JP2008033197A - トナー補給制御装置、画像形成装置及びトナー補給制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】機械固有のより正確な残量検出を可能とするトナー補給制御装置、画像形成装置及びトナー補給制御方法を提供する。また、正確な残量情報をユーザに伝えることができ、早期にトナー補給装置の故障を判別でき、ユーザのダウンタイムを低減することができるトナー補給制御装置、画像形成装置及びトナー補給制御方法を提供する。
【解決手段】トナーを収納したトナーカートリッジから現像器へトナーを供給するためのトナー供給装置を備え、前記トナー供給装置の駆動時間によりトナー消費量を計算する計算手段を持つトナー補給制御装置において、前記トナー供給装置の駆動時間により求められた計算消費量と、実際に前記トナーカートリッジから消費されたトナー消費量を比較し、次回からの消費量計算の係数を変更するフィードバック制御を持つトナー補給制御装置、画像形成装置１００及びトナー補給制御方法である。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、レーザプリンタ等の画像形成装置に使用するトナー補給制御装置、画像形成装置及びトナー補給制御方法に関するものである。

複写機やレーザプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置は、感光体上に形成された静電潜像に現像装置から供給される、トナーの付着により可視像化されて、記録紙に転写し、定着工程により紙に定着されて記録物となるプロセス工程により成り立っている。トナーは現像により消費されるので、画像形成装置本体に備えられたトナー供給装置により消費分を現像装置へ補給されるようになっている。
トナー補給装置にはトナーを収納したトナー収納容器（以下、トナーカートリッジ）が着脱自在に設けられ、トナーカートリッジが空になると、あらかじめ用意されているトナー充填済みの新しいトナーカートリッジと交換される。
また、トナーカートリッジ内のトナー残量を知らせる手段として従来では画像形成装置の操作部等へは、何も表示しない「フル状態」、まもなくなくなる「ニアエンド状態」、トナーが無くなった「エンド状態」を表示したり、画像形成装置にネットワーク上で繋げられたＰＣに「○○％」等でトナー残量の表示を行なっている。ユーザはこの表示をたよりに新しいトナーカートリッジを用意したり、サービスステーションに発注したりする。また、近年ではネットワークに繋げられたＰＣを通して自動的に発注ができるものもある。

しかしながら、ユーザへ通知している残量情報が実際の残量とずれている場合、例えば実際の残量が多い場合は、次のトナーカートリッジを用意しているがなかなかトナーエンドにならない。また、逆に実際の残量が少ない場合は、次のカートリッジの準備が間に合わなかったりしてユーザの業務に支障を与えかねない。そのため、より高精度なトナー消費量検出が必要となる。
そこで、従来では、トナー残量の算出手段としては、画像形成をした面積、所謂「画素付着量」からトナー消費量を算出したり、トナー補給装置の駆動時間等より算出をしたりしている。
しかしながら、「画素付着量」からの算出はスキャナによる画像処理や画像形成装置の使用環境、現像剤の状態等により大きくばらついてしまう。「駆動時間」からの算出も同様に補給されるトナー状態、駆動装置の寸法ばらつき等から消費量は大きくばらつくという問題点があった。

特許文献１では、消費トナー量を正確に算出するために印刷ドットの形成回数をカウントし、そのカウント値に所定の重み付け係数を乗じた値を積算し精度をあげる技術が、開示されている。
また、特許文献２では、単位時間あたりのトナー補給量が減少する積算時間を設定し、この時間を越えた際に補給時間算出式を変更することで正確なトナー消費量を算出する技術が、開示されている。
さらに、特許文献３では、トナー消費量カウント値をパッチ画像制御時のデータで補正し正確なトナー消費カウンタによる制御技術が、開示されている。
ところが前記の発明は、ドットが形成された量（消費されたであろう量）のばらつきを抑えたり、トナー補給量が減少することを想定して、トナー消費量算出の精度を高める技術である。
また、これらの発明では（ドットが形成された量＝トナー収納容器から排出したトナー量）や（トナー消費量の減少値＝一定）が前提となっている。しかしながら、実際はトナー特性のばらつき、トナー補給装置の寸法ばらつき、ユーザの使用環境等で（ドットが形成された量＝トナー収納容器から排出したトナー量）や（トナー消費量の減少値＝一定）の前提は成り立たない。つまり、ドット形成におけるトナー付着量の精度を上げても正確なトナー消費量の算出には限界がある。

