JP2009109670A

JP2009109670A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2009109670A
Application number: JP2007280801A
Authority: JP
Inventors: Takamasa Ozeki; 孝将尾関
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2007-10-29
Filing date: 2007-10-29
Publication date: 2009-05-21

Abstract

【課題】露光状態のバラツキ等により生じる、ベタ画像とライン画像の潜像電位差を調整することで、ライン／ベタ付着量比の悪化に伴う転写時のチリの派生が極めて少ない高画質な画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体１１０の潜像電位を測定する電位測定手段２０と、電位測定手段により測定される全ベタ画像作像時の潜像電位とライン画像作像時の潜像電位の差を検出する電位差検出手段２２と、現像装置１１３により基準潜像をそれぞれ現像して形成した測定用可視像のトナー付着量を検出するトナー付着量検出手段２１と、トナー付着量検出手段の検出値に基づいて画質指標値（現像γ）を算出する指標値算出手段２３と、指標値算出手段で算出された画質指標値に基づき、全ベタ画像作像時の潜像電位とライン画像作像時の潜像電位の差を調整する制御手段１３を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。

近年、電子写真方式を用いた画像形成装置において、さらなる高画質化が求められている。高画質化の１つとして現像剤の粒状度向上等があるが、トナー、キャリア等の現像剤の粒径を小さくしていくことで近年大きく向上している。しかし、粒径を小さくしても、ベタ画像作像時の付着量に対するライン画像作像時のライン付着量が高いと転写でのチリが悪くなるライン／ベタ付着量比の悪化、縦より横の方が細い１ｄｏｔライン縦横比の悪化、文字先端白抜け、ハーフトーン後端カスレ等の２成分現像剤特有の方向性のある異常画像等はトナー粒径等では解決できなく、現像条件に大きく依存する問題であり、現在でも大きな課題となっている。

フルカラーが再現可能な画像形成装置では、一般に、経時使用や使用環境の違いによって画質が変化するので、従来より画質に関わる各種設定を所定のタイミングで変更するプロセス制御あるいはプロセスコントロールと呼ばれる画質調整制御を行うものとして、例えば特許文献１が挙げられる。また、プロセス制御の種類には、画質の良否を判断する指標として現像γ（ガンマ）と呼ばれる画質指標値を用いて画質を調整するものがある。

一般に、現像ポテンシャルΔＶ（像担持体である感光体の帯電電位Ｖｓから現像部材へ印加する現像バイアスＶＢを引いた値：ΔＶ＝Ｖｓ−ＶＢ）と、その現像ポテンシャルに対する感光体上のトナー付着量との比率は、ほぼ一定であり、この比率が上記現像γである。現像γが一定値以下になると、ボソツキ画像が発生したり、感光体にキャリア付着が発生したりして画質が低下する。よって、従来のカラー画像形成装置では、画像形成回数が所定回数（例えば２００回）に達した時や、電源投入時又は省電力モードからの復帰時などの所定のタイミングで、上記現像γが規定範囲内になるように各種設定を変更するプロセス制御（以下、「現像γ調整制御」という。）を行っている。現像γ調整制御では、感光体上の基準潜像を二成分現像剤で現像して測定用可視像を形成し、そのトナー付着量を付着量検出手段で検出してその検出値から現像γを算出し、算出した現像γが経験的に理想的と思われる値となるように、現像ポテンシャルΔＶに関わる各種設定（感光体の帯電電位Ｖｓ、現像バイアスＶＢ等）を変更している。

現像γは、二成分現像剤のトナー濃度によっても左右されるが、トナー濃度の調節には比較的時間がかかるので、従来のカラー画像形成装置では、現像γ調整制御の際にトナー濃度の調節は行っていない。これにより、従来のカラー画像形成装置では、現像γ調整制御に要する時間の短縮を図り、ユーザーの利便性を高めている。そして、二成分現像剤のトナー濃度については、画像形成の際に、トナー濃度検出手段により検出される検出値（トナー濃度）が目標値となるようにトナー補給を行って調節して制御するとこで、現像γが経時的に規定範囲内に維持している。

特許文献２には、感光体の膜厚変動を検知し、それに応じて露光状態（ビームスポット径、露光デューティー比等）を制御することで、感光体が経時劣化した場合においても、感光体の潜像分布を変動させることなく、経時で地汚れ、ドット再現性の良好な画像形成を可能とする画像形成装置が提案されている。

