(57)【要約】【課題】転写効率が高く、かつクリーニング不良等による画像不良が生じない高画質の画像形成装置、該画像形成装置で使用する画像形成用トナー及びプロセスカートリッジ。【解決手段】トナーとして、球形トナーと不定形トナーを混合した粉体を用い、像担持体と不定形トナー間付着力の平均値Ｆ１を該不定形トナー１粒子当たりの帯電量の平均値Ｑ１で割った値Ｆ１／Ｑ１と、像担持体と球形トナー間付着力の平均値Ｆ２を球形トナー１粒子当たりの帯電量の平均値Ｑ２で割った値Ｆ２／Ｑ２の比(Ｆ１／Ｑ１)／(Ｆ２／Ｑ２)が０．８以下となり、混合した粉体における不定形トナーの混合比率が５乃至２５％である関係を満たす。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、像担持体に静電潜像を形成する手段と、像担持体上にトナー画像を形成する現像手段と、像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する手段と、クリーニングブレードを用いて該像担持体上に残留したトナーを除去する工程を有する画像形成装置において、
該トナーとして、球形トナーと不定形トナーを混合した粉体を用い、
該像担持体と該不定形トナー間付着力の平均値Ｆ１を該不定形トナー１粒子当たりの帯電量の平均値Ｑ１で割った値Ｆ１／Ｑ１と、該像担持体と該球形トナー間付着力の平均値Ｆ２を該球形トナー１粒子当たりの帯電量の平均値Ｑ２で割った値Ｆ２／Ｑ２の比(Ｆ１／Ｑ１)／(Ｆ２／Ｑ２)が０．８以下となることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
少なくとも、像担持体上に静電潜像を形成する手段と、像担持体上に異なる色のトナー画像を形成する複数の現像手段と、像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する手段と、クリーニングブレードを用いて該像担持体上に残留したトナーを除去する工程を有するカラー画像形成装置において、
該各トナーとして、球形トナーと不定形トナーを混合した粉体を用い、
該各トナーについて、該像担持体と該不定形トナー間付着力の平均値Ｆ１を該不定形トナー１粒子当たりの帯電量の平均値Ｑ１で割った値Ｆ１／Ｑ１、該像担持体と該球形トナー間付着力の平均値Ｆ２を該球形トナー１粒子当たりの帯電量の平均値Ｑ２で割った値Ｆ２／Ｑ２の比(Ｆ１／Ｑ１)／(Ｆ２／Ｑ２)が０．８以下となることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
少なくとも、像担持体上に静電潜像を形成する手段と、像担持体上にトナー画像を形成する現像手段と、像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する手段と、クリーニングブレードを用いて該像担持体上に残留したトナーを除去する工程を有する画像形成要素を、複数配列し、各画像形成要素に対する複数色のトナーを用いて、カラー画像を形成する画像形成装置において、
該各画像要素に用いるトナーとして、球形トナーと不定形トナーを混合した粉体を用い、
該各画像要素において、該像担持体と該不定形トナー間付着力の平均値Ｆ１を該不定形トナー１粒子当たりの帯電量の平均値Ｑ１で割った値Ｆ１／Ｑ１、該像担持体と該球形トナー間付着力の平均値Ｆ２を該球形トナー１粒子当たりの帯電量の平均値Ｑ２で割った値Ｆ２／Ｑ２の比(Ｆ１／Ｑ１)／(Ｆ２／Ｑ２)が０．８以下となることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
転写手段が、像担持体上に形成されたトナー像が一次転写される中間転写体と、該中間転写体上に担持されたトナー像を記録媒体に二次転写する転写手段である請求項１乃至３のいずれか一項記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記混合した紛体における前記不定形トナーの混合比率は、５乃至２５％であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記不定形トナーの外添剤被覆率が球形トナーの外添剤被覆率よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記不定形トナーの形状係数ＳＦ１の平均値が、１３０以上であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記球形トナーの形状係数ＳＦ１の平均値が、１００乃至１３０であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記不定形トナーの体積平均粒径Ｄ１と前記球形トナーの体積平均粒径Ｄ２の比Ｄ１／Ｄ２が０．