特開２００４−１６３５５３号公報 特開２００２−３４１６４０号公報 特開２００４−３５４６６６号公報

そこで、本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、機械固有のより正確な残量検出を可能とするトナー補給制御装置、画像形成装置及びトナー補給制御方法を提供することである。また、正確な残量情報をユーザに伝えることができ、早期にトナー補給装置の故障を判別でき、ユーザのダウンタイムを低減することができるトナー補給制御装置、画像形成装置及びトナー補給制御方法を提供することである。

前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。
本発明は、トナーを収納したトナーカートリッジから現像器へトナーを供給するためのトナー供給装置を備え、前記トナー供給装置の駆動時間によりトナー消費量を計算する計算手段を持つトナー補給制御装置において、前記トナー供給装置の駆動時間により求められた計算消費量と、実際に前記トナーカートリッジから消費されたトナー消費量を比較し、次回からの消費量計算の係数を変更するフィードバック制御を持つことを特徴とするトナー補給制御装置である。
本発明は、消費量計算の係数の変更が、前記トナーカートリッジに充填されているトナー製造ロット情報に基づくことを特徴とする。
本発明は、消費量計算の係数がある閾値を越えた場合には、トナー補給装置の故障と判断することを特徴とする。
本発明は、ユーザに前記故障を認識させることを特徴とする。
本発明は、自動的にネットワークを通じてサービスステーションに故障信号を発することを特徴とする。
本発明は、消費量計算の係数がある閾値を越え、かつ画像濃度に異常が認められた場合には、画像形成を禁止することを特徴とする。
本発明は、消費量計算の係数のリセットが可能であることを特徴とする。
本発明は、交換されたトナーカートリッジが新品でないと判断した場合には、次回の消費量計算の係数を変更しないことを特徴とする。
本発明は、交換されたトナーカートリッジが新品でないと判断し、同一マシンによる仕様であることが確認できた場合には、消費量計算の係数を変更することを特徴とする。
本発明は、前記トナー補給制御装置で用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーであることを特徴とする。
本発明は、前記トナー補給制御装置で用いられるトナーは、平均円形度が０．９３〜１．００であることを特徴とする。
本発明は、前記記載のトナー補給制御装置に使用することを特徴とするトナー供給装置である。
本発明は、前記記載のトナー補給制御装置を有することを特徴とする画像形成装置である。
本発明は、前記記載のトナー供給装置を有することを特徴とする画像形成装置である。
本発明は、トナーを収納したトナーカートリッジから現像器へトナーを供給するためのトナー供給装置を備え、前記トナー供給装置の駆動時間によりトナー消費量を計算するトナー補給制御方法において、前記トナー供給装置の駆動時間により求められた計算消費量と、実際に前記トナーカートリッジから消費されたトナー消費量を比較し、次回からの消費量計算の係数を変更することを特徴とするトナー補給制御方法である。
本発明は、前記トナーカートリッジに充填されているトナー製造ロット情報に基づいて、消費量計算の係数を変更することを特徴とするトナー補給制御方法である。
本発明は、消費量計算の係数がある閾値を越えた場合には、トナー補給装置の故障と判断することを特徴とするトナー補給制御方法である。
本発明は、ユーザに前記故障を認識させることを特徴とするトナー補給制御方法である。
本発明は、自動的にネットワークを通じてサービスステーションに故障信号を発することを特徴とするトナー補給制御方法である。
本発明は、消費量計算の係数がある閾値を越え、かつ画像濃度に異常が認められた場合には、画像形成を禁止することを特徴とするトナー補給制御方法である。
本発明は、消費量計算の係数のリセットが可能であることを特徴とするトナー補給制御方法である。
本発明は、交換されたトナーカートリッジが新品でないと判断した場合には、次回の消費量計算の係数を変更しないことを特徴とするトナー補給制御方法である。
本発明は、交換されたトナーカートリッジが新品でないと判断し、同一マシンによる仕様であることが確認できた場合には、消費量計算の係数を変更することを特徴とするトナー補給制御方法である。
本発明は、前記トナー補給制御方法で用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーであることを特徴とするトナー補給制御方法である。
本発明は、前記トナー補給制御方法で用いられるトナーは、平均円形度が０．９３〜１．００であることを特徴とするトナー補給制御方法である。

