JP2009288717A - ベルト装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ローラを対向部材として用いる場合の十分なスペースが確保できない場合でも確実にベルトをシール部材に当接させて周辺機器の汚染を防止することができる構成を備えたベルト装置を提供する。
【解決手段】複数のローラに掛け回されて周回可能な無端状ベルト１と、該無担状ベルト１の展張面の一部に対して外表面から押圧した状態で該無担状ベルト１を内周面側に湾曲させる湾曲ローラ５と、前記無担状ベルト１にブレード１４Ｂあるいはブラシ１４Ａを当接させるクリーニング装置１４とを備えたベルト装置において、前記クリーニング装置１４には、前記無端状ベルト１が前記ローラの一つ４を周回して該クリーニング装置１４のブレード１４Ｂあるいはブラシ１４Ａに達する前の位置近傍に配置されているシール部材１４Ｃを備えられ、前記無担状ベルト１を挟んで前記シール部材１４Ｃと対向する該無端状ベルト１の内側には、該無端状ベルト１を前記シール部材１４Ｃに向けて押圧する板状の対向部材１６が設けられていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、ベルト装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、ベルトの弛み防止機構に関する。

周知のように、複写機やプリンタあるいは印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体である感光体上に形成された静電潜像が現像装置から供給される現像剤によって可視像処理される。

可視像処理されたトナー像は転写材に転写された後、定着装置による加熱・加圧によってトナーが融解・浸透することで定着されて複写画像とされる。

画像形成の対象となる画像には、モノクロ画像のような単一色画像だけでなく、フルカラー画像を含む多色画像がある。

多色画像、特にフルカラー画像を得るために用いられる画像形成装置には、各色の画像形成ステーションを備え、これら各画像形成ステーションで形成された画像を順次転写することができる１次転写手段に相当する中間転写ベルトの展張面に沿って前記の画像形成ステーションを並列させたタンデム方式が知られている（例えば、非特許文献１）。

タンデム方式では、中間転写ベルトの順次転写されて重畳された画像が２次転写装置に向け搬送される転写材に対して一括転写され、一括転写された転写材が定着装置に向け搬送される構成が用いられている。なお、この方式では、中間転写ベルトに対して各色の画像を順次転写するようになっているが、これに代えて、転写材を中間転写ベルトに静電吸着した状態で各画像形成ステーション間を移動させながら各色の画像を重畳転写した後、転写材を中間転写ベルトから分離して定着装置に向け搬送する方式もある。

画像形成装置に用いられるベルトの構成としては、図１に示すように、設置スペースを考慮したものがある（例えば、特許文献１，２）。

つまり、図１に示す構成は、上述したタンデム方式に用いられる色毎の作像ステーション（便宜上、符号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋで示す）の並置方向に沿った展張面を形成できるように駆動ローラ２および従動ローラ３にベルト１を掛け回す一方、駆動ローラ２の下方に設けられている転写位置に対応してベルトが掛け回される転写背圧ローラ４と従動ローラ３との間の展張面の途中には、展張面を湾曲させる湾曲ローラ５がベルトの外側から当接するように配置されている。

湾曲ローラ５により展張面を上方へ迂回させて内周面側に湾曲されたベルト１は、上方への迂回部分の下方に空間を構成することができる。これにより、ベルト１の湾曲部下方の空間に定着装置６などを配置することで画像形成装置内の縦方向でのスペースの有効利用を可能にして画像形成装置の縦方向での丈を小さくすることができる。このような空間の有効利用により画像形成装置の小型化が得られる。

しかも、湾曲ローラ５をベルト１のテンションローラとして用いることにより、駆動ローラ１を通過して２次転写位置に向かうベルトの弛みを抑えることができるようにもなる。これにより、１次転写位置および２次転写位置でのベルト１の弛みをなくして転写を安定した状態で行えるようになる。

図１において、黒画像を形成可能な作像ステーション（図１中、符号Ｋ出示す部分）を対象としてその構成を説明すると、作像ステーションには、ベルト１に当接してトナー像を転写する感光体ドラム７をはじめとして、画像形成処理を実行する帯電装置８，現像装置９，クリーニング装置１１が纏めて収容されるプロセスカートリッジが配置されている。

各作像ステーションにおけるベルト１を挟んで感光体ドラム７と対向する位置には、ローラを用いた１次転写装置１２が配置されており、さらに、図示しない給紙装置から繰り出された記録紙の搬送路中で転写背圧ローラ４と対向する位置にはローラを用いた２次転写装置１３が配置されている。

