(57)【要約】【課題】小粒径で円径度の高い球形トナーを用いた場合にも、十分な除去性能が得られ、且つ耐磨耗性に優れた装置寿命の長いクリーニング装置、並びにこれを備える画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。【解決手段】感光体１０の表面に当接させて感光体１０の表面上の付着物を除去する弾性部材３１と、弾性部材３１を保持するとともに、感光体１０と弾性部材３１の一辺とが当接する当接部Ｐの法線Ｎよりも感光体１０の移動方向下流側で装置本体に支持される保持部材３２とを備え、上記弾性部材３１は、感光体の移動方向上流側に位置する上流側面３１ａが、感光体１０の移動方向下流側に位置する下流側面に比べ平滑で面精度が高い。【選択図】図３
2010072181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面移動する被清掃体と、該被清掃体の表面に当接させて該被清掃体の表面上の付着物を除去する弾性部材と、該弾性部材を保持するとともに、該被清掃体と該弾性部材の一辺とが当接する当接部の法線よりも該被清掃体の移動方向下流側で装置本体に支持される保持部材とを備えるクリーニング装置において、
上記弾性部材は、上記被清掃体に当接する一辺を境に隣接する２面を備え、該被清掃体の移動方向上流側に位置する面を上流側面とし、該被清掃体の移動方向下流側に位置する面を下流側面とした場合に、該上流側面は該下流側面に比べ表面が平滑で面精度が高いことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
請求項１のクリーニング装置において、
上記弾性部材の上流側面には、上記弾性部材の成型時に発生する切断面を配しないことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項３】
請求項１又は２のクリーニング装置において、
上記弾性部材は、遠心成型法を用いて作成されるゴムシートを短冊状に切断して作成され、下流側面に切断面を配し、上流側面に金型面或いはエア面のいずれか一方を配することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項４】
請求項１、２、又は３のクリーニング装置において、
上記弾性部材は、上記被清掃体に当接する一辺を含む上流側面にコート層を有する、又は該一辺を含む上流側面及び下流側面にコート層を有することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４のクリーニング装置において、
上記弾性部材は、上流側面に対向する対向面が縮むような反りを規制する反り規制部材によって該対向面が保持され、該反り規制部材を介して上記保持部材により保持されることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項６】
請求項５のクリーニング装置において、
上記反り規制部材は、上記被清掃体の表面に近接する側の端部が、上記弾性部材の上流側面に対向する対向面における下流側面との境界辺と略同じ位置か、該境界辺よりも該被清掃体の表面に近い位置まで延びるように構成されていることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項７】
請求項５又は６のクリーニング装置において、
上記反り規制部材は、上記弾性部材の上流側面に対向する対向面全面に対して固着されていることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項８】
請求項５又は６のクリーニング装置において、
上記反り規制部材と上記弾性部材の上流側面に対向する対向面とが互いに重なり合う領域のうち、少なくとも上記被清掃体の表面に近接する側の端部領域について固着処理を施すことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７、又は８のクリーニング装置において、
上記被清掃体と上記弾性部材の一辺とが当接する当接部の法線方向に該弾性部材を押圧するように付勢する付勢手段を有することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１０】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９のクリーニング装置において、
上記弾性部材を上記被清掃体に押圧していない状態で、該被清掃体と該弾性部材の一辺とが当接する当接部における接線と該弾性部材の下流側面とのなす角が５［°］以上５０［°］以下となるような姿勢で、上記保持部材は上記反り規制部材を介して該弾性部材を保持することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１１】
表面移動部材である像担持体上に形成した画像を最終的に記録材に転移させる画像形成装置において、
上記像担持体上に付着した不要な付着物を除去するためのクリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０のクリーニング装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の画像形成装置において、
上記像担持体と上記クリーニング装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在に設けられるプロセスカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
表面移動部材である記録材搬送部材の表面に担持された記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
上記記録材搬送部材上に付着した不要な付着物を除去するためのクリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０のクリーニング装置を用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１３の画像形成装置において、
上記記録材搬送部材と上記クリーニング装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在に設けられるプロセスカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１１、１２、１３、又は１４の画像形成装置において、
上記画像を構成するトナーとして、体積平均粒径が３［μｍ］以上７［μｍ］以下であること、平均円形度が０．９４０以上０．９９８以下であること、形状係数ＳＦ−１及びＳＦ−２がそれぞれ１００以上１６０以下であることの少なくともいずれか１つを満たすトナーを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
請求１１、１２、１３、又は１４の画像形成装置において、
上記画像を構成するトナーとして、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、着色剤及び離型材を含むトナー組成物を有機溶媒に溶解及び／又は分散させて有機溶媒組成物を作成し、樹脂微粒子が存在する水系媒体に該有機溶媒組成物を分散させ、架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーを用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
表面移動部材である像担持体上に形成した画像を最終的に記録材に転移させる画像形成装置の本体に着脱自在に構成され、該像担持体と該像担持体上に付着した不要な付着物を除去するためのクリーニング手段とを一体に支持したプロセスカートリッジにおいて、
上記クリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、又は１０のクリーニング装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１８】
表面移動部材である記録材搬送部材の表面に担持された記録材上に画像を形成する画像形成装置の本体に着脱自在に構成され、該記録材搬送部材と該記録材搬送部材上に付着した不要な付着物を除去するためのクリーニング手段とを一体に支持したプロセスカートリッジにおいて、
上記クリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、又は１０のクリーニング装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面移動する被清掃体表面の付着物を除去するクリーニング装置、並びに、これを備える複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置及びプロセスカートリッジ関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置としては、電子写真方式のものやインクジェット方式のもの等種々のものが知られており、表面移動部材を備えているものが多い。例えば、電子写真方式の画像形成装置では、表面移動部材として、感光体ドラム等の潜像担持体（像担持体）、中間転写ベルト等の中間転写体（像担持体）、紙搬送ベルト等の記録材搬送部材を備えたものが知られている。また、インクジェット方式の画像形成装置では、表面移動部材として紙搬送ベルト等の記録材搬送部材を備えたものが知られている。一般に、このような表面移動部材の表面に不要な付着物が付着すると種々の不具合を引き起こすことから、その付着物を表面移動部材の表面から除去するクリーニング手段が必要となる。このクリーニング手段としては、構成が簡単で且つ付着物の除去性能にも優れていることから、ポリウレタンゴム等の弾性部材からなるクリーニングブレードを表面移動部材の表面に押しつけて付着物を除去するブレード方式のものが広く利用されている。
【０００３】
ブレード方式のクリーニング装置としては、従来よりトレーリング方式とカウンタ方式の２つの方式が知られている。以下、電子写真方式の画像形成装置における感光体用のクリーニング装置を例に挙げて、各方式のクリーニング装置について説明する。
【０００４】
図１２は、従来のトレーリング方式のクリーニング装置を示す説明図である。図１２に示すように、このクリーニング装置２００は、ドラム状の感光体２１０の表面移動方向Ａに対して直交する感光体回転軸方向に沿って長尺な弾性部材からなるクリーニングブレード２３１が、その長尺方向に延びる一辺（以下「当接辺」という。）を感光体２１０の表面に押しつけられた構成となっている。そして、このクリーニング装置２００では、クリーニングブレード２３１の当接辺が当接する感光体２１０上の当接部Ｐの法線Ｎよりも感光体表面移動方向上流側で装置本体に支持されたブレードホルダ２３２により、クリーニングブレード２３１が保持される。以下、トレーリング方式とは、弾性部材を保持するとともに、装置本体に支持される支持部が弾性部材の当接辺が当接する表面移動部材上の当接部の法線よりも感光体表面移動方向上流側に位置するものをいうものとする。
【０００５】
図１３は、従来のカウンタ方式のクリーニング装置を示す説明図である。図１３に示すように、このクリーニング装置３００でも、感光体３１０の表面移動方向Ａに対して直交する感光体回転軸方向に長尺な弾性部材からなるクリーニングブレード３３１が、その長尺方向に延びる当接辺を感光体３１０の表面に押しつけられた構成になっている。そして、このクリーニング装置３００では、クリーニングブレード３３１の当接辺が当接する感光体３１０上の当接部Ｐの法線Ｎよりも感光体表面移動方向下流側で装置本体に支持されたブレードホルダ３３２により、クリーニングブレード２３１が保持される。以下、カウンタ方式とは、弾性部材を保持するとともに、装置本体に支持される支持部が弾性部材の当接辺が当接する表面移動部材上の当接部の法線よりも感光体表面移動方向下流側に位置するものをいうものとする。
【０００６】
トレーリング方式のクリーニング装置２００でも、カウンタ方式のクリーニング装置３００でも、感光体２１０、３１０の回転駆動中にクリーニングブレード２３１、３３１と感光体２１０、３１０表面との間の摩擦力が何らかの要因で変化することがある。このとき、クリーニングブレード２３１、３３１のバタツキ（浮き現象）が発生し、これにより感光体２１０、３１０を損傷したり異音が発生したりするといった不具合が生じる。このバタツキに関しては、カウンタ方式よりもトレーリング方式の方が発生しにくく、且つ、バタツキが発生したときの不具合が少ない。なぜなら、トレーリング方式のクリーニングブレード２３１は、クリーニングブレード２３１と感光体２１０との間の摩擦力が感光体２１０の回転駆動中に高まったとき、その垂直抗力を逃がす向きに反る（撓む）ことができる。これに対し、カウンタ方式のクリーニングブレード３３１は垂直抗力を逃がす向きには反ることができないからである。しかも、カウンタ方式のクリーニング装置３００においては、クリーニングブレード３３１が垂直抗力を逃がす向きに反ることができないことから、クリーニングブレード３３１と感光体３１０との間の摩擦力が高まったときにブレード捲れという深刻な不具合も発生し得る。
【０００７】
一方で、カウンタ方式のクリーニング装置３００は、トレーリング方式のクリーニングブレード２３１よりもクリーニングブレード３３１の当接圧を高めることができるため、トレーリング方式に比べて除去性能が高いという利点がある。詳しく説明すると、トレーリング方式のクリーニング装置２００は、当接圧を高めるべくクリーニングブレード２３１を大きな力で押しつけると、クリーニングブレード２３１が反ってしまって、クリーニングブレード２３１の当接辺に対して感光体表面移動方向上流側に位置するクリーニングブレードの上流側面２３１ａが感光体２１０表面に当たってしまう腹当たり現象が生じてしまう。腹当たり現象が生じると、クリーニングブレード２３１と感光体２１０表面との当接面積が急激に増大するため、クリーニングブレード２３１を大きな力で押しつけても逆に当接圧は小さくなり、除去性能が低下することになる。これに対し、カウンタ方式のクリーニング装置３００は、当接圧を高めるべくクリーニングブレード３３１を大きな力で押しつけても、摩擦力がクリーニングブレード３３１の反りに抗して働くので、クリーニングブレード３３１の反りが少ない。そのため、クリーニングブレード３３１を大きな力で押しつけても腹当たり現象が生じにくく、小さい当接面積に対して大きな押圧力を付与することができる。よって、高い当接圧を実現でき、高い除去性能が得られる。