本発明は、前記解決するための手段によって、機械固有のより正確な残量検出を可能とするトナー補給制御装置、画像形成装置及びトナー補給制御方法を提供することが可能となった。また、正確な残量情報をユーザに伝えることができ、早期にトナー補給装置の故障を判別でき、ユーザのダウンタイムを低減することができるトナー補給制御装置、画像形成装置及びトナー補給制御方法を提供することが可能となった。

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。

図１は、従来のトナー補給装置の駆動時間によるトナー消費量の関係を示す図である。従来のトナー補給装置では、新品のトナーカートリッジがセットされるとそれに搭載されているＩＤチップのような不揮発性メモリから、トナーカートリッジの充填量情報を読み取る。トナー補給装置が駆動される毎に充填量から補給量が減算されることで残量が算出され、「トナーニアエンド」、「トナーエンド」を算出する。
図１は、消費量は初期値としての係数αによりトナー消費量が算出され、「トナーフル」、「トナーニアエンド」、「トナーエンド」状態となる。従来では、トナーエンドの判定はトナーエンドセンサや画像濃度の判定によりおこなわれている。つまり、トナーカートリッジからトナーが供給されなくなってトナーエンドと判定している。Ｔ（ｎｅ）はニアエンドになる駆動時間、Ｔ（ｎｅ）はエンドになる駆動時間、Ｔ（ｓｅｎ）はエンドセンサによりエンドと判定した時の実駆動時間をそれぞれ示す。

図２は、トナー補給装置の駆動時間によるトナー消費量の関係におけるずれを示す図である。実際のトナー消費量と計算消費量がずれている場合を示している。図２（１）は、実際の消費量が多い場合を示し、図２（２）は、消費量が少ない場合を示す。つまり、実駆動時間Ｔ（ｓｅｎ）から計算された補給係数がβであり、γであったため消費量のずれが生じている。このずれは、トナー供給装置の寸法ばらつきやユーザの使用環境、使用頻度、トナーの特性等の様々な要因がある。
図２（１）では、マシン本体がユーザに認識させているより早くトナーエンドとなるため、サプライ在庫をマシン本体のそばに置いてあるユーザは良いが、在庫を１箇所に管理しているユーザや、在庫を持たずそのたびに発注しているユーザは想定より早い「トナーエンド」により業務の中断を強いられるという問題点がある。
図２（２）は、マシン本体がユーザに認識させているより遅くトナーエンドとなるため、ユーザが準備したり、発注したりするタイミングが想定よりも早くなってしまいクレームの発生になりかねないという問題点がある。

本発明では正確なトナー残量検出ができるトナー制御装置及び画像形成装置を提供する。以下に、本発明での制御動作を説明する。
本発明は、トナーを収納したトナーカートリッジから現像器へトナーを供給するためのトナー供給装置を備え、そのトナー供給装置の駆動時間によりトナー消費量を計算する計算手段を持つトナー補給制御装置において、トナー供給装置の駆動時間により求められた計算消費量と、実際にトナーカートリッジから消費されたトナー消費量を比較し、次回からの消費量計算の係数を変更するフィードバック制御を持つトナー補給制御装置である。
例えば図２（１）のように実駆動時間からもとめられた補給係数がβとなった場合に、次回からの消費量計算の係数を例えば新係数δ＝（α＋β）／２とすることで、図３のように実際のずれが減少する。また、係数δで計算を行った次のカートリッジがεとなった場合は、新係数ψ＝（δ＋ε）／２となり、カートリッジを使用する毎にマシン（トナー補給装置）が持っている寸法ばらつきやユーザの使用環境等による補給量のばらつきを低減することができる。また、前回係数との平均値を用いて係数を変更することで突発的な誤差等による影響を低減することができる。

本発明は、消費量計算の変更の際にトナーカートリッジに充填されているトナー製造ロット情報に基づくトナー補給制御装置である。
トナー補給量のばらつきとして考えられる原因は、トナー補給装置のばらつきの他には補給されるトナー特性のばらつきが考えられる。そこで、製造時点で把握できたトナー補給性に影響がでる係数ＫをあらかじめＩＤチップ等の不揮発性メモリに記憶させることで、トナー製造ばらつきを抑えることができる。つまり、消費量計算の係数をデフォルトをαとした場合Ｋ×αとする。これによりマシン側で予測し得ないばらつきを事前に考慮することができる。