特開平１０−１２３７６７号公報特開２００５−２６６４８１

特許文献２においては、ベタ画像と縦ラインの潜像電位の差に着目してはいないので、ベタ画像とライン画像の潜像電位の差に伴う、ライン／ベタ付着量比の変動を解決することはできない。

本発明は、上記の事情に基づいてなされたものであり、像担持体のバラツキ、ビームスポット径、露光出力（ＬＤパワー）露光のデューティー比（ＬＤ＿Ｄｕｔｙ）等の露光状態のバラツキ等により生じる、ベタ画像とライン画像の潜像電位差を調整することで、ライン／ベタ付着量比の悪化に伴う転写時のチリの派生が極めて少ない高画質な画像形成装置を提供することを目的とする。また、本発明は、画質指標値に応じて、ベタ画像とライン画像の潜像電位差を補正することで、転写時のチリを安定させるとともに、画像濃度も確保可能な画像形成装置を提供することを、その目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、表面に静電潜像が形成される像担持体と、像担持体に対向する現像剤担持体を有し、この現像剤担持体表面上にトナー及びキャリアからなる二成分現像剤を担持させ、像担持体及び現像剤担持体間に現像電界を作用させることで像担持体上の静電潜像をトナーにて可視像化する現像装置を備える画像形成装置において、像担持体の潜像電位を測定する電位測定手段と、電位測定手段により測定される全ベタ画像作像時の潜像電位とライン画像作像時の潜像電位の差を検出する電位差検出手段と、現像装置により基準潜像をそれぞれ現像して形成した測定用可視像のトナー付着量を検出するトナー付着量検出手段と、トナー付着量検出手段の検出値に基づいて画質指標値を算出する指標値算出手段と、指標値算出手段で算出された画質指標値に基づき、全ベタ画像作像時の潜像電位とライン画像作像時の潜像電位の差を調整する制御手段を有することを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、ライン画像が１ｄｏｔ縦ラインであることを特徴としている。
請求項３の発明は、請求項１または２記載の画像形成装置において、制御手段は、像担持体上に静電潜像を形成する際の露光出力を制御することを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項１または２記載の画像形成装置において、制御手段は、像担持体上に静電潜像を形成する際の露光のデューティー比を制御することを特徴としている。

請求項５の発明は、請求項１ないし４の何れかに記載の画像形成装置において、現像手段で用いられるトナーは、体積平均粒径が３〜８μｍで、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にあることを特徴としている。

請求項６の発明は、請求項１ないし５の何れかに記載の画像形成装置において、現像手段で用いられるトナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあることを特徴としている。

請求項７の発明は、請求項１ないし６の何れかに記載の画像形成装置において、現像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している。

請求項８の発明は、請求項１ないし７の何れかに記載の画像形成装置において、現像手段で使用されるトナーは、略球形状であることを特徴としている。
請求項９の発明は、請求項１ないし８の何れかに記載の画像形成装置において、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している。

本発明によれば、基準潜像をそれぞれ現像して形成した測定用可視像のトナー付着量を検出するトナー付着量検出手段の検出値に基づいて画質指標値を算出する指標値算出手段で算出された画質指標値に基づき、像担持体のバラツキ、露光光のビームスポット径、像担持体上に静電潜像を形成する際の露光のデューティー比、露光出力等の露光状態のバラツキにより生じる全ベタ画像作像時の潜像電位とライン画像作像時の潜像電位の差を調整手段で調整するので、ライン／ベタ付着量比の悪化に伴う、転写でのチリのない高画質な画像形成装置を提供することができる。また、画質指標値に応じて、ベタ画像とライン画像の潜像電位差を補正するので、転写でのチリを安定させることができる。

以下、本発明を実施の形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明が適用された画像形成装置の概略構成を示すものである。同図において、符号１００で示す画像形成装置はレーザープリンタとして構成されており、円筒状に形成された光導電性の感光体として構成された像担持体１１０を備えている。像担持体１１０の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ１１２、像担持体１００に対向する現像剤担持体となる現像ローラ１１３Ａを有し、この現像ローラ表面上にトナー及びキャリアからなる二成分現像剤を担持させる現像装置１１３、転写ローラ１１４、クリーニング装置１１５などの周知の構成が配備されている。帯電手段としては帯電ローラ１１２ではなくコロナチャージャやブラシ、ベルト等を採用しても良い。像担持体１１０の上方には露光手段となるレーザ走査装置１１７が配設されていり、帯電ローラ１１２の下流側にて像担持体１１０に対し露光を行うように構成さている。現像装置１１３は、像担持体１１０及び現像ローラ１１３Ａ間に現像電界を作用させることで像担持体１１０上の静電潜像をトナーにて可視像化する周知の構成が採用されている。