一方、トナー像の転写を終えたベルト、図１に示す場合には中間転写ベルトに相当するベルト１は、未転写トナーや紙粉などの異物を除去される。

従来、画像形成装置に用いられる中間転写ベルトなどのベルトを対象としたクリーニング装置１４の構成としては、図１に示すように、ケーシング内に配置されてベルト１の外表面に接触しながら回転可能なクリーニングブラシ１４Ａが備えられた構成がある。クリーニングブラシ１４Ａは、ベルト１の移動方向と逆方向あるいは同じ方向の場合にはベルト１の移動速度よりも速い速度で回転することによりベルト１表面に付着している未転写トナーなどの異物を擦り取るようになっている。

特開平８−１４６７０６号公報 特開２０００−１３７３８６号 １９９６年１１月１５日発行 電子写真学会編「続 電子写真技術の礎と応用」第５５頁（３）欄

ところで、ベルト１は、駆動ローラ２によって牽引されると、各作像ステーションを移動する展張面での弛みはないものの、駆動ローラ２を通過した後の展張面が弛み側となる。２次転写位置では、転写背圧ローラ４と２次転写装置１３と出教示されることにより弛みがない状態とされるが、２次転写位置を通過してクリーニング装置１４に向け移動する場合には、２次転写位置での弛み解消が作用しない。このため、再度生じた弛みによってクリーニング装置１４に設けられているクリーニングブラシ１４Ａとの接触が良好に行えない場合がある。

そこで、従来では、図１において符号１５で示すように、クリーニングブラシ１４Ａに向けてベルト１を押圧する対向部材を設ける構成が提案されている。

図２は、この構成を示す拡大図である。
同図において、クリーニング装置１４に設けられているクリーニングブラシ１４Ａに加えてブレード１４Ｂが設けられている場合、これらクリーニングブラシ１４Ａおよびブレード１４Ｂに対してベルト１を押圧させる対向部材１５がベルト１を挟んでこれら部材に対向させて配置されている。この構成により、ベルト１に弛みが生じていてもクリーニング装置１４の各部材に対する当接関係が良好に維持されてクリーニング効果が低下するのを防止される。

しかし、クリーニング装置には、ベルト１から掻き取ったトナーなどの異物が外部に漏れ出さないようにシールするための部材、いわゆるシール部材（図２において符号１４Ｃで示す部材）が設けられることがある。このシール部材１４Ｃは、異物の自由落下を阻止するために、図１で示した構成では、ベルト１が掛け回されている複数のローラのうちで、２次転写位置の転写背圧ローラ４を周回し終わって移動し始める位置、つまり、クリーニング装置１４においてベルト１が移動してくる入り口側に配置される。

このため、シール部材１４Ｃとベルト１との当接関係を良好にしてベルト１の弛みによる弊害である異物の漏出を防止することが必要となる。そこで、クリーニングブラシ１４Ａやブレード１４Ｂに対して設けた対向部材と同じように、ローラを転写背圧ローラ４とクリーニング装置１４におけるベルトの入り口側に配置することが考えられる。

転写背圧ローラ４は、その曲率とこの曲率に対する記録紙の剛性とを利用して記録紙の曲率分離を行う部材として用いることがある。このため、ベルト１の巻き付き角度によっては、クリーニング装置１４のベルト入り口側との間のスペースが極小な場合に上述したローラを用いることができない。

シール部材とベルト１との適正な当接関係を維持することができないと、ベルト１から掻き取った異物がクリーニング装置外部に落下したり漏れ出して周辺機器を汚染してしまう虞がある。