本発明は、消費量計算の係数がある閾値を越えた際にトナー補給装置の故障と判断するトナー補給制御装置である。また、消費量計算の係数がある閾値を越えた際にトナー補給装置の故障と判断し、ユーザにその旨を認識させるトナー補給制御装置である。ユーザに認識させる手段としては、ブザー等の音により認識させる手段、画像形成装置の液晶部への表示による手段等がある。さらに、消費量計算の係数がある閾値を越えた際にトナー補給装置の故障と判断し、自動的にネットワークを通じてサービスステーションに故障信号を発するトナー補給制御装置である。
従来機ではトナー補給装置の故障等（トナー補給せず）はトナーがあるのにトナーエンドが点灯したり、トナーがあるのに画像が薄くなったりと実際にマシンが停止したり、異常画像が発生してからユーザが気が付く。本発明によれば、事前に異常閾値を入力（例えば初期値の１／２）させることでマシンを停止したり、異常画像が出る前にユーザに認知させたり、サービスマンに知らせることで故障を早期に発見できダウンタイムの低減に繋がる。

本発明は、消費量計算の係数がある閾値を越え、かつ画像濃度に異常が認められた時に画像形成を禁止するトナー補給制御装置である。
マシンが故障と判断できてもすぐに画像形成を止めてしまうとユーザのダウンタイムが長くなる、そこで、マシンが故障と判断しても画像濃度が異常となって初めてマシンを停止させる。このことによりユーザのダウンタイムを低減できる。

本発明は、消費量計算の係数のリセットが可能であるトナー補給制御装置である。
本発明の制御装置によりトナー消費量係数を変更したとしても、例えばマシン設置場所の移動（環境変化）や使用状態の変化（プリントボリュームの変化等）により、トナー消費量係数が大きく変動する恐れがある。通常使用していればフィードバック制御により経時では高精度な算出が可能であるが、大きな環境変動等の場合はデフォルトに戻す（リセットする）ことでより早く高精度な算出が可能となる。

本発明は、交換されたトナーカートリッジが新品でないと判断した際には、次回の消費量計算の係数を変更しないトナー補給制御装置である。また、交換されたトナーカートリッジが新品でないと判断しても、同一マシンによる仕様が確認できた場合には消費量計算の係数を変更するトナー補給制御装置である。
ユーザによっては途中で交換したトナーカートリッジを再使用する可能性がある。また、大規模オフィス等では同系統のマシンが複数ありサプライを一括で管理している場合もある。その際に、マシンＡ（補給係数ａ）で計算された残量情報がＩＤチップ等の不揮発メモリに記憶されているトナーカートリッジを使用してマシンＢ（補給係数ｂ）に変更すると、マシンＢにマシンＡの情報が盛り込まれて意図しない係数変更が行なわれる。図４でマシンＢが図のような傾きであるにも関わらず、Ａの情報が入りＡ＋Ｂと誤認識される。そこで、トナーカートリッジが新品でないと判断した場合は消費量係数の変更を行なわない。
ただし、マシンＢで使用された新品でないトナーカートリッジを使用した場合は、係数の変更をおこなっても問題ないため、ＩＤチップ等の不揮発性メモリに記憶されている使用マシン情報と挿入されたマシン情報が一致した場合は消費量係数の変更をおこなってもよい。

本発明は、前記制御手段で用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーであるトナー補給制御装置である。本発明では、以下に記載のポリエステル等を使用できる。

（ポリエステル）
ポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる。
多価アルコール化合物（ＰＯ）としては、２価アルコール（ＤＩＯ）および３価以上の多価アルコール（ＴＯ）が挙げられ、（ＤＩＯ）単独、または（ＤＩＯ）と少量の（ＴＯ）との混合物が好ましい。２価アルコール（ＤＩＯ）としては、アルキレングリコール（エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオールなど）；アルキレンエーテルグリコール（ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど）；脂環式ジオール（１，４−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールＡなど）；ビスフェノール類（ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳなど）；上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物；上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数２〜１２のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数２〜１２のアルキレングリコールとの併用である。３価以上の多価アルコール（ＴＯ）としては、３〜８価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール（グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど）；３価以上のフェノール類（トリスフェノールＰＡ、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど）；上記３価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。