画像形成装置は、画像形成を行うとき、光導電性の像担持体１１０が時計回りに回転し、その表面が帯電ローラ１１２により均一に帯電され、光走査装置１１７のレーザ走査による書き込みの露光を受けて静電潜像が形成される。形成された静電潜像は「ネガ潜像」であって原稿の画像に対応した露光とともに形成されている。この静電潜像は、現像装置１１３により像担持体１１０の帯電極性と同極性のトナーにより反転現像され、像担持体１１０上にトナー画像が形成される。紙やＯＨＰ（透明シート）等の転写部材Ｐを収納したカセット１１８は、画像形成装置１００本体に着脱可能であり、装着された状態において、収納された転写部材Ｐの最上位の１枚が給紙コロ１２０により給紙される。給紙された転写紙Ｐは先端部をレジストローラ対１１９に銜えられる。

レジストローラ対１１９は、像担持体１１０上のトナー画像が転写位置へ移動するのにタイミングを合せて、転写部材Ｐを像担持体１１０と転写ローラ１１４の間の転写位置へ送り込む。送り込まれた転写部材Ｐは、転写位置においてトナー画像と重ね合わせられ、転写ローラ１１４の作用によりトナー画像を静電転写される。トナー画像を転写された転写部材Ｐは、定着装置１１６へ送られるとともに、定着装置１１６において例えば加熱とニップ圧を受けてトナー画像の定着が行われる。画像定着後の転写部材Ｐは、搬送路１２１を通り、排紙ローラ対１２２によりトレイ１２３上に排出される。一方、トナー画像の転写を行った後の像担持体１１０の表面は、クリーニング装置１１５によりクリーニングされ、残留トナーや紙粉等が除去される。

なお、トナー画像の転写は、転写ローラ１１２のみならず上述の如く転写部材と成り得るベルト、チャージャ、ブラシ等でも可能であり、あるいは中間転写ベルト等の「中間転写体」を介して行うことも可能である。

本形態では、画像形成装置としてモノクロのレーザープリンタを例示しているが、画像形成装置としては、像担持体１１０に複数の現像手段を有するカラー画像形成装置、あるいは複数の像担持体および作像部を有するカラータンデム方式の画像形成装置であっても良い。また、画像形成装置としては、プリンタに限定されるものではなく、電子写真方式の複写機、ファクシミリ、これらの複合機であっても構わない。

次に、図２を用いて画像形成装置１００の電気系の構成について説明する。画像形成装置１００は、図２に示すように、各部を制御するマイクロコンピュータで構成されたコントローラ１２とエンジン制御部１３とを基本構成として備えている。コントローラ１２は、画像メモリ１４やフォントバンク１５等の記憶装置等を備えている。コントローラ１２にはホストコンピュータ１６が双方向セントロニクスを介して接続されており、コントローラ１２はホストコンピュータ１６からの画像情報の送信を受けてプリンタ機能のための処理を行なう。

コントローラ１２にはエンジン制御部１３からの駆動信号を受けて動作するスキャナ１７が電気的に接続設されており、コントローラ１２にはスキャナ１７により読み取られた画像情報が送信され、これによってコントローラ１２がデジタル複写機機能のための処理を行なう。つまり、ホストコンピュータ１６やスキャナ１７から画像信号を受けたコントローラ１２は、これを画像メモリ１４に展開し、操作パネル１８からの駆動信号に応じてエンジン制御部１３に制御・書込データを送信する。この際、画像信号がホストコンピュータ１６からのテキストデータであれば、必要に応じてフォントバンク１５から適切なフォントを呼び出し、呼び出されたフォントに従った画像データ（文字データ）を画像メモリ１４に展開する。

一方、コントローラ１２から制御・書込データの送信を受けたエンジン制御部１３は、画像形成装置の給紙装置や像担持体１１０等の各種の可動部の駆動源となる駆動モータ、クラッチ、及びソレノイド等に駆動信号を付与してそれらを駆動制御し、かつ帯電装置や露光装置１１７、現像装置等のための高圧電源回路１９に駆動信号を付与してそれらを駆動制御する。