本発明の目的は、上記従来のベルト装置における問題に鑑み、ローラを対向部材として用いる場合の十分なスペースが確保できない場合でも確実にベルトをシール部材に当接させて周辺機器の汚染を防止することができる構成を備えたベルト装置およびこれを用いる画像形成装置を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明は次の構成よりなる。
（１）複数のローラに掛け回されて周回可能な無端状ベルトと、該無担状ベルトの展張面の一部に対して外表面から押圧した状態で該無担状ベルトを内周面側に湾曲させる湾曲ローラと、前記無担状ベルトにブレードあるいはブラシを当接させるクリーニング装置とを備えたベルト装置において、
前記クリーニング装置には、前記無端状ベルトが前記ローラの一つを周回して該クリーニング装置のブレードあるいはブラシに達する前の位置近傍に配置されているシール部材を備えられ、
前記無担状ベルトを挟んで前記シール部材と対向する該無端状ベルトの内側には、該無端状ベルトを前記シール部材に向けて押圧する板状の対向部材が設けられていることを特徴とするベルト装置。
（２）前記板状の対向部材は、前記無端状ベルトの内周面に向けて突出する向きに湾曲形成され、その曲率半径が１０ｍｍ以上に設定されていることを特徴とする（１）に記載のベルト装置。
（３）前記板状の対向部材は、前記無端状ベルトの内周面に対向する表面に起毛が設けられていることを特徴とする（１）または（２）に記載のベルト装置。
（４）前記板状の対向部材は、前記ローラの一つによる曲率分離のための前記ベルトの巻き付き角度よりも外側の位置に配置されていることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載のベルト装置。
（５）（１）乃至（４）のいずれかに記載のベルト装置を用いる画像形成装置であって、前記無端状ベルトが転写体として用いられることを特徴とする画像形成装置。
（６）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（５）に記載の画像形成装置。
（７）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（５）または（６）に記載の画像形成装置。
（８）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（５）乃至（７）のいずれかに記載の画像形成装置。
（９）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（５）乃至（８）のいずれかに記載の画像形成装置。

本発明によれば、クリーニング装置のベルト入り口側に配置されているシール部材に対してベルトを挟んで対向する板状の対向部材を設けているので、対向部材の形状をローラと違って小さくすることができる。これにより、シール部材に対するベルトの当接関係を維持してクリーニング装置から外部への異物の漏洩を防止することができる。特にベルトの弛みを矯正した状態でシール部材に当接させることになるので、シール部材によるシール効果が良好に維持されることになる。

以下、図面により本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図３は、本発明によるベルト装置の要部構成を説明するための模式図である。

クリーニング装置１４には、図２に示したように、ケーシング内にベルト１と当接可能なクリーニングブラシ１４Ａおよびブレード１４Ｂが装備されており、さらにケーシングにおけるベルト１の入り口側には、シール部材１４Ｃが設けられている。

クリーニングブラシ１４Ａおよびブレード１４Ｂに対しては、ベルト１を挟んで対向部材としての対向ローラ１５が配置されている。対向ローラ１５は、ベルト１をクリーニングブラシ１４Ａおよびブレード１４Ｂに対して押圧することによりこれら各部材とベルト１との接触関係を適正化し、ベルト１に弛みが生じていてもクリーニングブラシ１４Ａおよびブレード１４Ｂとの良好な接触を維持してクリーニング特性を低下させないようにしている。

一方、シール部材１４Ｃに対しても、ベルト１を挟んで板状の対向部材１６が設けられている。

板状の対向部材１６は、板状であるが故にローラのような半周分の占有スペースを必要としない。これにより、転写背圧ローラ４とクリーニング装置１のベルト入り口側との間のスペースがローラを配置するに足りない極小な状態であっても、その空間形態に対応させた板状の加工品としての対向部材１６を配置するだけでシール部材１４Ｃに対するベルト１の接触状態を良好に維持することができる。この結果、シール部材１４Ｃとベルト１との接触関係が不安定となることがないので、不安定となった場合に発生する、クリーニング装置１４内部からの異物の落下や漏洩を防止することができる。

クリーニング装置１４の構成としては、図４に示す構成を対象とすることも可能である。
図４に示すクリーニング装置（便宜上、図４において符号１４’で示す）は、ベルト１の移動方向において、図３に示したクリーニングブラシ１４Ａとブレード１４Ｂが配置されている位置の下流側にベルト１の摩擦係数を低下させるための潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段１７が配置されている。

潤滑剤塗布手段１７は、ベルト１に当接しながら回転可能なブラシローラ１７Ａとブラシローラにより削り取られる固形潤滑剤１７Ｂと固形潤滑剤１７Ｂをブラシローラ１７に向けて付勢する弾性体１７Ｃと潤滑剤の均しブレード１７Ｄとで構成されている。固形潤滑剤１７Ｂには、ステアリン酸亜鉛などが用いられている。

固形潤滑剤１７Ｂは、ブラシローラ１７Ａによって削り取られてベルト１の表面に塗布され、均しブレード１７Ｄによって均一厚さに均されて用いられる。

この構成においても、クリーニング装置１４のベルト入り口側に配置されているシール部材１４Ｃに対してベルト１を挟んで板状の対向部材１６が設けられているとともに、潤滑剤塗布手段１７におけるブラシローラ１７Ａおよび均しブレード１７Ｄと対向する位置にベルト１を挟んで対向部材としてのローラ１５Ａが設けられている。