多価カルボン酸（ＰＣ）としては、２価カルボン酸（ＤＩＣ）および３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）が挙げられ、（ＤＩＣ）単独、および（ＤＩＣ）と少量の（ＴＣ）との混合物が好ましい。２価カルボン酸（ＤＩＣ）としては、アルキレンジカルボン酸（コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など）；アルケニレンジカルボン酸（マレイン酸、フマール酸など）；芳香族ジカルボン酸（フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など）などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数４〜２０のアルケニレンジカルボン酸および炭素数８〜２０の芳香族ジカルボン酸である。３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）としては、炭素数９〜２０の芳香族多価カルボン酸（トリメリット酸、ピロメリット酸など）などが挙げられる。なお、多価カルボン酸（ＰＣ）としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル（メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど）を用いて多価アルコール（ＰＯ）と反応させてもよい。
多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の比率は、水酸基［ＯＨ］とカルボキシル基［ＣＯＯＨ］の当量比［ＯＨ］／［ＣＯＯＨ］として、通常２／１〜１／１、好ましくは１．５／１〜１／１、さらに好ましくは１．３／１〜１．０２／１である。
多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の重縮合反応は、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。ポリエステルの水酸基価は５以上であることが好ましく、ポリエステルの酸価は通常１〜３０、好ましくは５〜２０である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすく、さらには記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。しかし、酸価が３０を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。
また、重量平均分子量１万〜４０万、好ましくは２万〜２０万である。重量平均分子量が１万未満では、耐オフセット性が悪化するため好ましくない。また、４０万を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。

ポリエステルには、上記の重縮合反応で得られる未変性ポリエステルの他に、ウレア変性のポリエステルが好ましく含有される。ウレア変性のポリエステルは、上記の重縮合反応で得られるポリエステルの末端のカルボキシル基や水酸基等と多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）とを反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋及び／又は伸長されて得られるものである。

多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）としては、脂肪族多価イソシアネート（テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，６−ジイソシアナトメチルカプロエートなど）；脂環式ポリイソシアネート（イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど）；芳香族ジイソシアネート（トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど）；芳香脂肪族ジイソシアネート（α，α，α’，α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど）；イソシアネート類；前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの；およびこれら２種以上の併用が挙げられる。
多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）の比率は、イソシアネート基［ＮＣＯ］と、水酸基を有するポリエステルの水酸基［ＯＨ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＯＨ］として、通常５／１〜１／１、好ましくは４／１〜１．２／１、さらに好ましくは２．５／１〜１．５／１である。［ＮＣＯ］／［ＯＨ］が５を超えると低温定着性が悪化する。［ＮＣＯ］のモル比が１未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）構成成分の含有量は、通常０．５〜４０ｗｔ％、好ましくは１〜３０ｗｔ％、さらに好ましくは２〜２０ｗｔ％である。０．５ｗｔ％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、４０ｗｔ％を超えると低温定着性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の１分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常１個以上、好ましくは、平均１．５〜３個、さらに好ましくは、平均１．８〜２．５個である。１分子当たり１個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。

次に、ポリエステルプレポリマー（Ａ）と反応させるアミン類（Ｂ）としては、２価アミン化合物（Ｂ１）、３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）、アミノアルコール（Ｂ３）、アミノメルカプタン（Ｂ４）、アミノ酸（Ｂ５）、およびＢ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）などが挙げられる。
２価アミン化合物（Ｂ１）としては、芳香族ジアミン（フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタンなど）；脂環式ジアミン（４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど）；および脂肪族ジアミン（エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど）などが挙げられる。
３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール（Ｂ３）としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン（Ｂ４）としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。
アミノ酸（Ｂ５）としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。Ｂ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）としては、前記Ｂ１〜Ｂ５のアミン類とケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類（Ｂ）のうち好ましいものは、Ｂ１およびＢ１と少量のＢ２の混合物である。

アミン類（Ｂ）の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中のイソシアネート基［ＮＣＯ］と、アミン類（Ｂ）中のアミノ基［ＮＨｘ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］として、通常１／２〜２／１、好ましくは１．５／１〜１／１．５、さらに好ましくは１．２／１〜１／１．２である。［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］が２を超えたり１／２未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常１００／０〜１０／９０であり、好ましくは８０／２０〜２０／８０、さらに好ましくは、６０／４０〜３０／７０である。ウレア結合のモル比が１０％未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。
ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法、などにより製造される。多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで４０〜１４０℃にて、これに多価イソシアネート（ＰＩＣ）を反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得る。さらにこの（Ａ）にアミン類（Ｂ）を０〜１４０℃にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。