次に、本発明の特徴的な構成について説明する。エンジン制御部１３には像担持体１１０の例えば図示しない像坦持体上の潜像電位を検出する電位測定手段としての電位センサ２０が接続されている。電位センサ２０は、像坦持体上に形成された全ベタ画像、ライン画像の潜像電位の値を検出してエンジン制御部１３に出力している。エンジン制御部１３は、全ベタ画像、ライン画像の電位差を算出する機能を有し、この機能により算出された電位差を記憶するとともに、記憶された電位差の情報に基づいて露光装置１１７の露光状態を最適な露光状態となるよう制御する機能を備えている。

エンジン制御部１３には、基準潜像をそれぞれ現像して形成した測定用可視像のトナー付着量を検出するトナー付着量検出手段２１が接続されており、検出されたトナー付着量の値をエンジン制御部１３に出力している。エンジン制御部１３は、トナー付着量検出手段２１から出力されたトナー付着量の値に基づいて画質指標値としなる現像γを算出する機能と、この算出された現像γに基づいて露光装置１１７の露光状態を最適な露光状態となるよう制御する機能を備えている。

すわわち、本形態において、エンジン制御部１３は、電位センサ２０により測定される全ベタ画像作像時の潜像電位とライン画像作像時の潜像電位の差を検出する電位差検出手段２２と、トナー付着量検出手段２１の検出値に基づいて画質指標値（現像γ）を算出する指標値算出手段２３と、指標値算出手段２３で算出された画質指標値（現像γ）に基づき、全ベタ画像作像時の潜像電位とライン画像作像時の潜像電位の差を調整する制御手段として機能する。

電位差検出手段２２及び指標値算出手段２３は、本形態のように、エンジン制御部１３が兼用して機能しなくても、エンジン制御部１３と個別な構成としてもよい。この場合、電位差検出手段２２を電位センサ２０とエンジン制御部１３と接続し、電位センサ２０により測定される全ベタ画像作像時の潜像電位とライン画像作像時の潜像電位を入力するようにする。また、指標値算出手段２３をトナー付着量検出手段２１とエンジン制御部１３と接続し、トナー付着量検出手段２１からの検出値を入力するようにすることで、エンジン制御部１３が電位差検出手段２２及び指標値算出手段２３の機能を供えた場合と同様の制御を達成できる。

ここで、全ベタ画像、ライン画像（ここでは、ライン画像は１ｄｏｔ縦ライン画像であるが、これに限定されるものではない。）を作像した時のマクロ的な潜像電位の差との関係を図３に示す。図３において、縦軸はライン／ベタ付着量比、横軸は１ｄｏｔ縦ライン−ベタ画像の電位差をそれぞれ示す。また、同図において、△、◇、□は画質指標値（現像γ）の値を示す。図３から全ベタ画像、１ｄｏｔ縦ライン画像の潜像電位差が大きいほど、ライン／ベタ付着量比が良くなることが分かる。この全ベタ画像、１ｄｏｔ縦ライン画像の潜像電位差が種々の条件で変化した場合にも、露光条件を調整することでライン／ベタ付着量比を悪化させることなく、安定した状態に保つことができる。図３からも解るように、全べタ画像、１ｄｏｔ縦ライン画像の潜像電位差が大きいほど、ライン／ベタ付着量比が良くなるが、後述するが、露光ｄｕｔｙや露光パワーを小さくすることで、全ベタ画像、１ｄｏｔ縦ライン画像の潜像電位差を調整した場合、露光ｄｕｔｙや露光パワーを下げすぎると、斜め線がかすれ気味になる、ベタ画像が薄くなるという副作用があり、露光ｄｕｔｙや露光パワーの抑制による制御はある程度の所までしかできない。どちらかというと、なるべく、ベタ画像が薄い方にはしたくないので、全ベタ画像と１ｄｏｔライン画像の潜像電位差は必要最小限に留めたいので、図３で言うと、狙いのライン／ベタ比=１．２以下を満たす、全ベタ画像と１ｄｏｔライン画像の潜像電位差（=１ｄｏｔ縦ライン−ベタの電位差）を目標として制御するのが好ましいと言える。また、図４に示すように、現像γに応じて、ライン／ベタ比が変化していることが分かる。この原因としては、トナーの帯電量（Ｑ／Ｍ、μｃ／ｇ）が関係しているものと考えている。一般的に、Ｑ／Ｍが低いほど、現像能力が高くなる（=現像γが大きくなる）。また、ベタの現像γとラインの現像γは異なっており、ラインの現像γの方が一般的に高い。Ｑ／Ｍが低くなれば、ベタ、ラインの現像γのどちらも高くなるが、ラインの現像γの方がＱ／Ｍに対する感度が大きい（Ｑ／Ｍが低下した時のベタの現像γの増加分よりラインの現像γの増加分の方が大きい）。そのため、現像γが高い（Ｑ／Ｍが低い）方がライン／ベタ比が悪くなる。よって、現像γを考慮して、全ベタ画像と１ｄｏｔライン画像の潜像電位差（=１ｄｏｔ縦ライン−ベタの電位差）を調整するように制御することで、現像剤の状態、使用環境変化によって現像γが変化した場合でも、ライン／ベタ比を一定な状態にすることができ、転写でのチリも一定な状態にすることができる。図４より、狙いのライン／ベタ比＝１．２になるような、１ｄｏｔ縦ライン−ベタの電位差（Ｖ）を算出し、現像γに応じて、後述する、露光デューティー比（Ｄｕｔｙ比）、露光出力（露光パワー）等を調整し、狙いの１ｄｏｔ縦ライン−ベタの電位差に調整する。