【０００８】
従来技術として、以下にあげる特許文献１及び２がある。特許文献１には、感光体をクリーニングするトレーリング方式のクリーニング装置が開示されている（同特許文献１の第８図）。このクリーニング装置は、感光体の回転によりクリーニングブレードの先端が受ける力を背面から支持するバックアップ部材を備えている。このクリーニング装置によれば、バックアップ部材によってクリーニングブレードの反りを抑制することにより、トレーリング方式でもある程度の高い当接圧を実現しようとしたものである。特許文献２には、感光体をクリーニングするカウンタ方式のクリーニング装置が開示されている。弾性ゴム部材を自由長ゼロで保持し、高い線圧を付加することが可能であり、小粒径、球形トナーのクリーニングが可能な構成である。
【特許文献１】特開昭６０−１９８５７４号公報
【特許文献２】特開２００６−１７８１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、近年の電子写真方式の画像形成装置では、高画質化への要求から小粒径で円径度の高い球形トナー、特に重合トナーを用いることが多くなり、このようなトナーを除去するためには高い除去性能が必要となる。上述したように、図１３に示すようなカウンタ方式の従来のクリーニングブレード３３１を用いた場合には、図１２に示すようなトレーリング方式の従来のクリーニングブレード２３１に比べて当接圧力を高めることが出来る。しかし、カウンタ方式のクリーニングブレード３３１においても、小粒径で円径度の高い球形トナーをクリーニングする為に当接圧を高めると、クリーニングブレード３３１が大きく反り、腹当り状態となり感光体３１０との接触幅が増大してしまう。その結果、球形トナーをクリーニング出来るだけの十分な当接圧を得ることは出来ない。従って、小粒径で円径度の高い球形トナーをクリーニングする為には、後述するようにブレード先端に荷重を集中することが可能で、高当接圧を維持することが可能なブレード構成とすることが必要である。
【００１０】
一方、省エネルギー、省資源の観点から装置の高寿命化が求められているため、クリーニング装置の高寿命化が必要である。しかし、上述したように、高い除去性能を得るために当接圧を高めるべくクリーニングブレードを大きな力で押し付けた場合には、経時でのブレード摩耗量が増加し、クリーニングブレードの寿命が短くなるという問題がある。
【００１１】
本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、カウンタ方式のクリーニングブレードにおけるブレード磨耗は、次のように進行することがわかった。図１４（ａ）（ｂ）は従来のカウンタ方式のクリーニングブレードと感光体との当接部を拡大した模式図である。図１４（ａ）に示すように、クリーニングブレード３３１は、感光体３１０に当接する当接辺３３１ｃを境に、感光体３１０の移動方向上流側に位置する上流側面３３１ａと、感光体３１０の移動方向下流側に位置する下流側面３３１ｂとを備えている。クリーニング動作時には、感光体３１０とクリーニングブレード３３１との間に働く摩擦力によって当接辺３３１ｃ及び上流側面３３１ａが感光体移動方向下流に向かって引き伸ばされ、下流側面３３１ｂが圧縮される状態になっている。また、摩擦力の変化によって引っ張られる量が時々刻々と変化することにより、図１４（ａ）と図１４（ｂ）の状態を繰り返すような、引っ張られては戻るという、いわゆるスティックスリップ運動が行っている。図１４（ａ）の領域ｗ１、及び図１３（ｂ）の領域ｗ２には、相対的に大きな応力がかかっており、スティックスリップ運動によって応力の変化がおきる。その結果、クリーニングブレード３３１の上流側面３３１ａのうち、領域ｗ１・ｗ２で示される箇所の高分子が疲労破壊して、微小な亀裂が発生する。クリーニングブレード３３１は一定の加圧力で感光体３１０に押し当てられているため、加圧力によって亀裂が押し広げられ、深さ方向に亀裂が進行しやすい状態になる。また、この亀裂が存在することによって、感光体３１０との摩擦力によって当接辺３３１ｃが引っ張られる量も増大し易くなる。このように、一度亀裂が発生するとブレード磨耗は進行しやすくなる。このようにして、上流側面３３１ａに発生した亀裂が次第に拡大する結果、クリーニングブレード３３１の当接辺３３１ｃの磨耗が進行していくことになる。
【００１２】
図１５は、クリーニングブレードの当接部の磨耗の進行状態を時系列で示した模式図であり、（ａ）は摩耗の発生していない状態、（ｂ）は初期摩耗状態、（ｃ）は後期摩耗状態を示している。なお、図中のクリーニングブレード３３１は、磨耗状態をわかりやすくするため、感光体との当接状態から解除された無加圧状態での当接辺３３１ｃ近傍を示している。図１５（ｂ）に示すように、クリーニングブレード３３１は、初期段階において上流側面３３１ａで当接辺３３１ｃは残っているものの、当接辺３３１ｃから少し離れた位置に磨耗が発生している。磨耗が発生する位置は、ブレード材料物性、当接条件等によって異なるが、概ね当接辺から数μｍ〜数十μｍの間に発生する。そして、上述したスティックスリップ運動が繰り返し行われた後期段階では、図１５（ｃ）に示すように、図１５（ｂ）で発生した磨耗が拡大して、当接辺３３１ｃが消滅している。上述した磨耗進行メカニズムによれば、ブレード磨耗を抑制するためには、まず第一に上流側面３３１ａにおける亀裂の発生を抑制することが必要であると考えられる。
【００１３】
ところで、図１３に示したクリーニング装置３００では、クリーニングブレード３３１がブレードホルダ３３２によって保持された構成となっている。ここで、クリーニングブレード３３１の製造方法としては以下の方法が一般的である。クリーニングブレード３３１は、一般に遠心成型法によって所定の厚さのゴムシートを製造した後、ゴムシートをカッター等によって所定の幅に切断することによって成型される。このとき、遠心成型法によって作成されたゴムシートにおいて、一般には金型と接していた面を金型面、金型面と対向する面をエア面と呼ぶ。また、切断された面は、切断面やカット面等と呼ばれる（以下、切断面と呼ぶ）。
【００１４】
図１６は、短冊状に切断され、ブレードホルダに貼り付けられる前のクリーニングブレードの全体形状を示す斜視図である。図１６に示すように、カウンタ方式のクリーニングブレード３３１では、厚さＴ４、幅Ｔ５の短冊状のクリーニングブレード３３１がブレードホルダ３３２によって保持されている。この短冊状のクリーニングブレード３３１は、遠心成型法によって厚さＴ４のゴムシートを製造した後、ゴムシートを幅Ｔ５なるようにカッター等によって切断することによって成型される。したがって、クリーニングブレード３２１において、感光体表面移動方向上流側に位置する上流側面３３１ａには、シート切断時に発生する切断面が配され、下流側面３３１ｂには遠心成型時に金型面と接している金型面、或いは金型面と対向するエア面側が配されることになる。
【００１５】
しかしながら、上記切断面、エア面及び金型面の表面を顕微鏡等によって微視的に観察、比較すると、エア面及び金型面は平滑で面精度が高い鏡面であるのに対して、切断面はエア面及び金型面に比べて平滑性が低く、切断時に発生した筋状の傷や凹凸が見られことが分かった。図１７（ａ）は、クリーニングブレードを図１６中Ｘ方向から観察した、エア面となる下流側面の表面状態を示す模式図である。図１７（ｂ）は、クリーニングブレードを図１６中Ｙ方向から観察した、切断面となる上流側面の表面状態を示す模式図である。図１７（ａ）に示すように、エア面となる下流側面３３１ｂは平滑性に富み、面精度の高い鏡面で構成される。これに対して、図１７（ｂ）に示すように、切断面となる上流側面３３１ｂには、カッター等の刃物が通過した切断方向にそって無数の傷が見られ凹凸が存在する。上述した磨耗メカニズムによれば、上流側面３３１ａに切断面を用いた場合には、切断時に発生した傷や凹凸はブレードが未使用の初期状態から存在する亀裂としてブレード磨耗を促進し、ブレードの耐磨耗性を低下させていることが予測される。
【００１６】
なお、特許文献１記載のクリーニング装置は、トレーリング方式でもある程度高い当接圧を実用使用としたものであり、後述するようにカウンタ方式を採用している本発明のクリーニング装置とは異なるものである。また、特許文献２記載のクリーニング装置は、小粒径、球形トナーのクリーニングが可能な構成である点は、本発明と同様の効果を有している。しかし、特許文献２においては、クリーニングブレードの製造方法や、クリーニングブレードの上流側面及び下流側面のいずれが切断面に対応しているのか等についての記載がなく、上流面に切断面を用いている構成であると考えられる。そのため、本発明のクリーニング装置の方が耐摩耗性に優れている。
【００１７】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、小粒径で円径度の高い球形トナーを用いた場合にも、十分な除去性能が得られ、且つ耐磨耗性に優れた装置寿命の長いクリーニング装置、並びにこれを備える画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
請求項１の発明は、表面移動する被清掃体と、該被清掃体の表面に当接させて該被清掃体の表面上の付着物を除去する弾性部材と、該弾性部材を保持するとともに、該被清掃体と該弾性部材の一辺とが当接する当接部の法線よりも該被清掃体の移動方向下流側で装置本体に支持される保持部材とを備えるクリーニング装置において、上記弾性部材は、上記被清掃体に当接する一辺を境に隣接する２面を備え、該被清掃体の移動方向上流側に位置する面を上流側面とし、該被清掃体の移動方向下流側に位置する面を下流側面とした場合に、該上流側面は該下流側面に比べ表面が平滑で面精度が高いことを特徴とするものである。
請求項２の発明は、請求項１のクリーニング装置において、上記弾性部材の上流側面には、上記弾性部材の成型時に発生する切断面を配しないことを特徴とするものである。
請求項３の発明は、請求項１又は２のクリーニング装置において、上記弾性部材は、遠心成型法を用いて作成されるゴムシートを短冊状に切断して作成され、下流側面に切断面を配し、上流側面に金型面或いはエア面のいずれか一方を配することを特徴とするものである。
請求項４の発明は、請求項１、２、又は３のクリーニング装置において、上記弾性部材は、上記被清掃体に当接する一辺を含む上流側面にコート層を有する、又は該一辺を含む上流側面及び下流側面にコート層を有することを特徴とするものである。
請求項５の発明は、請求項１、２、３又は４のクリーニング装置において、上記弾性部材は、上流側面に対向する対向面が縮むような反りを規制する反り規制部材によって該対向面が保持され、該反り規制部材を介して上記保持部材により保持されることを特徴とするものである。
請求項６の発明は、請求項５のクリーニング装置において、上記反り規制部材は、上記被清掃体の表面に近接する側の端部が、上記弾性部材の上流側面に対向する対向面における下流側面との境界辺と略同じ位置か、該境界辺よりも該被清掃体の表面に近い位置まで延びるように構成されていることを特徴とするものである。
請求項７の発明は、請求項５又は６のクリーニング装置において、上記反り規制部材は、上記弾性部材の上流側面に対向する対向面全面に対して固着されていることを特徴とするものである。
請求項８の発明は、請求項５又は６のクリーニング装置において、上記反り規制部材と上記弾性部材の上流側面に対向する対向面とが互いに重なり合う領域のうち、少なくとも上記被清掃体の表面に近接する側の端部領域について固着処理を施すことを特徴とするものである。
請求項９の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、又は８のクリーニング装置において、上記被清掃体と上記弾性部材の一辺とが当接する当接部の法線方向に該弾性部材を押圧するように付勢する付勢手段を有することを特徴とするものである。
請求項１０の発明は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８又は９のクリーニング装置において、上記弾性部材を上記被清掃体に押圧していない状態で、該被清掃体と該弾性部材の一辺とが当接する当接部における接線と該弾性部材の下流側面とのなす角が５［°］以上５０［°］以下となるような姿勢で、上記保持部材は上記反り規制部材を介して該弾性部材を保持することを特徴とするものである。
請求項１１の発明は、表面移動部材である像担持体上に形成した画像を最終的に記録材に転移させる画像形成装置において、上記像担持体上に付着した不要な付着物を除去するためのクリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０のクリーニング装置を用いることを特徴とするものである。
請求項１２の発明は、請求項１１記載の画像形成装置において、上記像担持体と上記クリーニング装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在に設けられるプロセスカートリッジを有することを特徴とするものである。
請求項１３の発明は、表面移動部材である記録材搬送部材の表面に担持された記録材上に画像を形成する画像形成装置において、上記記録材搬送部材上に付着した不要な付着物を除去するためのクリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０のクリーニング装置を用いることを特徴とするものである。
請求項１４の発明は、請求項１３の画像形成装置において、上記記録材搬送部材と上記クリーニング装置とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在に設けられるプロセスカートリッジを有することを特徴とするものである。
請求項１５の発明は、請求項１１、１２、１３、又は１４の画像形成装置において、上記画像を構成するトナーとして、体積平均粒径が３［μｍ］以上７［μｍ］以下であること、平均円形度が０．９４０以上０．９９８以下であること、形状係数ＳＦ−１及びＳＦ−２がそれぞれ１００以上１６０以下であることの少なくともいずれか１つを満たすトナーを用いることを特徴とするものである。
