述の変性されていない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。変性ポリエステル単独の場合は、数平均分子量は、通常２００００以下、好ましくは１０００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００である。２００００を超えると低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
変性ポリエステルを得るためのポリエステルプレポリマー（Ａ）とアミン類（Ｂ）との架橋および／または伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン（ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど）、およびそれらをブロックしたもの（ケチミン化合物）などが挙げられる。
なお、生成するポリマーの分子量は、ＴＨＦを溶媒としゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて測定することができる。
（ｉｉ）未変性ポリエステル
本発明においては、前記変性された（ｉ）ポリエステル（以下単に（ｉ）と表記する）単独使用だけでなく、この（ｉ）と共に、（ｉｉ）未変性ポリエステル（以下単に（ｉｉ）と表記する）をバインダ樹脂成分として含有させることもできる。（ｉｉ）を併用することで、低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が向上し、単独使用より好ましい。（ｉｉ）としては、前記（ｉ）のポリエステル成分と同様な多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）との重縮合物などが挙げられ、好ましいものも（ｉ）と同様である。また、（ｉｉ）は無変性のポリエステルだけでなく、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。（ｉ）と（ｉｉ）は少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。したがって、（ｉ）のポリエステル成分と（ｉｉ）は類似の組成が好ましい。（ｉｉ）を含有させる場合の（ｉ）と（ｉｉ）の重量比は、通常５／９５〜８０／２０、好ましくは５／９５〜３０／７０、さらに好ましくは５／９５〜２５／７５、特に好ましくは７／９３〜２０／８０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。
（ｉｉ）のピーク分子量は、通常１０００〜１００００、好ましくは２０００〜８０００、さらに好ましくは２０００〜５０００である。１０００未満では耐熱保存性が悪化し、１００００を超えると低温定着性が悪化する。（ｉｉ）の水酸基価は５以上であることが好ましく、さらに好ましくは１０〜１２０、特に好ましくは２０〜８０である。５未満では耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。（ｉｉ）の酸価は１〜５が好ましく、より好ましくは２〜４である。ワックスに高酸価ワックスを使用するため、バインダは低酸価バインダが帯電や高体積抵抗につながるので２成分系現像剤に用いるトナーにはマッチしやすい。
バインダ樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は通常３５〜７０℃、好ましくは５５〜６５℃である。３５℃未満ではトナーの耐熱保存性が悪化し、７０℃を超えると低温定着性が不十分となる。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、本発明のトナーにおいては、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。
なお、ガラス転移点（Ｔｇ）は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）によって測定することができる。
本発明においては、前記変性された（ｉ）ポリエステル（以下単に（ｉ）と表記する）単独使用だけでなく、この（ｉ）と共に、（ｉｉ）未変性ポリエステル（以下単に（ｉｉ）と表記する）をバインダ樹脂成分として含有させることもできる。（ｉｉ）を併用することで、低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が向上し、単独使用より好ましい。（ｉｉ）としては、前記（ｉ）のポリエステル成分と同様な多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）との重縮合物などが挙げられ、好ましいものも（ｉ）と同様である。また、（ｉｉ）は無変性のポリエステルだけでなく、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。（ｉ）と（ｉｉ）は少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。したがって、（ｉ）のポリエステル成分と（ｉｉ）は類似の組成が好ましい。（ｉｉ）を含有させる場合の（ｉ）と（ｉｉ）の重量比は、通常５／９５〜８０／２０、好ましくは５／９５〜３０／７０、さらに好ましくは５／９５〜２５／７５、特に好ましくは７／９３〜２０／８０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。
（ｉｉ）のピーク分子量は、通常１０００〜１００００、好ましくは２０００〜８０００、さらに好ましくは２０００〜５０００である。１０００未満では耐熱保存性が悪化し、１００００を超えると低温定着性が悪化する。（ｉｉ）の水酸基価は５以上であることが好ましく、さらに好ましくは１０〜１２０、特に好ましくは２０〜８０である。５未満では耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。（ｉｉ）の酸価は１〜５が好ましく、より好ましくは２〜４である。ワックスに高酸価ワックスを使用するため、バインダは低酸価バインダが帯電や高体積抵抗につながるので２成分系現像剤に用いるトナーにはマッチしやすい。
バインダ樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は通常３５〜７０℃、好ましくは５５〜６５℃である。３５℃未満ではトナーの耐熱保存性が悪化し、７０℃を超えると低温定着性が不十分となる。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、本発明のトナーにおいては、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。
なお、ガラス転移点（Ｔｇ）は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）によって測定することができる。
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、リトボンおよびそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常１〜１５重量％、好ましくは３〜１０重量％である。
着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダ樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレンおよびその置換体の重合体、あるいはこれらとビニル化合物との共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
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、リトボンおよびそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常１〜１５重量％、好ましくは３〜１０重量％である。