（ＰＩＣ）を反応させる際、及び（Ａ）と（Ｂ）を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤（トルエン、キシレンなど）；ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）；エステル類（酢酸エチルなど）；アミド類（ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど）およびエーテル類（テトラヒドロフランなど）などのイソシアネート（ＰＩＣ）に対して不活性なものが挙げられる。
また、ポリエステルプレポリマー（Ａ）とアミン類（Ｂ）との架橋及び／又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン（ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど）、およびそれらをブロックしたもの（ケチミン化合物）などが挙げられる。
ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常１万以上、好ましくは２万〜１０００万、さらに好ましくは３万〜１００万である。１万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常２０００〜１５０００、好ましくは２０００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００である。２００００を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。

未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性およびフルカラー画像形成装置１００に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。なお、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質量比は、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質量比が５％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを含むバインダー樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は、通常４５〜６５℃、好ましくは４５〜６０℃である。４５℃未満ではトナーの耐熱性が悪化し、６５℃を超えると低温定着性が不十分となる。
また、ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。

（着色剤）
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ピグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常１〜１５質量％、好ましくは３〜１０質量％である。
着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体、あるいはこれらとビニル化合物との共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。

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

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

（外添剤）
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、５×１０^−３〜２μｍであることが好ましく、特に５×１０^−３〜０．５μｍであることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００ｍ^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。
（トナーの製造方法）
１）着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。
有機溶媒は、沸点が１００℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは２種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー１００質量部に対し、通常０〜３００質量部、好ましくは０〜１００質量部、さらに好ましくは２５〜７０質量部である。

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質量部に対する水系媒体の使用量は、通常５０〜２０００質量部、好ましくは１００〜１０００質量部である。５０質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質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。
小粒径であって粒径分布がシャープであると高画像・高繊細な画像が得られるだけでなく、使用トナー量の低減を図ることができる。また、トナー補給量のばらつきも低減されることができ、本発明と組み合わせることでさらに効果が得られる。

本発明は、前記制御手段で用いられるトナーは、平均円形度が０．９３〜１．００である。この円形度はトナー粒子の凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合１．００を示し、表面形状が複雑になるほど円形度は小さな値となる。
円形度の測定方法について説明する。円形度は、東亜医用電子製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−１０００を用いて測定することができる。
具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍＬ中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を０．１〜０．５ｍＬ加え、更に測定試料を０．１〜０．５ｇ程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、分散液濃度を３０００〜１００００個／μＬとして前記装置によりトナーの形状を測定する。
平均円形度が０．９３〜１．００の範囲では、トナー粒子の表面は滑らかであり、トナー粒子同士、トナー粒子と感光体との接触面積が小さいために転写性に優れる。そして、トナー粒子に角がないため、現像装置内での現像剤の攪拌トルクが小さく、攪拌の駆動が安定するために異常画像が発生しない。また、ドットを形成するトナーの中に、角張ったトナー粒子がいないため、転写で転写媒体に圧接する際に、その圧がドットを形成するトナー全体に均一にかかり、転写中抜けが生じにくい。さらに、トナー粒子が角張っていないことから、トナー粒子そのものの研磨力が小さく、感光体、帯電部材等の表面を傷つけたり、磨耗させたりしない。
上記の理由により、長期にわたり高密度・高繊細な画像を得ることができる。

本発明は、前記記載のようにトナー補給制御方法である。
また、本発明は、前記トナー補給制御装置に使用するトナー供給装置である。さらに、前記トナー補給制御装置又は前記トナー供給装置を備えた画像形成装置である。
本発明によるトナー補給制御を搭載した画像形成装置を使用することで、使用するたびに、マシンが固有で持っているばらつきや、またユーザの使用環境等によるばらつきをも吸収でき高精度なトナー消費量算出が可能となる。また、あらかじめ閾値を入力しておくことでトナー補給装置の故障を判定することができユーザのダウンタイムを低減させることができる。また、重合法により製造されたトナーを，用いる事で環境負荷の低減に繋がり、高密度・高繊細な画像を提供することが可能となる。