請求項１６の発明は、請求１１、１２、１３、又は１４の画像形成装置において、上記画像を構成するトナーとして、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、着色剤及び離型材を含むトナー組成物を有機溶媒に溶解及び／又は分散させて有機溶媒組成物を作成し、樹脂微粒子が存在する水系媒体に該有機溶媒組成物を分散させ、架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーを用いることを特徴とするものである。
請求項１７の発明は、表面移動部材である像担持体上に形成した画像を最終的に記録材に転移させる画像形成装置の本体に着脱自在に構成され、該像担持体と該像担持体上に付着した不要な付着物を除去するためのクリーニング手段とを一体に支持したプロセスカートリッジにおいて、上記クリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、又は１０のクリーニング装置を用いることを特徴とするものである。
請求項１８の発明は、表面移動部材である記録材搬送部材の表面に担持された記録材上に画像を形成する画像形成装置の本体に着脱自在に構成され、該記録材搬送部材と該記録材搬送部材上に付着した不要な付着物を除去するためのクリーニング手段とを一体に支持したプロセスカートリッジにおいて、上記クリーニング手段として、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、又は１０のクリーニング装置を用いることを特徴とするものである。
本発明のクリーニング装置において、弾性部材はクリーニング動作時に上流側面が被清掃体の移動方向に向かって引き伸ばされ、下流側面が圧縮される状態となる。このとき、上流側面に平滑で面精度の高い表面を用いているため、弾性部材の表面の傷や凹凸が亀裂摩耗の原因となることを抑制して、弾性部材の耐摩耗性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、小粒径で円径度の高い球形トナーを用いた場合にも、十分な除去性能が得られ、且つ耐磨耗性に優れた装置寿命の長いクリーニング装置、並びにこれを備える画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供できるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を、画像形成装置としてのプリンタに適用した一実施形態について説明する。図１は、本実施形態におけるプリンタの構成を示す概略構成図である。プリンタ１００は、フルカラー画像を形成するものであって、画像形成部１２０、給紙部１３０、２次転写装置１６０とから主として構成されている。なお、以下の説明において、添え字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋは、それぞれ、イエロー用、シアン用、マゼンタ用、ブラック用の部材であることを示すものである。
【００２１】
画像形成部１２０には、図中左側から順に、イエロートナー用のプロセスカートリッジ１２１Ｙ、シアントナー用のプロセスカートリッジ１２１Ｃ、マゼンタトナー用のプロセスカートリッジ１２１Ｍ、ブラックトナー用のプロセスカートリッジ１２１Ｂｋが設けられている。これらのプロセスカートリッジ１２１Ｙ、１２１Ｃ、１２１Ｍ、１２１Ｂｋは、略水平方向に並べて配置されている。
【００２２】
二次転写装置１６０には、複数の支持ローラに掛け渡された中間転写体である無端状の中間転写ベルト１６２と、一次転写ローラ１６１Ｙ、１６１Ｃ、１６１Ｍ、１６１Ｂｋと、二次転写ローラ１６５とから主に構成されている。中間転写ベルト１６２は、各プロセスカートリッジ１２１Ｙ、１２１Ｃ、１２１Ｍ、１２１Ｂｋの上方で、各プロセスカートリッジに設けられる表面移動部材としての像担持体であるドラム状感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂｋの表面移動方向に沿って配置されている。中間転写ベルト１６２は、感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂｋの表面移動に同期して表面移動する。また、各一次転写ローラ１６１Ｙ、１６１Ｃ、１６１Ｍ、１６１Ｂｋは、中間転写ベルト１６２の内周面側に配置されており、これらの一次転写ローラにより中間転写ベルト１６２の下側に位置する外周面（表面）が各感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂｋの外周面（表面）に弱圧接している。
【００２３】
各感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂｋ上にトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト１６２に転写する構成及び動作は、各プロセスカートリッジ１２１Ｙ、１２１Ｃ、１２１Ｍ、１２１Ｂｋについて実質的に同一である。ただし、カラー用の３つのプロセスカートリッジ１２１Ｙ、１２１Ｃ、１２１Ｍに対応した一次転写ローラ１６１Ｙ、１６１Ｃ、１６１Ｍについてはこれらを上下に揺動させる図示しない揺動機構が設けられている。揺動機構は、カラー画像が形成されないときに感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍに中間転写ベルト１６２を接触させないように動作する。
【００２４】
二次転写装置１６０は、プリンタ１００の本体から着脱自在に構成されている。具体的には、プリンタ１００の画像形成部１２０を覆っている図１中の紙面手前側の前カバー（不図示）を開き、二次転写装置１６０を図１中の紙面奥側から手前側へスライドさせることで、プリンタ１００の本体から二次転写装置１６０を取り外すことができる。二次転写装置１６０をプリンタ１００の本体に装着する場合には、取り外し作業とは逆の作業をすればよい。なお、中間転写ベルト１６２における二次転写ローラ１６５よりも表面移動方向下流側であってプロセスカートリッジ１２１Ｙの上流側には、二次転写後の残留トナー等の付着物を除去するためのクリーニング装置を設けてもよい。この場合、このクリーニング装置についても後述する感光体用のクリーニング装置と同様の構成を採用してもよい。このクリーニング装置は、中間転写ベルト１６２と一体に支持された状態で二次転写装置１６０に設けるとよい。
【００２５】
二次転写装置１６０の上方には、各プロセスカートリッジ１２１Ｙ、１２１Ｃ、１２１Ｍ、１２１Ｂｋに対応したトナーカートリッジ１５９Ｙ、１５９Ｃ、１５９Ｍ、１５９Ｂｋが略水平方向に並べて配置されている。また、プロセスカートリッジ１２１Ｙ、１２１Ｃ、１２１Ｍ、１２１Ｂｋの下方には、帯電された感光体１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂｋの表面にレーザー光を照射して静電潜像を形成する露光装置１４０が配置されている。露光装置１４０の下方には、給紙部１３０が配置されている。給紙部１３０には、記録材としての転写紙を収容する給紙カセット１３１及び給紙ローラ１３２が設けられており、レジストローラ対１３３を経て中間転写ベルト１６２と二次転写ローラ１６５との間の二次転写ニップ部に向けて所定のタイミングで転写紙を給送する。二次転写ニップ部の出口側には、定着装置９０が配置されており、この定着装置９０の転写紙搬送方向下流側には、排紙ローラ及び排紙された転写紙を収納する排紙収納部１３５が配置されている。
【００２６】
図２は、本プリンタのプロセスカートリッジの構成を示す概略構成図である。なお、各プロセスカートリッジの構成はほぼ同様であるので、以下の説明では色分け用の添え字Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋを省略して、プロセスカートリッジの構成及び動作について説明する。プロセスカートリッジ１２１は、感光体１０と、感光体１０の周りに配置されたクリーニング装置３０、帯電装置４０及び現像装置５０とを備えている。
【００２７】
クリーニング装置３０は、感光体１０の回転軸方向に長尺な弾性部材からなるクリーニングブレード（以下、単に「ブレード」という。）３１におけるその長尺方向に延びる一辺（以下、当接辺という）を感光体１０の表面に押しつけて、感光体１０の表面上の転写残トナー等の不要な付着物を除去する。クリーニング装置３０についての詳細な説明は後述する。
【００２８】
なお、クリーニング装置３０には潤滑剤塗布装置を設けてもよい。潤滑剤塗布装置としては、固形潤滑剤と、固形潤滑剤を支持する潤滑剤支持部材と、固形潤滑剤と感光体１０との両方に接触して回転する潤滑剤塗布用のブラシローラとで構成されたものを利用できる。このような潤滑剤塗布装置では、ブラシローラにより固形潤滑剤から削り取った粉末状の潤滑剤をブラシローラにより感光体１０の表面に塗布する。また、そのブラシローラよりも感光体表面移動方向下流側に、感光体１０の表面に当接するように塗布ブレードを配置してもよい。この塗布ブレードは、その先端部が感光体１０の表面に当接する状態で塗布ブレードホルダに支持され、感光体１０の表面に塗布された潤滑剤を均してその厚さを均一にするためのものである。
【００２９】
帯電装置４０は、感光体１０に当接するように配置された帯電ローラ４１と、この帯電ローラ４１に当接して回転する帯電ローラクリーナ４２とから主として構成されている。現像装置５０は、感光体１０の表面にトナーを供給して静電潜像を可視像化するものであり、現像剤を表面に担持する現像剤担持体としての現像ローラ５１と、現像剤収容部に収容された現像剤を攪拌する攪拌スクリュー５２と、攪拌された現像剤を現像ローラ５１に供給する供給スクリュー５３とから主として構成されている。
【００３０】
以上のような構成を有する４つのプロセスカートリッジ１２１は、それぞれ単独でサービスマンやユーザにより着脱・交換が可能となっている。また、プリンタ１００から取り外した状態のプロセスカートリッジ１２１については、感光体１０、帯電装置４０、現像装置５０、クリーニング装置３０が、それぞれ単独で新しい装置との交換が可能に構成されている。なお、プロセスカートリッジ１２１は、クリーニング装置３０で回収した転写残トナーを回収する廃トナータンクを備えていてもよい。この場合、更に、プロセスカートリッジ１２１において廃トナータンクが単独で着脱・交換が可能な構成とすれば利便性が向上する。
【００３１】
次に、本プリンタ１００の動作について説明する。プリント命令を受け付けたら、まず、感光体１０を図中矢印Ａの方向に回転させ、帯電装置４０の帯電ローラ４１によって感光体１０の表面を所定の極性に一様帯電させる。帯電後の感光体１０に対し、露光装置１４０は、入力されたカラー画像データに対応して光変調された例えばレーザビーム光を色ごとに照射し、これによって各感光体１０の表面にそれぞれ各色の静電潜像を形成する。各静電潜像に対し、現像装置５０の現像ローラ５１から各色の現像剤を供給し、各色の静電潜像を各色の現像剤で現像し、各色に対応したトナー像を形成して可視像化する。次いで、一次転写ローラ１６１にトナー像と逆極性の転写電圧を印加することにより転写電界を形成し、一次転写ローラ１６１で中間転写ベルト１６２を弱圧接することで一次転写ニップを形成する。これらの作用により、各感光体１０上のトナー像は中間転写ベルト１６２上に効率よく一次転写される。中間転写ベルト１６２上には、各感光体１０で形成された各色のトナー像が互いに重なり合うように転写され、積層トナー像が形成される。
【００３２】
一方、給紙カセット１３１内に収容されている転写紙は給紙ローラ１３２とレジストローラ対１３３を経て、二次転写ローラ１６５と中間転写ベルト１６２との間の二次転写ニップに所定のタイミングで給送される。中間転写ベルト１６２上に一次転写された積層トナー像は、二次転写ローラ１６５にトナー像と逆極性の転写電圧が印加されることにより二次転写ニップに転写電界が形成され、転写紙に転写される。転写紙上に二次転写された積層トナー像は定着装置９０に送られ、熱及び圧力で定着される。定着された転写紙は、排紙ローラによって排紙収納部１３５に排出、載置される。一方、一次転写後の各感光体１０上に残留する転写残トナーは、クリーニング装置３０のブレード３１によって掻き取られ、除去される。
【００３３】
次に、本発明の特徴部分であるクリーニング装置３０について詳しく説明する。図３は、クリーニング装置の主要部を感光体の回転軸方向（Ｙ方向）から見たときの構成を示す構成図である。図４は、クリーニング装置の主要部の構成を示す斜視図である。クリーニング装置３０は、図３及び図４に示すように、ブレード３１と、これを保持するブレードホルダ３２とを備えている。ブレード３１には、弾性ゴム等の弾性材料を用いることができる。本実施形態では、ブレード３１として他の弾性材料に比べて感光体１０に対する摩耗性及び自身の耐摩耗性に優れていることからポリウレタンゴムを使用している。ブレード３１の材料物性としては、例えばＪＩＳ硬度６０〜９０度、反発弾性係数が１０〜７０％（２３℃）の間で適宜選択すればよい。ブレードホルダ３２には、感光体１０の回転駆動中に感光体１０からブレード３１が力をうけてもひずみを十分に抑制できる十分な剛性材料を用いることができる。本実施形態では、ブレードホルダ３２に、鉄を主成分とする金属材料で形成された剛性材料を用いている。
【００３４】
上記ブレード３１は、図４に示すように、感光体回転軸方向（Ｙ方向）に長さＴ３を有する長尺な直方体形状の部材で、その長尺方向に延びる当接辺３１ｃを感光体１０の表面に押し付けて、感光体１０の表面上の付着物を除去する。そして、ブレード３１は、この当接辺３１ｃと直交するＸ方向に長さＴ２、Ｚ方向に長さＴ１をもって構成される。ブレード３１において当接辺３１ｃを境に隣接する２つの面３１ａ、３１ｂのうち、感光体表面移動方向上流側に位置する上流側面３１ａの長さＴ１の方が感光体表面移動方向下流側に位置する下流側面３１ｂの長さＴ２よりも長く形成されている。
【００３５】