着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダ樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレンおよびその置換体の重合体、あるいはこれらとビニル化合物との共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、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、バインダ樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダ樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の範囲で用いられる。好ましくは、０．２〜５重量部の範囲がよい。１０重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像スリーブとの静電気的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
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、バインダ樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダ樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の範囲で用いられる。好ましくは、０．２〜５重量部の範囲がよい。１０重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像スリーブとの静電気的吸引力が増大し、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。ロウ類およびワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、およびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。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および、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−ｎ−ステアリルメタクリレート、ポリ−ｎ−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体（例えば、ｎ−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等）等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダ樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。
離型剤としては、融点が５０〜１２０℃の低融点のワックスが、バインダ樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの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。ロウ類およびワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、およびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。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および、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−ｎ−ステアリルメタクリレート、ポリ−ｎ−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体（例えば、ｎ−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等）等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダ樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。
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および疎水性酸化チタン微粒子の添加量が０．３〜１．５ｗｔ％の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。
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および疎水性酸化チタン微粒子の添加量が０．３〜１．５ｗｔ％の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。
トナーの製造方法
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。
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。
第１工程
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。
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。
第２工程
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）カルボン酸および金属塩、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有する脂肪族１級、２級もしくは２級アミン酸、パーフルオロアルキル（Ｃ６−Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンＳ−１２１（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−１３５（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−２０２（ダイキン工業杜製）、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、および３μｍ、ポリスチレン微粒子０．５μｍおよび２μｍ、ポリ（スチレン―アクリロニトリル）微粒子１μｍ、商品名では、ＰＢ−２００Ｈ（花王社製）、ＳＧＰ（総研社製）、テクノポリマー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。
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）カルボン酸および金属塩、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有する脂肪族１級、２級もしくは２級アミン酸、パーフルオロアルキル（Ｃ６−Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンＳ−１２１（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−１３５（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−２０２（ダイキン工業杜製）、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、および３μｍ、ポリスチレン微粒子０．５μｍおよび２μｍ、ポリ（スチレン―アクリロニトリル）微粒子１μｍ、商品名では、ＰＢ−２００Ｈ（花王社製）、ＳＧＰ（総研社製）、テクノポリマー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。
第３工程
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、分子鎖の架橋および／または伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー（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。
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、分子鎖の架橋および／または伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー（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。
第４工程