また、ライン画像については、１ｄｏｔ縦ライン画像がより好ましい。まず横ラインより縦ラインが良い理由を説明する。２成分現像剤による現像では、縦ラインに対して横ラインの方が現像し難いため、横ラインの付着量は低めになり、ライン（横）／ベタ付着量比は良い傾向がある。また、種々のバラツキ等で縦ラインの潜像電位と横ラインの潜像電位に差があることがある。そのため、横ラインの電位で調整するよりも縦ライン電位で調整した方が良い。１ｄｏｔラインが良い理由は、６ｄｏｔラインのような太いラインの場合、電位センサ２０の検出範囲に対してラインの本数も少なくなっていくため、検出する場所によりバラツキが大きくなるため、最も小さいｄｏｔのライン画像であれば、よりバラツキが小さくなるためである。

全ベタ画像、ライン画像の潜像電位差を調整するための、露光条件の変更方法について図５を用いて説明する。変更する露光条件としては、露光のＤｕｔｙ比（照射時間の比）、露光出力（露光パワー）がある。図５は縦軸がベタ−１ｄｏｔ縦ライン潜像電位差（Ｖ）を、横軸が露光エネルギーをそれぞれ示す。図５より、露光のＤｕｔｙ比、パワーを変更することによって、ベタに対するラインの書き込みが相対的に弱くなり、それに伴い、ベタに対するラインの潜像電位が高くなり、全ベタ画像、ライン画像の潜像の電位差が大きくなり、ライン／ベタ付着量比が良化することが分かる。

次に、本形態の画像形成装置１００に好適に使用されるトナーについて説明する。
６００ｄｐｉ以上の微少ドットを再現するために、トナーの体積平均粒径は３〜８μｍが好ましい。体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）は１．００〜１．４０の範囲にあることが好ましい。（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。

トナーの形状係数ＳＦ−１は１００〜１８０、形状係数ＳＦ−２は１００〜１８０の範囲にあることが好ましい。図６，図７は、形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式（１）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。

ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）・・・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。

本形態の画像形成装置１００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、離型剤を有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーである。以下に、トナーの構成材料及び製造方法について説明する。
（ポリエステル）
ポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる。多価アルコール化合物（ＰＯ）としては、２価アルコール（ＤＩＯ）および３価以上の多価アルコール（ＴＯ）が挙げられ、（ＤＩＯ）単独、または（ＤＩＯ）と少量の（ＴＯ）との混合物が好ましい。２価アルコール（ＤＩＯ）としては、アルキレングリコール（エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオールなど）；アルキレンエーテルグリコール（ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど）；脂環式ジオール（１，４−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールＡなど）；ビスフェノール類（ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳなど）；上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物；上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数２〜１２のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数２〜１２のアルキレングリコールとの併用である。３価以上の多価アルコール（ＴＯ）としては、３〜８価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール（グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど）；３価以上のフェノール類（トリスフェノールＰＡ、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど）；上記３価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。