８乃至１．２となることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記不定形トナー及び前記球形トナーの体積平均粒径が３乃至９μｍとなることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記不定形トナー及び前記球形トナーを被覆する外添剤の一次粒子径の平均値が１０ｎｍ乃至２００ｎｍであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項記載の画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか一項記載の画像形成装置で使用する画像形成用トナー。
【請求項１３】
感光体と、帯電手段、現像剤が収納された現像手段、クリーニング手段から選択される少なくとも一つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在としたプロセスカートリッジであって、該現像剤に用いられるトナーは、請求項１２に記載のトナーであ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、乾式二成分あるいは一成分現像剤を用いた複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に関する。本発明はまた、該画像形成装置で使用する画像形成用トナー及びプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式には多様な方法が知られており、一般的には像担持体表面を帯電させ、帯電させた像担持体を露光して静電潜像を形成する。次いで、静電潜像にトナーを現像し、像担持体上にトナー像を形成する。さらに、中間転写体を介して、または直接的に像担持体上のトナー像を記録材上に転写し、この転写されたトナー像を加熱、圧力もしくはこれらの併用によって定着することにより、記録材上に画像が形成された記録物が得られる。なお、トナー像転写後の像担持体上に残ったトナーは、ブレード、ブラシ、ローラ等の既知の方法によりクリーニングされる。
【０００３】
近年の電子写真技術の動向として、カラー化、高速化、高画質化、デジタル化が要求されている。カラー画像形成方法には、１つの像担持体に複数の現像装置により各色のトナー画像を形成し、中間転写体上に各カラー画像を転写し、中間転写体から記録材上に転写する方法がある。また、複数の像担持体、現像装置、転写装置を並べて配置し、各像担持体に各色のトナー像を形成して、記録材に順次転写する、または中間転写体に順次転写後に記録材に転写する、いわゆるタンデム方式がある。前者の方法は装置全体を比較的小型化することができ、コストも安価になるという利点があるが、画像形成速度の高速化は困難であるという欠点がある。また、タンデム方式は、装置が大型化する傾向があり、コストも高くなってしまうという欠点はあるが、画像形成速度の高速化が図れるという利点があり、カラー画像の高速化の要求から、注目されている。
【０００４】
画像の高画質化については、例えば解像度が１２００ｄｐｉ以上の高解像のものが検討されており、これを実現するために従来以上に高精細の画像形成方式が望まれている。潜像を可視化するトナー及び現像剤に対しても、高精細画像を形成するためにさらなる小粒径化が検討され実現化されつつある。また、画像のデジタル化に対応するために、画像を形成するドットの再現性が要求されており、ドットを形成するトナーに均一性が求められている。このため、従来主に用いられてきた機械的な粉砕方式によって作製された形状が不均一な粉砕トナーよりも、熱気流，流動造粒法により粉砕トナーに球形処理を施したトナーや、懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法などによる重合トナー等の球形トナーの方が有利である。
【０００５】
弾性部材からなるブレードを像担持体に押し当ててトナーを除去するクリーニングブレードを用いたクリーニング装置は、構成が簡単で、装置の小型化が容易で、コスト面も有利なので、広く実用化されているが、球形トナーを用いた場合、トナーがブレードをすり抜けやすく、クリーニング不良による画像不良が発生しやすいという問題点がある。
【０００６】