ブレード３１の各辺の長さＴ１、Ｔ２、Ｔ３の大小関係は、Ｔ３＞Ｔ１≧Ｔ２を満たすように構成するのが好ましい。より好ましくは、Ｔ２は１［ｍｍ］以上でＴ１の１／２以下とするのが良い。本実施形態では、ブレード３１における各辺の長さは、Ｔ１＝１２［ｍｍ］、Ｔ２＝２［ｍｍ］、Ｔ３＝３２５［ｍｍ］であるが、当然これに限られるものではない。なお、ブレード３１の形状は、当接辺３１ｃを境に隣接する２つの面３１ａ、３１ｂを有する形状であって感光体回転軸方向にわたって感光体表面上の付着物を十分に除去し得るような形状であれば、このような直方体形状でなくても、あらゆる立体形状のものを利用できる。また、ブレード３１の各外周面は、必ずしも平面である必要はなく、湾曲面であってもよい。
【００３６】
そして、上記ブレード３１は、当接辺３１ｃを境に隣接する２つの面３１ａ、３１ｂのうち、感光体表面移動方向上流側に位置する上流側面３１ａに、遠心成型時にエア面又は金型面となる面を用い、感光体表面移動方向下流側に位置する下流側面３１ｂに切断面を用いている。エア面又は金型面を用いている上流側面３１ａは、下流側面３１ｂに比べ平滑で面精度が高い鏡面である。上述したように、クリーニング時には、上流側面３１ａが引き延ばされるため、この上流側面３１ａに切断による傷や凹凸があると耐摩耗性が低下してしまう。そこで、ブレード３１は、上流側面３１ａに、鏡面となるエア面又は金型面を用いることにより、後述する実験結果からもわかるようにブレード摩耗や欠けの発生を抑制する。
【００３７】
一般に、感光体１０が表面移動したときに圧縮変形する向きのブレード長さ（圧縮方向長さ）が短いほど、その弾性変形量は少なくなる。ブレード３１の圧縮方向長さは、およそブレード３１の下流側面３１ｂの感光体表面移動方向の長さＴ２に相当する長さとなる。上記クリーニング装置３０のブレード３１の長さＴ２と、図１３に示す従来のカウンタ方式を採用するクリーニング装置のＴ５とを比較すると、ブレード３１の長さＴ２の方が従来のカウンタ方式のクリーニング装置よりも遙かに短い。したがって、クリーニング装置３０は、従来のカウンタ方式のクリーニング装置に較べ、弾性変形量が少なく、ブレード３１と感光体１０との当接幅が短くなる。その結果、従来のカウンタ方式のクリーニング装置と比較して、感光体１０及びブレード３１の摩耗を抑制できる。また、クリーニング装置３０は、当接幅を短くできるので、従来のカウンタ方式のクリーニング装置と同程度の線圧でブレード３１を押しつけても、その当接圧は従来のカウンタ方式のクリーニング装置よりも高まる。逆に言えば、従来のカウンタ方式のクリーニング装置と同程度の当接圧を得るときに必要となるブレード３１の押圧力は、従来のカウンタ方式のクリーニング装置よりも小さくて済む。クリーニング装置３０は、従来のカウンタ方式のクリーニング装置における線圧よりもかなり小さな線圧でも、このクリーニング装置と同程度の当接圧を実現でき、同程度の除去性能を発揮し得る。この点も、感光体１０及びブレード３１の摩耗を抑制するのに効果的である。
【００３８】
また、上述したように、クリーニング装置３０は、従来のカウンタ方式のクリーニング装置よりも、当接幅が短くなることから当接圧を高めるのが容易である。したがって、本実施形態のクリーニング装置３０は、従来のカウンタ方式のクリーニング装置であっても除去が困難だった小粒径で球形をなしたトナーに対しても、十分な除去性能を発揮し得る。
【００３９】
一方、上記ブレードホルダ３２は、感光体１０の回転軸方向に直交する断面に沿って切断したときの断面形状が略Ｌ字状に構成され、略水平方向（図３中左右方向）に伸びる水平部３２Ａと、略鉛直方向（図３中上下方向）に伸びる鉛直部３２Ｂとを有している。ブレードホルダ３２の水平部３２Ａの上面にはブレード３１が固着され、水平部３２Ａはブレード３１が反るのを規制する反り規制部材として機能する。ブレード３１は、図３に示すように、その上流側面３１ａに対向する対向面となる接着面３１ｄ全体がブレードホルダ３２の水平部３２Ａに対して固着されている。本実施形態では、固着方法として、接着剤による接着方法を採用しているが、両面テープで固着する方法やホットメルト法等の他の固着方法を採用してもよい。
【００４０】
ブレードホルダ３２の鉛直部３２Ｂは、図３に示すように、その下端部（感光体表面移動方向下流側の端部）がクリーニング装置３０の枠体３３に設けられた支軸３４に回動可能に軸支されている。ブレード３１は、感光体１０の表面上におけるブレード３１の当接辺３１ｃが当接する当接部Ｐの法線Ｎよりも感光体表面移動方向下流側でクリーニング装置３０の枠体（装置本体）３３に支持されたブレードホルダ３２の鉛直部３２Ｂにより、水平部３２Ａを介して保持される構成となっている。すなわち、本実施形態のクリーニング装置３０はカウンタ方式を採用し、ブレードホルダ３２の鉛直部３２Ｂは保持部材として機能する。
【００４１】
ブレードホルダ３２が感光体１０に対してブレード３１を保持する角度は、次のように設定するとよい。すなわちブレード３１を感光体１０の表面に押しつけていない状態で、感光体１０の表面における当接部Ｐの接線Ｎ（感光体移動方向下流側）と、ブレード３１の下流側面３１ｂとのなす角（以下「当接角」という）θが、５［°］以上５０［°］以下の範囲内となるように適宜設定される（図３参照）。当接角θの更に好ましい範囲は７〜４０°の範囲である。本実施形態では、当接角θは約１５［°］に設定され、後述するようにブレード３１が付勢手段によって付勢された状態で感光体１０の表面に押し付けられている。なお、当接角θを５［°］よりも小さく設定することは感光体周りの配置レイアウト上困難であり、当接角θを５０［°］よりも大きく設定すると十分な除去性能が得られなくなる可能性が高くなる。
【００４２】
上記クリーニング装置３０は、上述したように、ブレード３１の上流側面３１ａの接着面３１ｄ全体がブレードホルダ３２の水平部３２Ａに固着されており、且つブレードホルダ３２が十分な剛性を備えている。よって、ブレード３１を感光体１０の表面に押しつけた状態で感光体１０を回転駆動しても、ブレード３１の反りは実質的には発生しない。このようにブレード３１の反りが実質的には発生しないことにより、次のような効果が得られる。すなわち、環境変動に対するロバスト性が向上する。詳しくは、ブレードの自由長部分が長い場合のようにブレードの反りが発生する構成においては、温湿度によってブレード３１の反りによる力が変化する。例えば、高温高湿環境下でブレードを反ったまま放置すると塑性変形してしまい、ヘタリという現象が起こる。こうなると、感光体１０の表面に対するブレードの当接圧が低下して、クリーニング性が低下し、クリーニング不良が発生するおそれがある。したがって、ブレード３１の反りが実質的には発生しない本実施形態では、環境変動に対するロバスト性が向上する。
【００４３】
また、ブレード３１の反りが実質的に発生しないことにより、ブレード捲れが防止される。ブレードの反りが発生するということは、ブレードが反るだけの自由度をもっていることである。ブレードの自由度が大きいと、カウンタ方式の場合、ブレードと感光体との摩擦力が高まったときにブレード捲れという深刻な不具合を発生しやすい。これに対し、ブレード３１では反りが実質的には発生しないため、ブレード捲れも発生しにくい。さらに、ブレード３１の反りが実質的に発生しないことにより、感光体１０の起動トルクを低減できる。感光体１０の駆動開始時は摩擦力が大きいため、ブレードの自由度が大きいと瞬間的に大きく変形してトルクが増大してしまう。これに対し、ブレード３１の反りが実質的には発生しない本実施形態では、感光体１０の駆動開始時のトルクを低減することができる。
【００４４】
さらに、上記クリーニング装置３０は、図３に示すように、感光体１０の表面とブレード３１の当接辺３１ｃとが当接する当接部Ｐにおいてブレード３１により加えられる押圧力を高めるように付勢する付勢手段としてのスプリング３６を備えている。本実施形態において、スプリング３６は２つ設けられており、各スプリング３６はブレード３１の長尺方向（感光体回転軸方向）の中心点からその長尺方向端部に向けて１１０［ｍｍ］離れた位置にそれぞれ設けられている。スプリング３６の一端はブレードホルダ３２の水平部３２Ａの端部に接続されており、他端は付勢力調整手段としての調整ネジ３７に接続されている。この調整ネジ３７は、クリーニング装置３０の枠体３３に設けられたネジ孔に係合している。調整ネジ３７を使って押圧力を調整する場合、クリーニング装置３０の枠体３３の外部から切り欠き穴を介して調整棒を差し込み、調整ネジ３７を回転させることでスプリング長を調整する。
【００４５】
ここで、感光体１０の表面に対するブレード３１の押圧力の調整について説明する。図５は、ブレードの押圧力の測定装置を示す模式図である。この測定装置２００は、実際には、市販のセンサ用コンディショナ「ＷＧＡ−７１０Ｂ（共和電業製）」及びこれに組み合わせられるロードセル「ＬＭＡ−Ａ−２０Ｎ（共和電業製）」である。この測定装置１７０は、ロードセル１７１を３つ備えており、各ロードセル１７１は、半円筒形状のセル台１７２の上に、ブレード３１の長尺方向中心点と、その中心点から長尺方向両端に向けて１４０［ｍｍ］離れた２地点の合計３箇所でそれぞれ固定されている。また、ロードセル１７１には、感光体１０と同じ曲率半径の曲面を有する治具１７３が載せられる。この治具１７３は、各治具１７３の底面中心に各ロードセル１７１がそれぞれセットされるように、ブレード３１の長尺方向に沿って３つ並べて配置される。ブレード３１は、治具１７３との位置関係が感光体１０との位置関係と同じ関係となるように、測定装置１７０にセットされる。
【００４６】
測定装置１７０を用いて感光体１０の表面に対するブレード３１の押圧力を調整する場合、上記プリンタ１００においてクリーニング装置３０が組み付けられた状態のプロセスカートリッジ１２１に、感光体１０に代えて上記測定装置１７０を取り付ける。具体的には、感光体１０の駆動軸を支持するための支持部を利用して、３つのロードセルが固定されたセル台１７２及び３つの治具１７３をプロセスカートリッジ１２１に取り付ける。このとき、クリーニング装置３０のブレード３１の当接辺３１ｃとロードセル１７１とを結ぶ仮想線が治具１７３の底面に対して垂直になるように、セットする。そして、各治具１７３を介して加えられた荷重を各ロードセル１７１で検出し、測定装置１７０に接続されたセンサ用コンディショナ１７４に表示される値を見ながら、調整ネジ３７を調節してブレード３１の押圧力を調整する。なお、測定に際しては、事前に、規定の重りを各治具１７３の上に載せ、センサ用コンディショナ１７４に表示されるそれぞれの値が同じ値になるように設定したり、センサ用コンディショナ１７４に表示される値が治具１７３による荷重をキャンセルした値となるように設定したりする必要があることは言うまでもない。
【００４７】
ブレード３１の押圧力がブレード長尺方向において均一となるように荷重バランスを調整する場合、本実施形態では、センサ用コンディショナ１７４に表示される各ロードセル１７１の値のバラツキが±１０［ｇ］以内となるように、２つのスプリング３６の調整ネジ３７を回転して調節する。
【００４８】
ブレード３１の押圧力を調整する場合、本来ブレード３１と感光体１０の表面との当接圧が目標とする値となるように調整すべきであるが、ブレード３１と感光体１０の表面との当接幅（ニップ幅）は測定が困難であることから、一般には、線圧が目標とする値となるように調整される。ここで、「線圧」とは、ブレード３１と感光体１０の表面との当接部に働く感光体回転軸方向の単位長さ当たりの力を意味する。具体的な線圧の求め方は、センサ用コンディショナ２０４に表示される各ロードセル２０１の値を合算した総荷重を、ブレード３１の長尺方向長さＴ３で除算して得られる値を線圧［Ｎ／ｃｍ］とする。
【００４９】
本実施形態に係るクリーニング装置３０では、センサ用コンディショナ１７４に表示された値の合算値（総荷重）が２６．０±０．２９［Ｎ］となるように調整することで、線圧が従来のカウンタ方式において設定される線圧と同程度の線圧、具体的には約０．７９０［Ｎ／ｃｍ］となるようにした。
【００５０】
なお、スプリング３６等の付勢手段は、必ずしも設ける必要はなく、ブレードホルダ３２の水平部３２Ａの端部をこのような付勢手段を介さずにクリーニング装置３０の枠体３３に接続するようにしてもよい。ただし、この場合、クリーニング装置３０の枠体３３に対してブレードホルダ３２が変位できなくなる。そのため、枠体３３と感光体１０との位置関係が固定されている場合、感光体１０の偏心等により枠体３３と感光体１０の表面との距離関係が変化しても、その変化に応じてブレードホルダ３２を変位させることができない。よって、枠体３３と感光体１０の表面との距離関係が変化しないような高い製造精度が要求される。また、感光体１０に対するブレード３１の組み付け精度も高い精度が要求される。これに対し、スプリング３６等の付勢手段を設ければ、感光体１０の偏心等により枠体３３と感光体１０の表面との距離関係が変化しても、その変化に応じてブレードホルダ３２が変位可能である。よって、枠体３３と感光体１０の表面との距離関係に高い精度が要求されないし、感光体１０に対するブレード３１の組み付け精度も高い精度が要求されない。
【００５１】
また、本実施形態に係るクリーニング装置３０において、図６に示すように、感光体１０の表面に近接する側の水平部３２Ａの端部（以下、感光体側端部という）は、ブレード３１の上流側面３１ａの接着面３１ｄと下流側面３１ｂとの境界辺と同じ位置となるように構成されている。しかし、水平部３２Ａの感光体側端部の位置は必ずしも図６に示す位置に限らず、ブレード３１の境界辺よりも感光体１０の表面に近い位置まで延びるようにしても、ブレード３１の実質的な反りは同様に発生しない。また、水平部３２Ａの感光体側端部は、必ずしもブレード３１の境界辺まで延びている必要はなく、ブレード３１の反りを実質的に規制できれば、上記ブレード３１の境界辺には届かない位置までしか延びていなくてもよい。すなわち、ブレード３１の反りを実質的に規制できれば、上記ブレード３１の境界辺よりも水平部３２Ａの感光体側端部の方が感光体１０の表面から離れた構成としてもよい。この場合、水平部３２Ａの感光体側端部を上記ブレード３１の境界辺よりも感光体１０の表面からどの程度まで離すことが許容されるかは、ブレード３１の硬度や、ブレード３１と感光体１０の表面との間の摩擦係数等によって決まってくる。その許容範囲は、例えば、線圧が０．７９０［Ｎ／ｃｍ］となるようにブレード３１を感光体１０の表面に押しつけたときの当接部における感光体表面移動方向長さ（当接幅）が、５０［μｍ］以下となる範囲を判断の目安とすることができる。なお、水平部３２Ａの感光体側端部とブレード３１の境界辺との距離は、ブレード３１の下流側面３１ｂの長さＴ２の１／４程度までは許容されるものと推測される。更に確認すれば、下流側面３１ｂの長さＴ２の１／２〜同程度までは許容される可能性がある。