多価カルボン酸（ＰＣ）としては、２価カルボン酸（ＤＩＣ）および３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）が挙げられ、（ＤＩＣ）単独、および（ＤＩＣ）と少量の（ＴＣ）との混合物が好ましい。２価カルボン酸（ＤＩＣ）としては、アルキレンジカルボン酸（コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など）；アルケニレンジカルボン酸（マレイン酸、フマール酸など）；芳香族ジカルボン酸（フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など）などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数４〜２０のアルケニレンジカルボン酸および炭素数８〜２０の芳香族ジカルボン酸である。３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）としては、炭素数９〜２０の芳香族多価カルボン酸（トリメリット酸、ピロメリット酸など）などが挙げられる。なお、多価カルボン酸（ＰＣ）としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル（メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど）を用いて多価アルコール（ＰＯ）と反応させてもよい。

多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の比率は、水酸基［ＯＨ］とカルボキシル基［ＣＯＯＨ］の当量比［ＯＨ］／［ＣＯＯＨ］として、通常２／１〜１／１、好ましくは１．５／１〜１／１、さらに好ましくは１．３／１〜１．０２／１である。

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

また、重量平均分子量１万〜４０万、好ましくは２万〜２０万である。重量平均分子量が１万未満では、耐オフセット性が悪化するため好ましくない。また、４０万を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。

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

多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）としては、脂肪族多価イソシアネート（テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，６−ジイソシアナトメチルカプロエートなど）；脂環式ポリイソシアネート（イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど）；芳香族ジイソシアネート（トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど）；芳香脂肪族ジイソシアネート（α，α，α'，α'−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど）；イソシアネート類；前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの；およびこれら２種以上の併用が挙げられる。

多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）の比率は、イソシアネート基［ＮＣＯ］と、水酸基を有するポリエステルの水酸基［ＯＨ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＯＨ］として、通常５／１〜１／１、好ましくは４／１〜１．２／１、さらに好ましくは２．５／１〜１．５／１である。［ＮＣＯ］／［ＯＨ］が５を超えると低温定着性が悪化する。［ＮＣＯ］のモル比が１未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。

イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）構成成分の含有量は、通常０．５〜４０ｗｔ％、好ましくは１〜３０ｗｔ％、さらに好ましくは２〜２０ｗｔ％である。０．５ｗｔ％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、４０ｗｔ％を超えると低温定着性が悪化する。

イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の１分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常１個以上、好ましくは、平均１．５〜３個、さらに好ましくは、平均１．８〜２．５個である。１分子当たり１個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。

次に、ポリエステルプレポリマー（Ａ）と反応させるアミン類（Ｂ）としては、２価アミン化合物（Ｂ１）、３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）、アミノアルコール（Ｂ３）、アミノメルカプタン（Ｂ４）、アミノ酸（Ｂ５）、およびＢ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）などが挙げられる。

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

アミン類（Ｂ）の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中のイソシアネート基［ＮＣＯ］と、アミン類（Ｂ）中のアミノ基［ＮＨｘ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］として、通常１／２〜２／１、好ましくは１．５／１〜１／１．５、さらに好ましくは１．２／１〜１／１．２である。［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］が２を超える場合や１／２未満の場合では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。

また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常１００／０〜１０／９０であり、好ましくは８０／２０〜２０／８０、さらに好ましくは、６０／４０〜３０／７０である。ウレア結合のモル比が１０％未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。

ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法、などにより製造される。多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで４０〜１４０℃にて、これに多価イソシアネート（ＰＩＣ）を反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得る。さらにこの（Ａ）にアミン類（Ｂ）を０〜１４０℃にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。

（ＰＩＣ）を反応させる際、及び（Ａ）と（Ｂ）を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤（トルエン、キシレンなど）；ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）；エステル類（酢酸エチルなど）；アミド類（ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど）およびエーテル類（テトラヒドロフランなど）などのイソシアネート（ＰＩＣ）に対して不活性なものが挙げられる。

また、ポリエステルプレポリマー（Ａ）とアミン類（Ｂ）との架橋及び／又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン（ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど）、およびそれらをブロックしたもの（ケチミン化合物）などが挙げられる。

ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常１万以上、好ましくは２万〜１０００万、さらに好ましくは３万〜１００万である。１万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常２０００〜１５０００、好ましくは２０００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００である。２００００を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。