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。
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。
第５工程
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。
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１２（ａ），（ｂ），（ｃ）はトナーの形状を模式的に示す図である。同図において符号ｒはトナーを平面に投影したときの径を示す。図１２（ａ），（ｂ），（ｃ）において、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、本実施形態のカラー複写機発明のトナーは、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）（図１２（ｂ）参照）が０．５〜１．０で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）（図１２（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。
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。
また、上記カラー複写機において、現像装置５０と、感光体２０、帯電装置３０、またはクリーニング装置２から選ばれる少なくともとひとつを一体的に形成し、本体に着脱可能なプロセスカートリッジとしてもよい。その一例として、図１３に、現像装置５０と、感光体２０と、帯電装置３０と、クリーニング装置４０とをカートリッジ形態としたプロセスカートリッジ６０を示す。また、図１４はイエロー・シアン・マゼンタ・ブラック各色のプロセスカートリッジ６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｂｋが装置本体から抜き取られようとしている状態をしめす図である。これらのプロセスカートリッジ６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｂｋは、カラー複写機本体に固定された図示しないガイドレールに沿って、本体から引き出すことができる。また、このプロセスカートリッジ６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０Ｂｋを本体に押し込むことによって、トナー像形成手段２Ｍ、Ｙ、Ｃ、Ｋを所定の位置に装填することができる。これによって、ユーザーはカートリッジ形態で感光体２０、現像装置５０、帯電装置３０、クリーニング装置４０をまとめて交換することができる。
以上、本実施形態に係るカラー複写機においては、ドクタブレード５２の位置まで２成分現像剤を担持する磁極（Ｐ５極）の法線方向磁束密度を７５ｍＴ以上９５ｍＴ以下とし、かつ、ドクタブレード５２の長手方向中央を凸形状とし、両端に対する真直度の差を０．０２〜０．０８ｍｍにするようにする。これにより、Ｐ５極の磁力により十分な量の現像剤が汲み上げて現像剤攪拌搬送部材の形状によるピッチムラを防止する。さらに、ドクタギャップの形状により、現像剤規制部材を通過する現像剤量が均一になるようにする。
また、２成分現像剤に用いられる磁性キャリアは平均粒径が２０μｍ以上５０μｍ以下である。磁性体の芯材にアクリル等の熱可塑性樹脂とメラニン樹脂とを架橋させた樹脂部分と、帯電調整材とを含有させた樹脂コート層を有するものとする。このような範囲の粒径の磁性キャリアを用いることにより、画像の粒状度が向上し、高画質を経時で維持することが可能となる。このように、磁性キャリアの粒径を従来よりも小型化にし、さらに粒径範囲を制御することで、作像時の現像剤穂（キャリアチェーン）の太さを均一に細くすることが可能になる。従って、より緻密なトナーの受渡しをすることができる。また、現像スリーブ５１上の単位面積当たりにおける現像剤穂の密度も多くなるので、感光体２０上の潜像に隙間なくトナーの受渡しが可能になる。また、このような構成の磁性キャリアを用いることにより、現像剤中の磁性キャリアの形状摩耗を防止し、現像スリーブ51との摩擦係数低下による剤搬送性の変動、汲み上げ量の変動を防止して高画質を経時で維持することができる。
また、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の範囲とする。このような小粒径のトナーを用いることで、潜像に対して緻密にトナーを付着させることができることで低いトナー濃度で済む。よって、結果的にトナーの飛散量が減少するため、空隙保持部材へのトナーによる汚染も少なくすることができる。しかしながら、上記範囲よりも体積平均粒径が小さい場合、２成分現像剤では現像装置における長期の攪拌において磁性キャリアの表面にトナーが融着し、磁性キャリアの帯電能力を低下させやすくなる。逆に、トナーの体積平均粒径が上記範囲よりも大きい場合には、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒径の変動が大きくなる場合が多い。また、粒径分布を狭くすることで、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、転写率を高くすることができる。しかしながら、Ｄｖ／Ｄｎが１．４０を超えると、帯電量分布が広くなり、解像力も低下するため好ましくない。
また、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の範囲とする。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、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。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。
また、上記トナーは、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、ポリエステルと、着色剤、離型剤を有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／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。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、その結果高品位な画像を得ることができる。
また、トナーは略球形状とすることで、高品位な画像を得ることができる。
また、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の範囲にあるものとする。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。これにより、高品位な画像を得ることができる。
また、現像装置５０と、感光体２０、帯電装置３０、またはクリーニング装置４０から選ばれる少なくともとひとつを一体的に形成し、本体に着脱可能なプロセスカートリッジとしてもよい。これによって、ユーザーはカートリッジ形態で現像装置５０等をまとめて交換することができ、メンテナンス性が向上する。
また、２成分現像剤に用いられる磁性キャリアは平均粒径が２０μｍ以上５０μｍ以下である。磁性体の芯材にアクリル等の熱可塑性樹脂とメラニン樹脂とを架橋させた樹脂部分と、帯電調整材とを含有させた樹脂コート層を有するものとする。このような範囲の粒径の磁性キャリアを用いることにより、画像の粒状度が向上し、高画質を経時で維持することが可能となる。このように、磁性キャリアの粒径を従来よりも小型化にし、さらに粒径範囲を制御することで、作像時の現像剤穂（キャリアチェーン）の太さを均一に細くすることが可能になる。従って、より緻密なトナーの受渡しをすることができる。また、現像スリーブ５１上の単位面積当たりにおける現像剤穂の密度も多くなるので、感光体２０上の潜像に隙間なくトナーの受渡しが可能になる。また、このような構成の磁性キャリアを用いることにより、現像剤中の磁性キャリアの形状摩耗を防止し、現像スリーブ51との摩擦係数低下による剤搬送性の変動、汲み上げ量の変動を防止して高画質を経時で維持することができる。