【００５２】
本実施形態に係るクリーニング装置３０では、ブレード３１の接着面３１ｄ全体に接着剤を塗ってブレード３１をブレードホルダ３２の水平部３２Ａに接着しているが、ブレード３１の接着面３１ｄの一部にだけ接着剤を塗ってブレード３１をブレードホルダ３２の水平部３２Ａに接着するようにしてもよい。ただし、ブレードホルダ３２の水平部３２Ａとブレード３１の接着面３１ｄとが互いに重なり合う領域のうち、少なくとも感光体１０の表面に近接する側の端部領域については固着処理を施すことが望ましい。この端部領域においてブレードホルダ３２の水平部３２Ａとブレード３１の接着面３１ｄとをきちんと固着しておけば、感光体１０の回転駆動中にブレード３１と感光体１０の表面との間の摩擦力が何らかの要因で変化してもブレード３１のバタツキを安定して防止することができる。これは、他の固着方法であっても同様である。
【００５３】
本実施形態に係るクリーニング装置３０では、ブレード３１の当接辺３１ｃ及び当接辺３１ｃ近傍にコート層を設けてもよい。図７は、感光体とブレードとの当接部の様子を説明する模式図である。図７に示すように、ブレード３１には、当接辺３１ｃ、及び当接辺近傍の上流側面３１ａ、下流側面３１ｂの表面にコート層３５を設けてもよい。コート層３５を設けることにより、ブレード３１がブレード（弾性部材）の基材の硬度に比べて高い硬度となり、また感光体（表面移動部材）１０との間に働く摩擦力が低下することにより、上流側面３１ａが感光体１０に引っ張られにくくなるためにブレード磨耗が抑制される。ブレード３１の上流側面３１ａにブレード成型時に発生する切断面を用いず、金型面又はエア面を用いることによって耐磨耗性が向上するが、さらにコート層３５を設けることによって耐磨耗性が向上することになる。
【００５４】
本実施形態に係るクリーニング装置３０では、ブレード３１がブレードホルダ３２により保持される構成であるが、ブレード３１及びブレードホルダ３２の形状はこれに限定されるものではない。図８は、別の実施形態に係るクリーニング装置の構成を示す構成図である。図８に示すクリーニング装置は、感光体１０の回転軸方向に長尺な弾性部材からなるブレード３８と、これを支持する平板状のブレードホルダ３９とから構成される。ブレードホルダ３９は、一端が感光体１０とブレード３８の当接辺３８ｃとが当接する当接部の法線よりも感光体表面移動方向下流側で装置本体に支持されている。また、ブレードホルダ３９の他端に、ブレード３８の下流側面３８ｂに対向する対向面である接着面が固着されている。ここで、上述したように、ブレード３８の上流側面３８７ａにブレード成型時に発生する切断面を用いない構成とすることにより、耐磨耗性を向上させながら、小粒径で円径度の高い重合トナーをクリーニングすることが可能となる。
【００５５】
次に、本実施形態のプリンタにおいて使用されるトナーについて説明する。
本実施形態のクリーニング装置３０によれば、高い除去性能を実現し得ることから、平均円形度が０．９４０以上、更に０．９６０以上０．９９８以下のトナーを除去する用途にも実用化できる。更には平均円形度が０．９６以上０．９９８以下のトナーを除去することが本発明の効果を十分に発揮できる。
【００５６】
上記のような平均円形度をもつトナーは、乾式粉砕で製造されるトナーであれば熱的又は機械的に球形化処理することで得られる。熱的な球形化処理としては、例えば、アトマイザー等に熱気流とともにトナー粒子を噴霧するものが挙げられる。また、機械的な球形化処理としては、ボールミル等の混合機に比重の軽いガラス等の混合媒体とともに投入して攪拌するものが挙げられる。ただし、熱的ま球形化処理では凝集して粒径の大きいトナー粒子が生成され、機械的な球形化処理では微粉が発生するため、再度の分級工程が必要になる。また、水系溶媒中で製造されるトナーでは、溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、形状を制御することができる。
【００５７】
トナーの円形度とは、光学的に粒子を検知して投影面積の等しい相当円の周囲長で除した値である。具体的には、フロー式粒子像分析装置「ＦＰＩＡ−２０００（シスメックス社製）」を用いて測定を行う。所定の容器に予め不純固定物を除いた水１００〜１５０［ｍＬ］を入れ、分散剤として界面活性剤０．１〜０．５［ｍＬ］を加え、更に測定試料０．１〜９．５［ｇ］程度を加える。試料を分散した懸濁液を超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、分散濃度を３０００〜１００００［個／μＬ］にしてトナーの形状及び分布を測定する。円形度は、円形度ＳＲ＝（粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長／粒子投影像の周囲長）で定義され、トナーが真球に近いほど「１」に近い値となる。
【００５８】
円形度の高いトナーは、キャリア又は現像ローラ５１の表面において電気力線の影響を受けやすく、静電潜像の電気力線に沿って忠実に現像される。したがって、微小な潜像ドットを再現する際には緻密で均一なトナー配置をとりやすいために細線再現性が高くなる。また、円形度の高いトナーは、その表面は滑らかで適度な流動性をもつために電気力線の影響を受けやすく電気力線に沿って忠実に転移しやすいために転写率も高くなり、高品位の画像を得ることができる。さらに、一次転写ローラ１６１で中間転写ベルト１６２を圧接することで一次転写ニップを形成するとともに、一次転写ローラ１６１にトナー像と逆極性の転写電圧を印加することにより転写電界を形成し、これらの作用により感光体１０上の各トナー像を中間転写ベルト１６２上に一次転写させる際にも、円形度の高いトナーは均一に中間転写ベルト１６２に接触し、トナーの接触面積が一様になることで転写率の向上に寄与する。しかし、トナーの平均円形度が０．９３未満では、忠実な現像、転写率の高い転写ができなくなる。これは、トナーが不定形では、トナー表面の帯電が不均一であり、また、重心と帯電の中心がずれるために電界に対して忠実な移動が困難になるためである。
【００５９】
また、トナーの体積平均粒径は、小さい方が細線再現性を向上させることができるために、大きくとも７［μｍ］以下のトナーを用いることが良い。しかし、粒径が小さくなると現像特性が低下するために、小さくとも３［μｍ］以上が好ましい。さらに、３［μｍ］未満では、キャリア又は現像ローラ５１の表面に現像されにくい微小粒径のトナーが多くなるために、その他のトナーにおけるキャリアまたは現像ローラとの接触・摩擦が不十分となり逆帯電性トナーが多くなり、かぶり等の異常画像を形成するため好ましくない。本実施形態のクリーニング装置３０では、体積平均粒径が２［μｍ］以上であれば、十分な除去性能を発揮でき、特に体積平均粒径が３［μｍ］以上であればより好適な除去性能を発揮できる。なお、体積平均粒径Ｄｖと個数平均粒径Ｄｎとの比は、１．０〜１．４程度であることがこの好ましい。
【００６０】
トナーの体積平均粒径は、次のようにして測定したものである。まず、電解水溶液１００〜１５０［ｍＬ］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ルホン酸塩）を、０．１〜５［ｍＬ］加える。ここで、電解液とは、１級塩化ナトリウムを用いて、約１％ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、ＩＳＯＴＯＮ  Ｒ−ＩＩ型（コールターサイエンティフィックジャパン社製）を使用した。これに更に測定試料を２〜２０［ｍｇ］加え、電解液中に懸濁させて、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行った。上記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、上記試料中のトナー粒子の体積及び個数をチャンネルごとに測定して、トナーの体積分布と個数分布とを算出する。
【００６１】
チャンネルとしては、２．００〜２．５２［μｍ］；２．５２〜３．１７［μｍ］；３．１  ７〜４．００［μｍ］；４．００〜５．０４［μｍ］；５．０４〜６．３５［μｍ］；６．３５〜８．００［μｍ］；８．００〜１０．０８［μｍ］；１０．０８〜１２．７０［μｍ］；１２．７０〜１６．００［μｍ］；１６．００〜２０．２０［μｍ］；２０．２０〜２５．４０［μｍ］；２５．４０〜３２．００［μｍ］；３２．００〜４０．３０［μｍ］の１３チャンネルを用いた。
【００６２】
また、トナーは、上述した平均円形度を満たすもののうち、形状係数ＳＦ−１が１００以上１６０以下の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００以上１６０以下の範囲にあるものが好ましい。図９（ａ）は、トナーの形状を模式的に表した図であり、形状係数ＳＦ−１を説明するための模式図であり、同図（ｂ）はトナーの形状を模式的に表した図であり、形状係数ＳＦ−２を説明するための模式図である。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。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）・・・（１）
また、形状係数ＳＦ−２は、トナー形状で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。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）・・・（２）
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。
【００６３】
トナーの形状が球形に近くなると、トナーとの接触が点接触になるために、トナー同士の吸着力が弱くなり、その結果流動性が高くなり、また、トナーと感光体１０との吸着力が弱くなって、転写率が高くなり、感光体１０表面の残留トナーをクリーニングしやすくなる。ＳＦ−１とＳＦ−２が大きくなると、形状が不定型になり、トナーの帯電量分布が広くなり、現像が潜像に対して忠実でなくなり、また、転写でも転写電界に忠実でなくなり画像品位が低下する。このため、ＳＦ−１は１８０を越えない方が好ましく、ＳＦ−２は１８０を越えない方が好ましい。
【００６４】
以上のような略球形状のトナーとしては、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、離型剤を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーが好ましい。従来の粉砕型トナーの製法では、円形度、平均粒径、形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のどの値と比較しても製造できないか、製造コストや歩留まりの点で重合法で得られたトナーが優位である。しかし、重合法で得られたトナーの中でも、懸濁重合法や乳化重合法等で得られたトナー形状は円形度、形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２において、真の球形トナーを得ることが難しい。特に、溶解懸濁法で得られたトナーは球形でもあるが、規則性のない不定形トナーである為画像品質等の点で満足できる品質が得られていない。
【００６５】
次に、上述の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、離型剤を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーの構成材料及び好適な製造方法について詳細する。
【００６６】
（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、ソルビトール等）；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等）；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等が挙げられる。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、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、ピロメリット酸等）等が挙げられる。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等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。
【００６７】
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、脂環式ポリイソシアネート、芳香族ジイソシアネート、芳香脂肪族ジイソシアネート、イソシアネート類及び上記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタム等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。
【００６８】
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０．５〜４０［ｗｔ％］、好ましくは１〜３０［ｗｔ％］、さらに好ましくは２〜２０［ｗｔ％］である。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。
【００６９】
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）等が挙げられる。２価アミン化合物（Ｂ１）としては、芳香族ジアミン、脂環式ジアミン及び脂肪族ジアミン等が挙げられる。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等が挙げられる。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等が挙げられる。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等が挙げられる。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。