このような構成においても、ベルト１に対する良好な接触状態を必要とするシール部材１４Ｃ、クリーニングブラシ１４Ａ、ブレード１４Ｂおよび潤滑剤塗布手段１７におけるブラシローラ１７Ａ、均しブレード１７Ｄに対向する部材が設けられ地得ることによりベルトと各部材との接触状態を良好に維持することができる。

一方、板状の対向部材１６は、図５に示すように、ベルト１の内周面に向けて突出する向きに湾曲形成されており、その曲率半径として、１０ｍｍ以上を設定されている。これにより、曲率半径が小さくなりすぎた場合にベルト１に対して鋭角状に接触するのを防止してベルト１にカール癖がつくのを防止するようになっている。ベルト１にカール癖がつかないことにより、カール癖による接触不良が原因する転写ムラを防止して異常画像の発生を防止することができる。

また、本発明においては、板状の対向部材１６におけるベルト１と対向する表面に、図６に示すような起毛処理が施されている。起毛１６Ａは、例えば、静電植毛などにより形成され、ベルト１との摩擦抵抗を軽減する機能を有している。

板状の対向部材１６は、転写背圧ローラ４とクリーニング装置１４のベルト入り口側に位置するシール部材１４Ｃとの間でシール部材１４Ｃに対向する位置に配置されているが、転写背圧ローラ４の曲率分離を妨げない位置に配置されている。

図７は、この場合の構成を示す模式図である。

図７において板状の対向部材１６は、転写背圧ローラ４による曲率分離を行うために設定されているベルト１の巻き付き角度（θ）よりも外側の位置に配置されている。これにより、転写背圧ローラ４が位置する２次転写位置を通過した記録紙Ｓがベルト１に貼り付いた状態で転写背圧ローラ４の周面方向に移動するのを防止する機能を阻害しないようにされている。これにより、従来必要とされていた分離チャージャや分離爪を不要にすることができ構成部品点数の低減およびこれら部材による占有スペースの不要化による装置内部の空間容積の小型化が図れる。

次に、上記構成からなるベルト装置を用いた画像形成装置について、図８により説明すると次の通りである。
図８は、ベルト１を中間転写体として用いるタンデム方式の構成を対象とした画像形成装置である。
画像形成装置１００は、画像形成処理部Ａを境にして縦方向で上部側に原稿走査部Ｂが、下方側に給紙部Ｃが配置されている。

原稿走査部Ｂには、原稿載置台のＢ１の上面に自動原稿給送装置１０１が搭載されており、原稿走査手段１０２により原稿を走査するようになっている。

給紙部Ｃには、給紙バンクを構成する複数の給紙カセットＢ１が備えられ、給紙カセットＣ１から繰り出された記録紙の搬送路中には、画像形成処理部Ａの手前でレジストタイミングを設定するレジストローラＣ２が設けられている。

画像形成処理部Ａには、ベルト装置のベルト１における展張面に沿って複数の作像ステーションが並置されている。

各作像ステーションには、プロセスカートリッジがそれぞれ装填されており、プロセスカートリッジの内部には、図１において説明したように、感光体ドラム７，帯電装置８，現像装置９，クリーニング装置１１が収容されており、各作像ステーションの感光体ドラム７に対してベルト１を挟んで対向する位置には１次転写装置１２が配置されている。なお。符号Ｌは書き込み装置を示しており、書き込み装置Ｌは、画像情報に従ってレーザ光源からの書き込み光を感光体ドラムに出射するようになっている。

１次転写装置１２を内周面に配置しているベルト１を備えたベルト装置に関する構成は前述したとおりである。

上記構成を備えた画像形成装置１００では、各作像ステーションでの画像形成が行われると、ベルト１に対して順次トナー像が１次転写されて重畳され、重畳された画像が給紙部Ｂから繰り出された記録紙に対して２次転写装置１２により一括転写される。

一括転写された記録紙は、定着装置６により加熱・加圧を受けることでトナーを融解・浸透されてトナー像が定着され、排出搬送路を経て排紙トレイ１０３に排出される。

記録紙の両面への画像形成を行う場合には、片面の画像形成が終了した記録紙が排紙トレイ１０２の手前側に位置する分岐爪によって再給紙路に移動させられてレジストローラＣ２によるレジストタイミングを設定されて再度２次転写位置に向け移動するようになっている。