図５は、本発明の画像形成装置構成を示す図である。図中符号１００は画像形成装置本体、２００はそれを載せる給紙テーブル、３００は画像形成装置本体１００上に取り付けるスキャナ、４００はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）である。
画像形成装置本体１００には、中央に、無端ベルト状の中間転写体１０４を設ける。図５に示すとおり、図示例では３つの支持ローラ１４、１５、１６に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。
この図示例では、３つのうち第２の支持ローラ１５の左に、画像転写後に中間転写体１０４上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１７を設ける。
また、３つのうちの第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５間に張り渡した中間転写体１０４上には、その搬送方向に沿って、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４つの画像形成手段１８を横に並べて配置してタンデム画像形成装置２０を構成する。
そのタンデム画像形成装置２０の上には、図５に示すように、さらに露光装置２１を設ける。

一方、中間転写体１０４を挟んでタンデム画像形成装置２０と反対の側には、２次転写装置２２を備える。２次転写装置２２は、図示例では、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡して構成し、中間転写体１０４を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写体１０４上の画像をシートに転写する。
２次転写装置２２の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置２５を設ける。定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成する。
上述した２次転写装置２２には、画像転写後のシートをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、２次転写装置２２として、非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
なお、図示例では、このような２次転写装置２２および定着装置２５の下に、上述したタンデム画像形成装置２０と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置２８を備える。

このカラー画像形成装置を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動して後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読取る。

また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ１４、１５、１６の１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転し、中間転写体１０４を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段１８でその感光体１を回転して各感光体１上にそれぞれ、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体１０４の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体１０４上に合成カラー画像を形成する。
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して画像形成装置本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。
または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上のシートを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
そして、中間転写体１０４上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写体１０４と２次転写装置２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２で転写してシート上にカラー画像を記録する。

画像転写後のシートは、２次転写装置２２で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。
一方、画像転写後の中間転写体１０４は、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写体１０４上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置２０による再度の画像形成に備える。
さらに、前記画像形成装置に使用し、前記クリーニング装置を有するプロセスカートリッジとすることもでき、これにより、交換作業等が容易になるメリットがある。

従来のトナー補給装置の駆動時間によるトナー消費量の関係を示す図である。 トナー補給装置の駆動時間によるトナー消費量の関係におけるずれを示す図である。 ずれの減少を示した図である。 マシンＡとマシンＢの間の係数変更を示した図である。 本発明の画像形成装置構成を示す図である。

符号の説明

１ 感光体ドラム
１４ 支持ローラ
１５ 支持ローラ
１６ 支持ローラ
１７ 中間転写体クリーニング装置
１８ 画像形成手段
２０ タンデム画像形成装置
２１ 露光装置
２２ ２次転写装置
２３ ローラ
２４ ２次転写ベルト
２５ 定着装置
２６ 定着ベルト
２７ 加圧ローラ
２８ シート反転装置
３０ 原稿台
３２ コンタクトガラス
３３ 第１走行体
３４ 第２走行体
３５ 結像レンズ
３６ 読取りセンサ
４２ 給紙ローラ
４３ ペーパーバンク
４４ 給紙カセット
４５ 分離ローラ
４６ 給紙路
４７ 搬送ローラ
４８ 給紙路
４９ レジストローラ
５０ 給紙ローラ
５１ 手差しトレイ
５２ 分離ローラ
５３ 手差し給紙路
５５ 切換爪
５６ 排出ローラ
５７ 排紙トレイ
１００ 画像形成装置
１０４ 中間転写体
２００ 給紙テーブル
３００ スキャナ
４００ 原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）

Claims (25)