【００７０】
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。
【００７１】
ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法等により製造される。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等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。
【００７２】
（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、ケトン類、エステル類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。
【００７３】
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（例えば、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミン等）、およびそれらをブロックしたケチミン化合物等が挙げられる。
【００７４】
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。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、上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。
【００７５】
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。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。
【００７６】
（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、ナフトールイエローＳ、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄鉛、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、リソールファストスカーレットＧ、ベンジジンオレンジ、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、ファストスカイブルー、インジゴ、群青、紺青、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、クロムグリーン、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、フタロシアニングリー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［ｗｔ％］、好ましくは３〜１０［ｗｔ％］である。
【００７７】
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等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、塩素化パラフィン、パラフィンワックス等が挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
【００７８】
（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、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、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、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。
【００７９】
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。
【００８０】
（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働く。このようなワックス成分としては、ロウ類及びワックス類として、カルナバワックス、綿ロウ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。
【００８１】
（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、５×１０−３〜２［μｍ］であることが好ましく、特に５×１０−３〜０．５［μｍ］であることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００［ｍ２／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０．０１〜５［ｗｔ％］であることが好ましく、特に０．０１〜２．０［ｗｔ％］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、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素等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。
【００８２】
（トナーの製造方法）
次に、トナーの製造方法について詳細する。ここでは、好ましい方法について示すが、これに限られることではない。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等を単独あるいは２種以上組み合わせて用いることができる。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。
【００８３】
上記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、メタノール等のアルコール、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、低級ケトン類等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等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や、アルキルトリメチルアンモニム塩等の４級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤等が挙げられる。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。
【００８４】
上記樹脂微粒子には、既述の物質を用いることができる。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。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等の酸類、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等が使用できる。
【００８５】
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、超音波等の公知の設備が適用できる。この中でも、分散体の粒径を２〜２０［μｍ］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１０００〜３００００［ｒｐｍ］、好ましくは５０００〜２００００［ｒｐｍ］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。
【００８６】
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等が挙げられる。
【００８７】
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略球形のトナー母体粒子が作製できる。ここで例えば真球形から紡錘状等の形状を制御することができる。更に、表面のモフォロジーも滑らかなものから、例えば梅干し形状等に制御することもできる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩等の酸、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、水洗する等の方法によって、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等の操作によっても除去できる。上記洗浄、脱溶剤の工程前後いずれかにおいて、乳化分散液を一定温度で一定時間放置し、生成したトナー粒子を熟成させる工程を設けることができる。これにより、所望の粒径を有するトナー粒子を作製できる。熟成工程の温度は２５〜５０［℃］が好ましく、時間は１０分間〜２３時間が好ましい。
【００８８】
上記で得られたトナー母体粒子に、帯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。帯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。
【００８９】
本実施形態に係るトナーは、磁性キャリアと混合して二成分現像剤として用いるが、キャリアを使用しない一成分系の磁性トナー或いは非磁性トナーとしても用いることができる。二成分現像剤としての磁性キャリアとしては、粒子径２０〜２００［μｍ］程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キャリア等従来から公知のものが使用できる。また、被覆材料としては、アミノ系樹脂、例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。またポリビニル及びポリビニリデン系樹脂、例えばアクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂及びシリコン樹脂等が使用できる。また必要に応じて、導電粉等を被覆樹脂中に含有させてもよい。導電粉としては、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等が使用できる。これらの導電粉は、平均粒子径１［μｍ］以下のものが好ましい。平均粒子径が１［μｍ］よりも大きくなると、電気抵抗の制御が困難になる。
【００９０】
本実施形態においては、芯材として平均粒径５０［μｍ］程度の球形フェライト粒子を採用し、コート材構成材料にはアミノシラン系カップリング剤とシリコン樹脂をトルエンに分散させ、この分散液と芯材を流動床内に回転式底板ディスクと攪拌羽根を設けた旋回流を形成させながらコートを行うコーティング装置に投入して、この分散液を芯材上に塗布した。得られた塗布物を電気炉で２５０［℃］、２時間焼成し、シリコン樹脂により０．５［μｍ］の平均厚さでコーティングされたキャリア粒子を作製した。このキャリア１００重量部に対し、以下の実施例に示すトナー７重量部を、容器が転動して攪拌される型式のターブラーミキサーを用いて均一混合し帯電させて、初期現像剤とした。
【００９１】
次に、クリーニングブレードの摩耗進行状態を比較した実験について説明する。まず、上流側面を切断面とするクリーニングブレードＩと、上流側面をエア面とするクリーニングブレードＩＩを試作した。ブレード形状はクリーニングブレードＩ、ＩＩ共に図１３に示す従来形状で、自由長７．３ｍｍ、厚さ２ｍｍとした。ブレード材質はクリーニングブレードＩ、ＩＩ共にゴム材料は同一として、ＪＩＳＡ硬度７０、反発弾性係数６５％（２３℃）のものを用いた。当接条件は、線圧：２５ｇ／ｃｍ、初期当接角度θ＝２０°とした。実験は、上述したプリンタに対してクリーニング装置を図１３に示すクリーニング装置に入れ替え、これにクリーニングブレードＩ、ＩＩを取り付けて行った。そして、Ａ４版の画像面積率５％パターンを連続プリントして、１０Ｋ枚時、２０Ｋ枚時、３０Ｋ枚時のブレード磨耗量を比較した。
【００９２】
図１０はブレードＩ、ＩＩの磨耗深さを測定した結果を示す特性図である。図１１（ａ）は、当接辺が残っている磨耗初期段階での磨耗深さの測定位置を示す模式図であり、同図（ｂ）は当接辺が消滅した段階での磨耗深さの測定位置を示す模式図である。図１０の結果から分かるように、クリーニング動作時に、感光体との摩擦力によって引伸ばされる上流側面に切断面を用いたブレードＩは、ブレードＩＩに比べて磨耗深さが大きく、磨耗進行速度が速いことが確認される。上流側面に面精度の高いエア面を用いたクリーニングブレードＩＩの方が、ブレード磨耗の進行が遅く、経持での磨耗量が少なくなることが確認される。なお、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、磨耗深さｈは、上流側面３１ａからの磨耗が最も深く到達している箇所までの距離としている。以上の実験結果から、切断による傷、凹凸が存在する切断面を上流側面２３１ａに用いることは、ブレードの耐久性の観点から不利であることがわかる。また、上流側面２３１ａには、ブレード磨耗の進行のきっかけとなる傷や凹凸がなく、平滑で面精度が高い鏡面を用いることが耐磨耗性の観点からも必要であることが分かる。
【００９３】
次に、以下に説明するトナー１〜８を用意し、本実施形態に係るクリーニング装置と従来のクリーニング装置とでクリーニング性能を比較評価した実験について説明する。なお、トナー１〜８は以下のごとく作製されるが、本発明はこれに限定されるものではない。以下、「部」は重量部を示す。
【００９４】
〔トナー１〕
（樹脂微粒子エマルションの合成）
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水６８３部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩（エレミノールＲＳ−３０、三洋化成工業製）１１部、スチレン８３部、メタクリル酸８３部、アクリル酸ブチル１１０部、過硫酸アンモニウム１部を仕込み、３８００回転／分で３０分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度７５［℃］まで昇温し、４時間反応させた。さらに、１％過硫酸アンモニウム水溶液３０部加え、７５［℃］で６時間熟成してビニル系樹脂（スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体）の水性分散液微粒子分散液１を得た。微粒子分散液１をレーザー回折／散乱式粒度分布測定装置（ＬＡ−９２０：堀場製作所製）で測定した体積