また、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の範囲とする。このような小粒径のトナーを用いることで、潜像に対して緻密にトナーを付着させることができることで低いトナー濃度で済む。よって、結果的にトナーの飛散量が減少するため、空隙保持部材へのトナーによる汚染も少なくすることができる。しかしながら、上記範囲よりも体積平均粒径が小さい場合、２成分現像剤では現像装置における長期の攪拌において磁性キャリアの表面にトナーが融着し、磁性キャリアの帯電能力を低下させやすくなる。逆に、トナーの体積平均粒径が上記範囲よりも大きい場合には、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒径の変動が大きくなる場合が多い。また、粒径分布を狭くすることで、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、転写率を高くすることができる。しかしながら、Ｄｖ／Ｄｎが１．４０を超えると、帯電量分布が広くなり、解像力も低下するため好ましくない。
また、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の範囲とする。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、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。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。
また、上記トナーは、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、ポリエステルと、着色剤、離型剤を有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／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。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、その結果高品位な画像を得ることができる。
また、トナーは略球形状とすることで、高品位な画像を得ることができる。
また、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の範囲にあるものとする。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。これにより、高品位な画像を得ることができる。
また、現像装置５０と、感光体２０、帯電装置３０、またはクリーニング装置４０から選ばれる少なくともとひとつを一体的に形成し、本体に着脱可能なプロセスカートリッジとしてもよい。これによって、ユーザーはカートリッジ形態で現像装置５０等をまとめて交換することができ、メンテナンス性が向上する。
１ 給紙カセット
２ 転写紙
３ 給紙ローラ
４ レジストローラ
５ 二次転写ローラ
６ 定着ユニット
８ 光学ユニット
９ トナーボトル
１０ 中間転写ユニット
１１ 中間転写ベルト
１２ 一次転写ローラ
１３ ベルトクリーニング装置
１５ 画像ステーション
２０ 感光体
３０ 帯電装置
４０ クリーニング装置
５０ 現像装置
５１ 現像スリーブ
５２ ドクタブレード
５２−１ 先端面
５３ 第１攪拌搬送スクリュウ
５４ 第２攪拌搬送スクリュウ
５５ 現像ケース
５６ 仕切壁
６０ プロセスカートリッジ
２ 転写紙
３ 給紙ローラ
４ レジストローラ
５ 二次転写ローラ
６ 定着ユニット
８ 光学ユニット
９ トナーボトル
１０ 中間転写ユニット
１１ 中間転写ベルト
１２ 一次転写ローラ
１３ ベルトクリーニング装置
１５ 画像ステーション
２０ 感光体
３０ 帯電装置
４０ クリーニング装置
５０ 現像装置
５１ 現像スリーブ
５２ ドクタブレード
５２−１ 先端面
５３ 第１攪拌搬送スクリュウ
５４ 第２攪拌搬送スクリュウ
５５ 現像ケース
５６ 仕切壁
６０ プロセスカートリッジ
Claims (9)
- トナーと磁性キャリアからなる２成分現像剤を攪拌搬送する現像剤攪拌搬送部材と、複数の磁極を形成する磁界発生手段を内包する回転可能な非磁性のスリーブからなり、該現像剤攪拌搬送部材に攪拌搬送された２成分現像剤を磁力により該スリーブ表面に汲み上げて担持して潜像担持体との対向領域に搬送する現像剤担持体と、該現像剤担持体の表面に対向して配置され該現像剤担持体に担持搬送される２成分現像剤の量を規制する現像剤規制部材とを備えた現像装置において、
上記現像剤担持体が上記現像剤規制部材と対向する位置まで上記２成分現像剤を担持する上記磁界発生手段の磁極の法線方向磁束密度が７５ｍＴ以上９５ｍＴ以下であり、該現像剤規制部材は金属の板部材に一回曲げを施して形成した部材の先端面が該現像剤担持体の表面に対向して配置されるように長手方向両端で現像装置筐体に支持したものであり、かつ、該先端面の長手方向中央が両端に対して０．０２〜０．０８ｍｍの真直度の差を有する凸形状であることを特徴とする現像装置。 - 請求項１の現像装置において、上記磁性キャリアは平均粒径が２０μｍ以上５０μｍ以下であり、磁性体の芯材にアクリル等の熱可塑性樹脂とメラニン樹脂とを架橋させた樹脂部分と、帯電調整材とを含有させた樹脂コート層を有するものであることを特徴とする現像装置。
- 請求項１または２の現像装置において、上記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現像装置。
- 請求項１、２または３の現像装置において、上記トナーは形状係数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現像装置。
- 請求項１、２、３または４の現像装置において、上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、ポリエステルと、着色剤、離型剤を有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／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現像装置。
- 請求項１、２、３、４または５の現像装置において、上記トナーは略球形状であることを特徴とする現像装置。
- 請求項１、２、３、４または５の現像装置において、上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現像装置。
- 現像装置と、像担持体、帯電装置またはクリーニング装置から選ばれる少なくともとひとつとを一体的に構成した、画像形成装置本体に脱着可能なプロセスカートリッジにおいて、上記現像装置として請求項１、２、３、４、５、６または７の現像装置を採用することを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 静電潜像を担持する像担持体と、該静電潜像をトナー像化する現像装置とを備えた画像形成装置において、
上記現像装置として請求項１、２、３、４、５、６または７の現像装置を採用することを特徴とする画像形成装置。
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|---|---|---|---|
| JP2005317563A JP2007121964A (ja) | 2005-10-31 | 2005-10-31 | 現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 |
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|---|---|
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| JP2005317563A Pending JP2007121964A (ja) | 2005-10-31 | 2005-10-31 | 現像装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 |
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- 2005-10-31 JP JP2005317563A patent/JP2007121964A/ja active Pending
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