未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性およびフルカラー画像形成装置１００に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。尚、未変性ポリエステルはウレア結合以外の化学結合で変性されたポリエステルを含んでも良い。

未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは、少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。また、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとの重量比は、通常２０／８０〜９５／５、好ましくは７０／３０〜９５／５、さらに好ましくは７５／２５〜９５／５、特に好ましくは８０／２０〜９３／７である。ウレア変性ポリエステルの重量比が５％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。

未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを含むバインダー樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は、通常４５〜６５℃、好ましくは４５〜６０℃である。４５℃未満ではトナーの耐熱性が悪化し、６５℃を超えると低温定着性が不十分となる。

また、ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。
（着色剤）
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ピグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常１〜１５重量％、好ましくは３〜１０重量％である。

着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体、あるいはこれらとビニル化合物との共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
（荷電制御剤）
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン０３、４級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、含金属アゾ染料のボントロンＳ−３４、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ−８２、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４、フェノール系縮合物のＥ−８９（以上、オリエント化学工業社製）、４級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（以上、保土谷化学工業社製）、４級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹＶＰ２０３８、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ＮＥＧＶＰ２０３６、コピーチャージＮＸＶＰ４３４（以上、ヘキスト社製）、ＬＲＡ−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カーリット社製）、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、４級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。

荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の範囲で用いられる。好ましくは、０．２〜５重量部の範囲がよい。１０重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
（離型剤）
離型剤としては、融点が５０〜１２０℃の低融点のワックスが、バインダー樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びおよびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、１２−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−ｎ−ステアリルメタクリレート、ポリ−ｎ−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体（例えば、ｎ−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等）等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。

荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダー樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。
（外添剤）
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、５×１０−３〜２μｍであることが好ましく、特に５×１０−３〜０．５μｍであることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００ｍ２／ｇであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの０．０１〜５ｗｔ％であることが好ましく、特に０．０１〜２．０ｗｔ％であることが好ましい。
無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に両微粒子の平均粒径が５×１０−２μｍ以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像装置内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。

酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が０．３〜１．５ｗｔ％の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。

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

２）トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。

水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール（メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど）、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類（メチルセルソルブなど）、低級ケトン類（アセトン、メチルエチルケトンなど）などの有機溶媒を含むものであってもよい。

トナー材料液１００重量部に対する水系媒体の使用量は、通常５０〜２０００重量部、好ましくは１００〜１０００重量部である。５０重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。２００００重量部を超えると経済的でない。また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。

界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの４級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ（アミノエチル）グリシン、ジ（オクチルアミノエチル）グリシンやＮ−アルキル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。

また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数２〜１０のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、３−［ω−フルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１１）オキシ］−１−アルキル（Ｃ３〜Ｃ４）スルホン酸ナトリウム、３−［ω−フルオロアルカノイル（Ｃ６〜Ｃ８）−Ｎ−エチルアミノ］−１−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル（Ｃ１１〜Ｃ２０）カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸（Ｃ７〜Ｃ１３）及びその金属塩、パーフルオロアルキル（Ｃ４〜Ｃ１２）スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、Ｎ−プロピル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）−Ｎ−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１６）エチルリン酸エステルなどが挙げられる。

商品名としては、サーフロンＳ−１１１、Ｓ−１１２、Ｓ−１１３（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−９３、ＦＣ−９５、ＦＣ−９８、ＦＣ−１２９（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−１０１、ＤＳ−１０２（ダイキン工業社製）、メガファックＦ−１１０、Ｆ−１２０、Ｆ−１１３、Ｆ−１９１、Ｆ−８１２、Ｆ−８３３（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１０２、１０３、１０４、１０５、１１２、１２３Ａ、１２３Ｂ、３０６Ａ、５０１、２０１、２０４、（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−１００、Ｆ１５０（ネオス社製）などが挙げられる。

また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を右する脂肪族１級、２級もしくは２級アミン酸、パーフルオロアルキル（Ｃ６−Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンＳ−１２１（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−１３５（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−２０２（ダイキンエ業杜製）、メガファックＦ−１５０、Ｆ−８２４（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１３２（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−３００（ネオス社製）などが挙げられる。

樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が１０〜９０％の範囲になるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子１μｍ、及び３μｍ、ポリスチレン微粒子０．５μｍ及び２μｍ、ポリ（スチレン―アクリロニトリル）微粒子１μｍ、商品名では、ＰＢ−２００Ｈ（花王社製）、ＳＧＰ（総研社製）、テクノポリマーＳＢ（積水化成品工業社製）、ＳＧＰ−３Ｇ（総研社製）、ミクロパール（積水ファインケミカル社製）等がある。また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。

上記の樹脂微粒子、無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する（メタ）アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−３−クロロ２−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの含窒素化合物、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。

分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を２〜２０μｍにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常１０００〜３００００ｒｐｍ、好ましくは５０００〜２００００ｒｐｍである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常０．１〜５分である。分散時の温度としては、通常、０〜１５０℃（加圧下）、好ましくは４０〜９８℃である。

３）乳化液の作製と同時に、アミン類（Ｂ）を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）との反応を行わせる。この反応は、分子鎖の架橋及び／又は伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー（Ａ）の有するイソシアネート基構造とアミン類（Ｂ）との反応性により選択されるが、通常１０分〜４０時間、好ましくは２〜２４時間である。反応温度は、通常、０〜１５０℃、好ましくは４０〜９８℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。

４）反応終了後、乳化分散体（反応物）から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。

５）上記で得られたトナー母体粒子に、荷電制御剤を打ち込み、ついで、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。荷電制御剤の打ち込み、及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。これにより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状からラクビーボール状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。

本発明に係るトナーの形状は略球形状であり、以下の形状規定によって表すことができる。

図８は、本発明のトナーの形状を模式的に示す図である。図８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、本発明のトナーは、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の範囲にあることが好ましい。長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５未満では、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７未満では、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が１．０では、長軸を回転軸とする回転体となり、トナーの流動性を向上させることができる。
なお、ｒ１、ｒ２、ｒ３は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で、視野の角度を変えて写真を撮り、観察しながら測定した。

本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の機構的な構成を説明する全体図である。第１の実施の形態に係る画像形成装置の電気系の構成を示すブロック図である。全ベタ画像、ライン画像を作像した時のマクロ的な潜像電位の差との関係を示す図である。ライン／ベタ付着量比が所定値となる１ｄｏｔ縦ライン−ベタの電位差と画質指標値の関係を示す図である。ベタ−１ｄｏｔ縦ライン潜像電位差（Ｖ）と露光エネルギーの関係を示す図である。本発明で用いるトナーの形状係数ＳＦ−１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本発明で用いるトナーの形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である本発明に係るトナーの形状を模式的に示す図である

符号の説明

１３制御手段
２０電位測定手段
２１トナー付着量検出手段
２２電位差検出手段
２３指標値算出手段
１００画像形成装置
１１０像担持体
１１３現像装置
１１３Ａ現像剤担持体
γ 画質指標値

Claims

表面に静電潜像が形成される像担持体と、
前記像担持体に対向する現像剤担持体を有し、この現像剤担持体表面上にトナー及びキャリアからなる二成分現像剤を担持させ、前記像担持体及び現像剤担持体間に現像電界を作用させることで像担持体上の静電潜像をトナーにて可視像化する現像装置を備える画像形成装置において、
前記像担持体の潜像電位を測定する電位測定手段と、
前記電位測定手段により測定される全ベタ画像作像時の潜像電位とライン画像作像時の潜像電位の差を検出する電位差検出手段と、
前記現像装置により基準潜像をそれぞれ現像して形成した測定用可視像のトナー付着量を検出するトナー付着量検出手段と、
前記トナー付着量検出手段の検出値に基づいて画質指標値（現像γ）を算出する指標値算出手段と、
上記指標値算出手段で算出された画質指標値（現像γ）に基づき、前記全ベタ画像作像時の潜像電位とライン画像作像時の潜像電位の差を調整する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
前記ライン画像が１ｄｏｔ縦ラインであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記像担持体上に静電潜像を形成する際の露光出力を制御することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記像担持体上に静電潜像を形成する際の露光のデューティー比を制御することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
前記現像手段で用いられるトナーは、体積平均粒径が３〜８μｍで、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０の範囲にあることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の画像形成装置。
前記現像手段で用いられるトナーは、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあることを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の画像形成装置。
前記現像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請求項１ないし６の何れかに記載の画像形成装置。
前記現像手段で使用されるトナーは、略球形状であることを特徴とする請求項１ないし７の何れかに記載の画像形成装置。
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請求項１ないし８の何れかに記載の画像形成装置。