平均粒径は、１１０［ｎｍ］であった。微粒子分散液１の一部を乾燥して樹脂分を単離した。樹脂微粒子の形状は球形状であった。該樹脂分のＴｇは５８［℃］であり、重量平均分子量は１３万であった。
【００９５】
（水相の調整）
水９９０部、［微粒子分散液１］８３部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの４８．３％水溶液（エレミノールＭＯＮ−７：三洋化成工業製）３７部、酢酸エチル９０部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを水相１とする。
【００９６】
（低分子ポリエステルの合成）
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物７２４部、テレフタル酸２７６部を入れ、常圧下２３０［℃］で７時間重縮合し、さらに１０〜１５［ｍｍＨｇ］の減圧下で５時間反応して低分子ポリエステル１を得た。低分子ポリエステル１は、数平均分子量２３００、重量平均分子量６７００、ピーク分子量３８００、Ｔｇ４３［℃］、酸価４であった。
【００９７】
（中間体ポリエステルの合成）
冷却管、撹拌機および窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物６８２部、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド２モル付加物８１部、テレフタル酸２８３部、無水トリメリット酸２２部およびジブチルチンオキサイド２部を入れ、常圧下２３０［℃］で７時間反応し、さらに１０〜１５［ｍｍＨｇ］の減圧で５時間反応した中間体ポリエステル１を得た。中間体ポリエステル１は、数平均分子量２２００、重量平均分子量９７００、ピーク分子量３０００、Ｔｇ５４［℃］、酸価０．５、水酸基価５２であった。次に、冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、中間体ポリエステル１を４１０部、イソホロンジイソシアネート８９部、酢酸エチル５００部を入れ１００［℃］で５時間反応し、プレポリマー１を得た。プレポリマー１の
遊離イソシアネート重量％は、１．５３［％］であった。
【００９８】
（ケチミンの合成）
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、イソホロンジアミン１７０部とメチルエチルケトン７５部を仕込み、５０［℃］で４時間半反応を行い、ケチミン化合物１を得た。ケチミン化合物１のアミン価は４１７であった。
【００９９】
（マスターバッチの合成）
水１２００部、カーボンブラック（Ｐｒｉｎｔｅｘ３５：デクサ製）５４０部（ＤＢＰ吸油量＝４２［ｍｌ］／１００［ｍｇ］、ｐＨ＝９．５）、ポリエステル樹脂１２００部を加え、ヘンシェルミキサー（三井鉱山社製）で混合し、混合物を２本ロールを用いて１３０［℃］で１時間混練後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕、マスターバッチ１を得た。
【０１００】
（油相の作製）
撹拌棒および温度計をセットした容器に、低分子ポリエステル１を３７８部、カルナバワックス１００部、酢酸エチル９４７部を仕込み、撹拌下８０［℃］に昇温し、８０［℃］のまま５時間保持した後、１時間で３０［℃］に冷却した。
【０１０１】
次いで、容器にマスターバッチ１を５００部、酢酸エチル５００部を仕込み、１時間混合し、原料溶解液１を得た。１３２４部の原料溶解液１を容器に移し、ビーズミル（ウルトラビスコミル：アイメックス社製）を用いて、送液速度１［ｋｇ／ｈｒ］、ディスク周速度６［ｍ／秒］、０．５ｍｍジルコニアビーズを８０体積％充填、３パスの条件で、カーボンブラック、ワックスの分散を行った。次いで、低分子ポリエステル１の６５％酢酸エチル溶液１３２４部を加え、上記条件のビーズミルで２パスし、顔料・ワックス分散液１を得た。顔料・ワックス分散液１の固形分濃度は５０［％］であった。
【０１０２】
（乳化〜脱溶剤）
顔料・ワックス分散液１を７４９部、プレポリマー１を１１５部、ケチミン化合物１を２．９部、容器に入れ、ＴＫホモミキサー（特殊機化製）で５０００［ｒｐｍ］で２分間混合した後、容器に水相１を１２００部加え、ＴＫホモミキサーで、回転数１３０００［ｒｐｍ］で２５分間混合し、乳化スラリー１を得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、乳化スラリー１を投入し、３０［℃］で７時間脱溶剤した後、４５［℃］で７時間熟成を行い、分散スラリー１を得た。
【０１０３】
（洗浄〜乾燥）
イ）１００部の分散スラリー１を減圧濾過した後、濾過ケーキにイオン交換水１００部を加え、ＴＫホモミキサーで混合（回転数１２０００［ｒｐｍ］で１０分間）した後濾過した。
ロ）イ）の濾過ケーキに１％塩酸をｐＨ３．５〜４．５になるように制御して加え、ＴＫホモミキサーで混合（回転数１２，０００［ｒｐｍ］で１５分間）した後、濾過した。
ハ）ロ）の濾過ケーキにイオン交換水３００部を加え、ＴＫホモミキサーで混合（回転数１２０００［ｒｐｍ］で１０分間）した後濾過する操作を２回行い、濾過ケーキ１を得た。
ニ）濾過ケーキ１を循風乾燥機にて４０［℃］で４０時間乾燥し、目開き７５μｍメッシュで篩い、トナー母体粒子１を得た。その後、トナー母体粒子１１００部に疎水性シリカ１．５部と疎水化酸化チタン０．５部を加え、ヘンシェルミキサーにて混合後、目開き３５μｍメッシュで篩い、トナー１を得た。得られたトナー１の物性を表１に示す。
【０１０４】
〔トナー２〕
トナー２において、以下の条件に変更した以外はトナー１と同様にしてトナー２を得た。得られたトナー２の物性を表１に示す。
【０１０５】
（樹脂微粒子エマルションの合成）
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水６８３部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩（エレミノールＲＳ−３０：三洋化成工業製）１１部、スチレン８３部、メタクリル酸８３部、アクリル酸ブチル１１０部、過硫酸アンモニウム１部を仕込み、３８００回転／分で３０分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱することで系内温度７５［℃］まで昇温し、１時間反応させた。さらに、１％過硫酸アンモニウム水溶液３０部加え、７５［℃］で６時間熟成してビニル系樹脂（スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体）の水性分散液である微粒子分散液２を得た。微粒子分散液２を粒度分布測定装置（ＬＡ−９２０：シスメックス社製）で測定した体積平均粒
径は、４０［ｎｍ］であった。微粒子分散液２の一部を乾燥して樹脂分を単離した。樹脂微粒子の形状は球形状であった。該樹脂分のＴｇは５６［℃］であり、重量平均分子量は１２万であった。
【０１０６】
〔トナー３〕
トナー３において、以下の条件に変更した以外はトナー１と同様にしてトナー３を得た。得られたトナー３の物性を表１に示す。
【０１０７】
（乳化〜脱溶剤）
顔料・ワックス分散液１を７４９部、プレポリマー１を１１５部、ケチミン化合物１を２．９部、容器に入れ、ＴＫホモミキサー（特殊機化製）で５０００［ｒｐｍ］で２分間混合した後、容器に水相１を１２００部加え、ＴＫホモミキサーで、回転数１３０００［ｒｐｍ］で１０分間混合し、乳化スラリー２を得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、乳化スラリー２を投入し、３０［℃］で６時間脱溶剤した後、４５［℃］で５時間熟成を行い、分散スラリー２を得た。
【０１０８】
〔トナー４〕
トナー４において、以下の条件に変更した以外はトナー１と同様にしてトナー４を得た。得られたトナー４の物性を表１に示す。
【０１０９】
（乳化〜脱溶剤）
顔料・ワックス分散液１を７４９部、プレポリマー１を１１５部、ケチミン化合物１を２．９部、容器に入れ、ＴＫホモミキサー（特殊機化製）で５０００［ｒｐｍ］で２分間混合した後、容器に水相１を１２００部加え、ＴＫホモミキサーで、回転数１３０００［ｒｐｍ］で４０分間混合し、乳化スラリー３を得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、乳化スラリー３を投入し、３０［℃］で８時間脱溶剤した後、４５［℃］で５時間熟成を行い、分散スラリー３を得た。
【０１１０】
〔トナー５〕
トナー５において、以下の条件に変更した以外はトナー１と同様にしてトナー５を得た。得られたトナー５の物性を表１に示す。
【０１１１】
（油相の作製）
撹拌棒および温度計をセットした容器に、低分子ポリエステル１を３７８部、カルナバ／ライスワックス（重量比５：５）１３０部、酢酸エチル９４７部を仕込み、撹拌下８０［℃］に昇温し、８０［℃］のまま４時間保持した後、１時間で３０［℃］に冷却した。次いで、容器にマスターバッチ１を５００部、酢酸エチル５００部を仕込み、２時間混合し、原料溶解液２を得た。１３２４部の原料溶解液２を容器に移し、ビーズミル（ウルトラビスコミル：アイメックス社製）を用いて、送液速度１［ｋｇ／ｈｒ］、ディスク周速度６［ｍ／秒］、０．５ｍｍジルコニアビーズを８０体積％充填、１０パスの条件で、カーボンブラック、ワックスの分散を行った。次いで、低分子ポリエステル１の６５％酢酸エチル溶液１３２４部を加え、上記条件のビーズミルで５パスし、顔料・ワックス分散液２を得た。顔料・ワックス分散液２の固形分濃度は５０［％］であった。
【０１１２】
〔トナー６〕
トナー６において、以下の条件に変更した以外はトナー１と同様にしてトナー６を得た。得られたトナー６の物性を表１に示す。
【０１１３】
（油相の作製）
撹拌棒および温度計をセットした容器に、低分子ポリエステル１を３７８部、カルナバ／ライスワックス（重量比３：７）ワックス１００部、酢酸エチル９４７部を仕込み、撹拌下８０［℃］に昇温し、８０［℃］のまま４時間保持した後、１時間で３０［℃］に冷却した。次いで、容器にマスターバッチ１を５００部、酢酸エチル５００部を仕込み、０．８時間混合し、原料溶解液３を得た。１３２４部の原料溶解液３を容器に移し、ビーズミル（ウルトラビスコミル：アイメックス社製）を用いて、送液速度１［ｋｇ／ｈｒ］、ディスク周速度６［ｍ／秒］、０．５ｍｍジルコニアビーズを８０体積％充填、５パスの条件で、カーボンブラック、ワックスの分散を行った。次いで、低分子ポリエステル１の６５％酢酸エチル溶液１３２４部を加え、上記条件のビーズミルで３パスし、顔料・ワックス分散液３を得た。顔料・ワックス分散液３の固形分濃度は５０［％］であった。
【０１１４】
〔トナー７〕
トナー７において、以下の条件に変更した以外はトナー１と同様にしてトナー７を得た。得られたトナー７の物性を表１に示す。
【０１１５】
（低分子ポリエステルの合成）
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物２２９部、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド３モル付加物５２９部、テレフタル酸２０８部、アジピン酸４６部およびジブチルチンオキサイド２部を入れ、常圧下２３０［℃］で７時間反応し、さらに１０〜１５［ｍｍＨｇ］の減圧下で５時聞反応した後、反応容器に無水トリメリット酸４４部を入れ、１８０［℃］、常圧で３時間反応し、低分子ポリエステル２を得た。低分子ポリエステル２は、数平均分子量２３００、重量平均分子量６７００、ピーク分子量３１００、Ｔｇ４３［℃］、酸価２５であった。
【０１１６】
（油相の作製）
撹拌棒および温度計をセットした容器に、低分子ポリエステル２を３７８部、カルナバワックス１００部、酢酸エチル９４７部を仕込み、撹拌下８０［℃］に昇温し、８０［℃］のまま５時間保持した後、１時間で３０［℃］に冷却した。次いで、容器にマスターバッチ１を５００部、酢酸エチル５００部を仕込み、１時間混合し、原料溶解液４を得た。１３２４部の原料溶解液４を容器に移し、ビーズミル（ウルトラビスコミル：アイメックス社製）を用いて、送液速度１［ｋｇ／ｈｒ］、ディスク周速度６［ｍ／秒］、０．５ｍｍジルコニアビーズを８０体積％充填、３パスの条件で、カーボンブラック、ワックスの分散を行った。次いで、低分子ポリエステル２の６５％酢酸エチル溶液１３２４部を加え、上記条件のビーズミルで３パスし、顔料・ワックス分散液４を得た。顔料・ワックス分散液４の固形分濃度は５０［％］であった。
【０１１７】
（乳化〜脱溶剤）
顔料・ワックス分散液４を７４９部、プレポリマー１を１１５部、ケチミン化合物１を２．９部、容器に入れ、ＴＫホモミキサー（特殊機化製）で５０００［ｒｐｍ］で２分間混合した後、容器に水相１を１２００部加え、ＴＫホモミキサーで、回転数１３０００［ｒｐｍ］で４０分間混合し、乳化スラリー４を得た。撹拌機および温度計をセットした容器に、乳化スラリー４を投入し、３０［℃］で８時間脱溶剤した後、４５［℃］で５時間熟成を行い、分散スラリー４を得た。
【０１１８】
〔トナー８〕
トナー８において、以下の条件に変更した以外はトナー１と同様にしてトナー８を得た。得られたトナー８の物性を表１に示す。
【０１１９】
（油相の作製）
撹拌棒および温度計をセットした容器に、低分子ポリエステル１を３７８部、カルナバワックスワックス３８０部、酢酸エチル９４７部を仕込み、撹拌下８０［℃］に昇温し、８０［℃］のまま４時間保持した後、１時間で３０［℃］に冷却した。次いで、容器にマスターバッチ１を５００部、酢酸エチル５００部を仕込み、２時間混合し、原料溶解液５を得た。１３２４部の原料溶解液５を容器に移し、ビーズミル（ウルトラビスコミル：アイメックス社製）を用いて、送液速度１［ｋｇ／ｈｒ］、ディスク周速度６［ｍ／秒］、０．５ｍｍジルコニアビーズを８０体積％充填、７パスの条件で、カーボンブラック、ワックス
の分散を行った。次いで、低分子ポリエステル１の６５％酢酸エチル溶液１３２４部を加え、上記条件のビーズミルで４パスし、顔料・ワックス分散液５を得た。顔料・ワックス分散液５の固形分濃度は５０［％］であった。