1. トナーを収納したトナーカートリッジから現像器へトナーを供給するためのトナー供給装置を備え、
   前記トナー供給装置の駆動時間によりトナー消費量を計算する計算手段を持つトナー補給制御装置において、
   前記トナー供給装置の駆動時間により求められた計算消費量と、実際に前記トナーカートリッジから消費されたトナー消費量を比較し、
   次回からの消費量計算の係数を変更するフィードバック制御を持つ
   ことを特徴とするトナー補給制御装置。
2. 請求項１に記載のトナー補給制御装置において、
   消費量計算の係数の変更が、前記トナーカートリッジに充填されているトナー製造ロット情報に基づく
   ことを特徴とするトナー補給制御装置。
3. 請求項１又は２に記載のトナー補給制御装置において、
   消費量計算の係数がある閾値を越えた場合には、トナー補給装置の故障と判断する
   ことを特徴とするトナー補給制御装置。
4. 請求項３に記載のトナー補給制御装置において、
   ユーザに前記故障を認識させる
   ことを特徴とするトナー補給制御装置。
5. 請求項３に記載のトナー補給制御装置において、
   自動的にネットワークを通じてサービスステーションに故障信号を発する
   ことを特徴とするトナー補給制御装置。
6. 請求項１又は２に記載のトナー補給制御装置において、
   消費量計算の係数がある閾値を越え、かつ画像濃度に異常が認められた場合には、
   画像形成を禁止する
   ことを特徴とするトナー補給制御装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一つに記載のトナー補給制御装置において、
   消費量計算の係数のリセットが可能である
   ことを特徴とするトナー補給制御装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか一つに記載のトナー補給制御装置において、
   交換されたトナーカートリッジが新品でないと判断した場合には、次回の消費量計算の係数を変更しない
   ことを特徴とするトナー補給制御装置。
9. 請求項１乃至７のいずれか一つに記載のトナー補給制御装置において、
   交換されたトナーカートリッジが新品でないと判断し、同一マシンによる仕様であることが確認できた場合には、消費量計算の係数を変更する
   ことを特徴とするトナー補給制御装置。
10. 請求項１乃至９のいずれか一つに記載のトナー補給制御装置において、
    前記トナー補給制御装置で用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーである
    ことを特徴とするトナー補給制御装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一つに記載のトナー補給制御装置において、
    前記トナー補給制御装置で用いられるトナーは、平均円形度が０．９３〜１．００である
    ことを特徴とするトナー補給制御装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれか一つに記載のトナー補給制御装置に使用することを特徴とするトナー供給装置。
13. 請求項１乃至１１のいずれか一つに記載のトナー補給制御装置を有する
    ことを特徴とする画像形成装置。
14. 請求項１２に記載のトナー供給装置を有する
    ことを特徴とする画像形成装置。
15. トナーを収納したトナーカートリッジから現像器へトナーを供給するためのトナー供給装置を備え、
    前記トナー供給装置の駆動時間によりトナー消費量を計算するトナー補給制御方法において、
    前記トナー供給装置の駆動時間により求められた計算消費量と、実際に前記トナーカートリッジから消費されたトナー消費量を比較し、
    次回からの消費量計算の係数を変更する
    ことを特徴とするトナー補給制御方法。
16. 請求項１５に記載のトナー補給制御方法において、
    前記トナーカートリッジに充填されているトナー製造ロット情報に基づいて、消費量計算の係数を変更する
    ことを特徴とするトナー補給制御方法。
17. 請求項１５又は１６に記載のトナー補給制御方法において、
    消費量計算の係数がある閾値を越えた場合には、トナー補給装置の故障と判断する
    ことを特徴とするトナー補給制御方法。
18. 請求項１７に記載のトナー補給制御方法において、
    ユーザに前記故障を認識させる
    ことを特徴とするトナー補給制御方法。
19. 請求項１７に記載のトナー補給制御方法において、
    自動的にネットワークを通じてサービスステーションに故障信号を発する
    ことを特徴とするトナー補給制御方法。
20. 請求項１５又は１６に記載のトナー補給制御方法において、
    消費量計算の係数がある閾値を越え、かつ画像濃度に異常が認められた場合には、
    画像形成を禁止する
    ことを特徴とするトナー補給制御方法。
21. 請求項１５乃至２０のいずれか一つに記載のトナー補給制御方法において、
    消費量計算の係数のリセットが可能である
    ことを特徴とするトナー補給制御方法。
22. 請求項１５乃至２１のいずれか一つに記載のトナー補給制御方法において、
    交換されたトナーカートリッジが新品でないと判断した場合には、次回の消費量計算の係数を変更しない
    ことを特徴とするトナー補給制御方法。
23. 請求項１５乃至２１のいずれか一つに記載のトナー補給制御方法において、
    交換されたトナーカートリッジが新品でないと判断し、同一マシンによる仕様であることが確認できた場合には、消費量計算の係数を変更する
    ことを特徴とするトナー補給制御方法。
24. 請求項１５乃至２３のいずれか一つに記載のトナー補給制御方法において、
    前記トナー補給制御方法で用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系媒体中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーである
    ことを特徴とするトナー補給制御方法。
25. 請求項１５乃至２４のいずれか一つに記載のトナー補給制御方法において、
    前記トナー補給制御方法で用いられるトナーは、平均円形度が０．９３〜１．００である
    ことを特徴とするトナー補給制御方法。

Images