２次転写後のベルト１は、クリーニング装置１４によりクリーニング処理が行われ、未転写トナーや紙粉などの異物が除去される。

上述した構成のタンデム方式による画像形成装置は、次のような点で優れている。
すなわち、近年、オフィスでも大量のカラー文書が取り扱われるようになり、以前にも増して小型出高速のフルカラープリンタ、フルカラー複写機などの画像形成装置の提供が望まれている。
このような市場からの要望に伴い、今日、カラー複写機やカラープリンタなどのカラー画像形成装置が多く提供されてきている。
カラー画像形成装置には、いわゆる、１ドラム方式やタンデム方式のものがある。１ドラム方式のカラー画像形成装置は、像担持体である１つの感光体の周りに異なる色のトナー像を形成する複数の現像器を備えている。そして、これらんの現像器により感光体上に合成トナー像を形成、この感光体上の合成トナー像を紙やＯＨＰシートなどの記録媒体に転写してカラー画像を有する複写出力を得るようになっている。

一方、タンデム方式のカラー画像形成装置は、感光体と画像形成手段と出構成した画像形成ユニットを複数個備えている。核が造形生ユニットの各感光体上に各色の単色トナー像を、転写搬送ベルトにより搬送される記録媒体あるいは中間転写ベルトに重ね合わせながら転写して合成カラー画像を形成している。

１ドラム方式の場合には、１つの感光体を対象として複数回（通常は４回）の画像形成を繰り返してフルカラー画像を形成するために、画像形成の高速化が困難である。

これに対し、タンデム方式の場合には画像形成装置の大型化を招き、これによりコスト高となる欠点があるが、画像形成の高速化が容易であるという利点がある。

最近は、モノクロ画像形成時並のスピードでフルカラー画像を形成する装置が望まれていることから、タンデム方式の画像形成装置が注目されてきている。

タンデム方式の画像形成装置には、直接転写式と間接転写式とがあり、直接転写式は各画像形成ユニットで形成される色の画像を順次記録紙に直接重畳していく方式であり、間接転写式は各画像形成ユニットで形成された色の画像を中間転写ベルトに順次１次転写し、中間転写ベルト上に転写された重畳画像を胃六媒体に対して一括して２次転写する構成とされている。

ところで、直接転写式のタンデム方式を用いる画像形成装置では、一般的に、各画像形成ユニットが転写搬送ベルトの展張面に沿って水平方向に並置されている構成が用いられている。このため、記録媒体を給送する例えば、給紙装置は、転写搬送ベルトの最上流側に配置され、記録媒体に転写した画像の定着を行う定着装置は転写搬送ベルトの最下流側に配置された構成となる。このため、転写搬送ベルトの記録媒体を搬送する水平部分（展張部分）の周長が長くなり、装置本体の水平方向でのサイズが大きくなり装置が水平方向において大型化する欠点がある。

このような装置本体の水平方向での大型化を回避するためには、合成トナー像が転写された記録媒体を転写搬送ベルトから分離する分離部に定着装置を接近させて配置することが考えられる。

しかし、このような構成では、分離部と定着装置との間に転写搬送ベルトから分離された記録媒体が余裕を持ってたわむことができる十分な間隔を確保することが困難となる。このため分離部と定着装置とが接近した構成では、記録媒体の先端が定着装置に進入する際の衝撃（特に厚い記録媒体ほど顕著）や、定着装置の搬送速度と転写搬送ベルトの搬送速度との速度差により転写画像が悪影響を受け易くなる。

これに対し、中間転写式のタンデム方式では、２次転写部の位置を比較的自由に選択することができ、給紙装置や定着装置を中間転写ベルトの下方に配置することで、装置本体の水平方向の小型化が可能となる利点がある。

また、給紙装置や定着装置を中間転写ベルトの下方に配置することで、中間転写ベルトの分離部と定着装置との間で中間転写ベルトから分離された記録媒体がたわむことができる十分な間隔を確保することができる。このように、中間転写式のタンデム方式を用いる画像形成装置では、余裕を持って定着装置を配置できるので、定着装置の画像形成に及ぼす影響をほとんどなくすことができる。以上のような理由から、最近では中間転写式の単木偶方式を用いた画像形成装置が注目されてきている。

次に、本実施形態に用いられるトナーの特性について図５を用いて以下に説明する。
本構成に用いられるトナーは、重合法によって生成された重合トナーである。

更に本構成に用いられ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９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、１００／４πを乗じた値である。

ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）^２／ＡＲＥＡ｝×（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。

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、転写率が低下するとともに転写手段に付着した場合のクリーニング性も低下するため好ましくない。

また、トナー粒径は体積平均粒径で４〜１０μmの範囲であることが望ましい。これよりも小粒径の場合には現像時に地汚れの原因となったり、流動性が悪化し、さらに凝集しやすくなるので中抜けが発生しやすくなる。逆にこれよりも大粒径の場合にはトナー飛び散りや、解像度悪化により高精細な画像を得ることができない。本実施形態では、トナー粒径の体積平均粒径６．５μmのものを用いた。

また、トナーの形状は略球形状であり、以下に形状規定によって表すことができる。

図１０は、本発明のトナーの形状を模式的に示す図である。図において、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）（図１０（Ｂ）参照）が０．５〜１．０で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）（図１０（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。

次に、トナーの成分および製造方法について説明すると次の通りである。
本発明の画像形成装置に好適に用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤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を超えてしまったり、１／２未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。

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

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

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

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

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

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

未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは、少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。従って、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。

また、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとの重量比は、通常２０／８０〜９５／５、好ましくは７０／３０〜９５／５、さらに好ましくは７５／２５〜９５／５、特に好ましくは８０／２０〜９３／７である。ウレア変性ポリエステルの重量比が５％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。

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

また、ウレア変性ポリエステルは、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。
（着色剤）
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ＰＳＹ ＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、４級アンモニウム塩のコピーチャージ ＮＥＧ ＶＰ２０３６、コピーチャージ ＮＸ ＶＰ４３４（以上、ヘキスト社製）、ＬＲＡ−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カーリット社製）、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、４級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。

荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の範囲で用いられる。好ましくは、０．２〜５重量部の範囲がよい。１０重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
（離型剤）
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。２０００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ベ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。

ベルト装置の従来例を説明するための模式図である。 図１に示したベルト装置の要部構成を示す拡大図である。 本発明によるベルト装置の要部構成を説明するための模式図である。 本発明によるベルト装置に用いられるクリーニング装置の要部構成の変形例を説明するための模式図である。 本発明のベルト装置に用いられる対向部材の構成を説明するための図である。 図５に示した対向部材の要部変形例を示す図である。 図３に示したベルト装置に用いられる対向部材の要部変形例を説明するための模式図である。 図３に示したベルト装置を用いる画像形成装置の要部構成を説明するための模式図である。 本発明による画像形成装置に用いられるトナーの形状係数に関する説明のための模式図である。 本発明による画像形成装置に用いられるトナーの球形状に関する説明のための模式図である。

符号の説明

１ ベルト
５ 湾曲ローラ
１４ クリーニング装置
１４Ａ クリーニングブラシ
１４Ｂ ブレード
１４Ｃ シール部材
１５ 対向部材
１６ 板状の対向部材
１００ 画像形成装置

Claims (9)

1. 複数のローラに掛け回されて周回可能な無端状ベルトと、該無担状ベルトの展張面の一部に対して外表面から押圧した状態で該無担状ベルトを内周面側に湾曲させる湾曲ローラと、前記無担状ベルトにブレードあるいはブラシを当接させるクリーニング装置とを備えたベルト装置において、
   前記クリーニング装置には、前記無端状ベルトが前記ローラの一つを周回して該クリーニング装置のブレードあるいはブラシに達する前の位置近傍に配置されているシール部材を備えられ、
   前記無担状ベルトを挟んで前記シール部材と対向する該無端状ベルトの内側には、該無端状ベルトを前記シール部材に向けて押圧する板状の対向部材が設けられていることを特徴とするベルト装置。
2. 前記板状の対向部材は、前記無端状ベルトの内周面に向けて突出する向きに湾曲形成され、その曲率半径が１０ｍｍ以上に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のベルト装置。
3. 前記板状の対向部材は、前記無端状ベルトの内周面に対向する表面に起毛が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のベルト装置。
4. 前記板状の対向部材は、前記ローラの一つによる曲率分離のための前記ベルトの巻き付き角度よりも外側の位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のベルト装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載のベルト装置を用いる画像形成装置であって、前記無端状ベルトが転写体として用いられることを特徴とする画像形成装置。
6. 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５に記載の画像形成装置。
7. 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５または６に記載の画像形成装置。
8. 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請求項５乃至７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 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５乃至８のいずれかに記載の画像形成装置。

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