【０１２０】
得られたトナーの特性は、下記の表１に示す通りである。
【表１】
2010072181.tif 000003
【０１２１】
以上のようなトナー１〜８を現像剤として調合した後、本実施形態に係るプリンタ１００に投入し、以下の初期的ランニングテストを行い、本実施例のクリーニング装置３０と従来のクリーニング装置との比較実験を行った。ここで、従来のクリーニング装置とは、図１３に示すカウンタ方式のクリーニング装置であって、そのブレード材質はポリウレタンゴム素材のＪＩＳＡ硬度７０°であり、ブレード寸法はＴ１＝２．０［ｍｍ］で、Ｔ３＝３２６［ｍｍ］の直方体形状のものである。このブレードを両面テープでブレードホルダに貼り付け、ブレードホルダから感光体表面側へ延びるブレード長（自由長；Ｌ）は７．６［ｍｍ］である。当接角θは２１．６°に設定し、食い込み量は１．０［ｍｍ］とした。線圧は０．７８８［Ｎ／ｃｍ］とした。感光体１０には有機感光体を用いた。
【０１２２】
ランニングテストは、上述したプリンタ１００に対してクリーニング装置３０と上記従来のクリーニング装置だけを入れ替えて行った。ランニングテストでは、Ａ４版の画像面積率５％パターンを連続プリントし、スタート時、５ｋ枚時、１０ｋ枚時それぞれでの除去性能（クリーニング性能）を評価した。但し、視覚的な総合評価で「×」と評価された時点で、そのトナーでの初期的ランニングテストは終了した。クリーニング性能の評価は、画像面積率７５％パターンを１００枚連続プリントした後のクリーニング装置通過後の感光体上のトナーをプリンタックＣテープ（日東電工製）で転写し、そのテープを白紙に貼り付けた後、マクベス反射濃度計ＲＤ５１４型で測定することによった。ブランク濃度との差が０．００５未満のものを「◎」とし、０．００５〜０．０１０のものを「○」とし、０．０１１〜０．０２のものを「△」とし、０．０２を超えるものを「×」として評価した。
【０１２３】
また、視覚的な総合評価を下記のごとく行った。
◎：実使用可能。バタツキ等の異音なし。すり抜けのトナーも無い。あっても下記「○レベル」のようにテープ転写し、白紙に貼ることにより、テープの汚れ度合いを肉眼で判別する方法では観測することができない。
○：実使用は可能なレベル。異音なし。スジの発生も無い又は弱いスジがある程度。すり抜けるトナーの発生が認められる。
△：実使用不可の可能性あり。異音の兆候が感じられる。幅が１［ｍｍ］以下のスジがＡ４横サイズの画像上に１〜１０本程度発生。
×：実使用不可。異音や感光体の損傷の前兆（おそれ）が感じられる。全面スジ発生。
【０１２４】
ランニングテストの結果は、下記の表２に示すとおりである。
【表２】
2010072181.tif 000004
【０１２５】
従来のクリーニング装置は、トナー粒径が３［μｍ］以下や平均円形度０．９６以上のトナーではクリーニング性能が劣る。特に、平均円形度０．９６を限度として例えばトナー粒径が６［μｍ］程度であってもクリーニング性能に大きな差異が生じる。ブレードからの異音や感光体損傷の兆しはないがスジの発生が認められることから、更にランニングテストを延長すれば、ブレードや感光体の摩耗が生じると予想される。一方、実施例のクリーニング装置３０を用いた場合は、どの物性のトナーを用いてもクリーニング性能悪化やブレードからの異音・感光体損傷の兆しもない。但し、トナー３を用いたときには従来装置のクリーニング性能より優位ではあるものの、トナーのすり抜けらしき発生が認められる。また、スジではないが、その兆候が認められることから、トナー粒径が３［μｍ］程度以下になれば実施例のクリーニング装置を用いても大きな効果は期待できないと予想される。粒径分布や物性値バラツキ等々、更なるトナー物性との組み合わせが必要となる。
【０１２６】
ここで説明したランニングテストはトナー物性での差異を比較するために、初期的なランニングテストの過程で行ったものである。更に、長期的な劣化モードや環境変動を加えたランニングモードを実施することで更なる性能差が現れる可能性が十分あると考えられる。
【０１２７】
また、例えば遠心成型法を用いてシート状弾性部材を作成し、切断工程を経た後に作成される弾性部材を用いる場合には、上流側面に切断面を用いないことにより、耐磨耗性を向上することが出来る。
【０１２８】
以上、本実施形態におけるクリーニング装置３０は、被清掃体である感光体１０の表面に弾性部材であるブレード３１を当接させて、感光体１０の表面上の付着物を除去する。このとき、カウンタ方式を採用することによって、感光体１０とブレード３１との当接圧力を高線圧に維持することができるため、小粒径で、円径度の高い球形トナーに対しても、優れたクリーニング性能を維持することが出来る。かつ、ブレード３１の上流側面３１ａには、下流面３１ｂに比べ平滑で面精度の高い面を用いる。これにより、これにより、ブレード３１の表面の傷や凹凸が亀裂摩耗の原因となることを抑制して、ブレード３１の耐摩耗性を向上させることができる。
本実施形態に係るクリーニング装置３０は、ブレード３１の上流側面にブレード３１の成型時に発生する切断面を用いていない。切断面には、切断時に発生する傷や凹凸が生じやすいからである。
本実施形態に係るクリーニング装置３０は、ブレード３１の下流側面に切断面を配し、上流側面に金型面或いはエア面の何れか一方を配している。これにより、ブレード３１の上流面には、下流面に比べ亀裂摩耗の原因となる表面の傷や凹凸が少ない。
本実施形態に係るクリーニング装置３０は、ブレード３１の当接線３１ｃを含む上流側面３１ａ及び下流側面３１ｂにコート層３５を有している。これにより、ブレード３１の硬度が高くなり、感光体１０との摩擦力が低下するために、より耐摩耗性を向上させることができる。
本実施形態に係るクリーニング装置３０においては、ブレードホルダ３２の水平部３２Ａは、上流側面３１ａが感光体移動方向に伸びて接着面３１ｄが縮むようなブレード３１の反りを規制する反り規制部材の機能を果たしている。このようなクリーニング装置３０によれば、上述したように、従来のカウンタ方式のクリーニング装置の場合と同程度の当接圧を維持しつつも当接幅を短くできるので、感光体１０及びブレード３１の摩耗を効果的に抑制できる。また、クリーニング装置３０は、従来のカウンタ方式のクリーニング装置よりも、当接幅が短くなることから当接圧を高めるのが容易となり、従来のカウンタ方式のクリーニング装置であっても除去が困難だった小粒径で球形をなしたトナーに対しても、十分な除去性能を発揮し得る。
本実施形態に係るクリーニング装置３０では、ブレードホルダ３２の水平部３２Ａは、感光体１０の表面に近接する側の端部が、ブレード３１の接着面３１ｄにおける下流側面３１ｂとの境界辺と同じ位置まで延びるように構成されている。これにより、ブレード３１の自由長部分が無くなるので、ブレード３１の反りを有効に規制できる。
本実施形態に係るクリーニング装置３０では、ブレードホルダ３２の水平部３２Ａがブレード３１の接着面３１ｄ全面に対して固着されているので、ブレードホルダ３２の水平部３２Ａとブレード３１との密着性が高く、ブレード３１のバタツキを有効に抑止できる。
なお、ブレードホルダ３２の水平部３２Ａとブレード３１の接着面３１ｄとが互いに重なり合う領域のうち、少なくとも感光体１０の表面に近接する側の端部領域について固着処理を施せば、ブレード３１のバタツキを有効に抑止できる。
本実施形態に係るクリーニング装置３０では、感光体１０とブレード３１の当接辺３１ｃが当接する当接部Ｐの法線方向に、ブレード３１を押圧するように付勢する付勢手段としてのスプリング３６を備えている。これにより、感光体１０の偏心等により枠体３３と感光体１０の表面との距離関係が変化しても、その変化に応じてブレードホルダ３２が変位可能となる。よって、枠体３３と感光体１０の表面との距離関係に高い精度が要求されないし、感光体１０に対するブレード３１の組み付け精度も高い精度が要求されない。
本実施形態に係るクリーニング装置３０は、ブレード３１を感光体１０に押しつけていない状態で、ブレード３１の下流側面３１ｂにおける感光体表面移動方向上流側部分と、感光体１０の表面における当接部Ｐの接線と、弾性部材の下流側面とのなす角（当接角）θが、５［°］以上５０［°］以下となる姿勢で、ブレードホルダ３２は水平部３２Ａを介してブレード３１を支持している。これにより、十分な除去性能（クリーニング性能）を容易に実現できる。
【０１２９】
なお、本実施形態においては、感光体用のクリーニング装置３０を例に挙げて説明したが、本発明は、感光体用のクリーニング装置だけでなく、感光体以外の表面移動部材、例えば中間転写ベルト１６２の表面に付着した転写残トナー等の付着物を除去するためのクリーニング装置にも適用できる。また、感光体や中間転写ベルトのような像担持体に限らず、表面に記録材を担持してこれを搬送する記録材搬送部材の表面に付着したトナーや紙粉等の付着物を除去するためのクリーニング装置にも適用できる。そのほか、本発明は、表面に付着した付着物を除去することが必要となるあらゆる表面移動部材である被清掃体のクリーニング装置に適用できる。もちろん、被清掃体は、ドラム状のものであってもベルト状のものであってもよく、表面が移動する部材であればどのようなものであってもよい。ただし、ベルト状の表面移動部材用のクリーニング装置の場合、そのベルトを支持する支持ローラとブレードとの間にベルトを挟み込むようにクリーニング装置を配置するのが一般的であるが、ベルト内周面側に平板部材等のバックアップ部材を配置し、そのバックアップ部材とブレードとの間にベルトを挟み込むようにクリーニング装置を配置するようにしてもよい。
また、本実施形態のように被清掃体が感光体１０の場合、その感光体は、有機感光体でも、非晶質シリコン系感光体でも、有機感光体表面に架橋構造を有するバインダー樹脂からなる保護層が設けられた感光体でもよく、あらゆる感光体に対するクリーニング装置として本発明は適用可能である。クリーニング対象が中間転写ベルト１６２の場合、その中間転写ベルトは、耐熱性・伸縮性を考慮したポリイミド系の中間転写ベルトでも、ポリエチレン系材料を用いた中間転写ベルトでも、フッ素系・ゴム系の中間転写ベルトでも、よく、あらゆる中間転写ベルトに対するクリーニング装置として本発明は適用可能である。
また、本発明は、本実施形態のプリンタ１００だけでなく、あらゆる画像形成装置における表面移動する被清掃体のクリーニング装置として利用可能である。したがって、例えば、一つの感光体と複数（例えば４色）の現像装置とを有し、各現像装置を順次回転させることで各色のトナー像を感光体に作像し、そのトナー像を最終的に転写紙へ転写して画像形成を行う画像形成装置にも適用できるし、モノクロ用の画像形成装置にも適用できる。また、プリンタに限らず、複写機、ファクシミリ或いは複数の機能を有する複合機等のクリーニング装置として利用可能である。なお、画像形成装置は、電子写真方式でもインクジェット方式でも他の方式でも、要は、表面に付着した付着物を除去することが必要となる表面移動部材を備えた画像形成装置であれば、その表面移動部材用のクリーニング装置として適用可能である。また、除去する付着物が、トナー、紙紛、金属粉等のあらゆる粉体のほか、現像液等の液体であっても、本発明は同様に適用できる。
なお、ここで説明した様々な応用例においては、上記実施形態で説明した感光体用のクリーニング装置３０の構成をほとんどそのまま利用でき又はその応用例に応じて適宜修正したものを利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】実施形態に係るプリンタの構成を示す概略構成図。
【図２】同プリンタのプロセスカートリッジの構成を示す概略構成図。
【図３】同プリンタのクリーニング装置の主要部を感光体の回転軸方向（Ｙ方向）から見たときの構成を示す構成図。
【図４】同クリーニング装置の主要部の構成を示す斜視図。
【図５】同クリーニング装置に設けられるブレードの押圧力の測定装置を示す模式図。
【図６】同クリーニング装置の主要部の構成を示す構成図。
【図７】（ａ）及び（ｂ）はトナーの形状を模式的に表した模式図。
【図８】別の実施形態に係るクリーニング装置の構成を示す構成図。
【図９】（ａ）は、トナーの形状を模式的に表した図であり、形状係数ＳＦ−１を説明するための模式図、（ｂ）はトナーの形状を模式的に表した図であり、形状係数ＳＦ−２を説明するための模式図。
【図１０】ブレードＩ、ＩＩの磨耗深さを測定した結果を示す特性図。
【図１１】（ａ）は、当接辺が残っている磨耗初期段階での磨耗深さの測定位置を示す模式図、（ｂ）は当接辺が消滅した段階での磨耗深さの測定位置を示す模式図。
【図１２】従来のトレーリング方式のクリーニング装置の構成を示す構成図
【図１３】従来のカウンタ方式のクリーニング装置の構成を示す構成図。
【図１４】（ａ）（ｂ）は従来のカウンタ方式のクリーニングブレードと感光体との当接部を時系列で示した模式図。
【図１５】（ａ）（ｂ）（ｃ）はクリーニングブレードの当接部の磨耗の進行状態を時系列で示した模式図。
【図１６】同クリーニングブレードの形状を示す斜視図。
【図１７】（ａ）は、同クリーニングブレードを図１６中Ｘ方向から観察した、エア面となる下流側面の表面状態を示す模式図、（ｂ）は、同クリーニングブレードを図１６中Ｙ方向から観察した、切断面となる上流側面の表面状態を示す模式図。
【符号の説明】
【０１３１】
１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｂｋ  感光体
３０  クリーニング装置
３１  ブレード
３１ａ  上流側面
３１ｂ  下流側面
３１ｃ  当接辺
３１ｄ  接着面
３２  ブレードホルダ
３２Ａ  水平部
３２Ｂ  鉛直部
３３  枠体
３４  支軸
３６  スプリング
３７  調整ネジ
４０  帯電装置
５０  現像装置
１２０  画像形成部
１２１Ｙ、１２１Ｃ、１２１Ｍ、１２１Ｂｋ  プロセスカートリッジ
１３０  給紙部
１４０  露光装置
１６０  二次転写装置
１６２  中間転写ベルト
１６５  二次転写ローラ
１７０  測定装置
１７１  ロードセル
１７２  セル台
１７３  治具
１７４  センサ用コンディショナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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