この対策として、転写工程後の感光体上に残留した球形トナーに対して各種除電手段を用い、残留トナーの帯電量を低減してクリーニング性を改善することが提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。しかしながら、上記除電手段を新たに設けることは部品点数の増加や製造コストの増加に直結する。
【０００７】
また、クリーニングブレードの感光体に対する当接圧を大きくすることにより、球形トナーのすり抜けを抑制することが提案されている（例えば、特許文献３参照）。しかしながら、当接圧を大きくするほど、クリーニングブレードの欠けや感光体の傷が発生しやすく、クリーニング不良が発生してしまう。
【０００８】
また、球形トナーと不定形トナーを混合したトナーを用いることが提案されている（例えば、特許文献４、５及び６参照）。しかしながら、この方法では、球形トナーの高転写性が損なわれ、感光体上の転写残トナー量が増加し、クリーニングによって回収されるトナーの廃棄量が増加するため、環境面に対して不利である。さらに、リサイクル機構を設けてクリーニングによって回収されたトナーを再利用する場合や、クリーニング手段を設けずに像担持体を帯電する工程や像担持体上にトナーを現像する工程で転写残トナーを回収するクリーナレス方式の画像形成装置においても、様々なストレスによって回収されたトナーの特性が通常のトナーに対して変化している場合が多いので、回収されたトナーによる画像不良が発生しやすくなる。
【０００９】
また、カラートナーに球形トナー、ブラックトナーに不定形トナーを用いる方法が提案されている（例えば、特許文献７及び８参照）。しかしながら、この方法では、各色のトナーに対して別々の感光体が対応しているタンデム方式のフルカラー画像形成装置には適用できない。
【特許文献１】特開平９−９６９６５号公報
【特許文献２】特開平９−１１４２３２号公報
【特許文献３】特開平１０−２１４０１３号公報
【特許文献４】特公平３−２２９７９号公報
【特許文献５】特開平６−１４８９４１号公報
【特許文献６】特開平７−４９５８４号公報
【特許文献７】特開平８−２５４８７３号公報
【特許文献８】特開平９−２５８４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明は、上記の様な現状の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、転写効率が高く、かつクリーニング不良等による画像不良が生じない高画質の画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の発明は、少なくとも、像担持体に静電潜像を形成する手段と、像担持体上にトナー画像を形成する現像手段と、像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体、または記録材上に転写する手段と、クリーニングブレードを用いて該像担持体上に残留したトナーを除去する工程を有する画像形成装置において、
該トナーとして、球形トナーと不定形トナーを混合した粉体を用い、
該像担持体と該不定形トナー間付着力の平均値Ｆ１を該不定形トナー１粒子当たりの帯電量の平均値Ｑ１で割った値Ｆ１／Ｑ１と、該像担持体と該球形トナー間付着力の平均値Ｆ２を該球形トナー１粒子当たりの帯電量の平均値Ｑ２で割った値Ｆ２／Ｑ２の比(Ｆ１／Ｑ１)／(Ｆ２／Ｑ２)が０．８以下となることを特徴とする画像形成装置によって達成される。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、球形トナーに不定形トナーを混合し、像担持体とトナー間の付着力とトナー１粒子当たりの帯電量の比を制御することにより、転写効率が高く、かつクリーニング不良等による画像不良が生じない高画質の画像形成装置を提供することができる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、少なくとも、像担持体上に静電潜像を形成する手段と、像担持体上に異なる色のトナー画像を形成する複数の現像手段と、像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する手段と、クリーニングブレードを用いて該像担持体上に残留したトナーを除去する工程を有するカラー画像形成装置において、
該各トナーとして、球形トナーと不定形トナーを混合した粉体を用い、
該各トナーについて、該像担持体と該不定形トナー間付着力の平均値Ｆ１を該不定形トナー１粒子当たりの帯電量の平均値Ｑ１で割った値Ｆ１／Ｑ１、該像担持体と該球形トナー間付着力の平均値Ｆ２を該球形トナー１粒子当たりの帯電量の平均値Ｑ２で割った値Ｆ２／Ｑ２の比(Ｆ１／Ｑ１)／(Ｆ２／Ｑ２)が０．８以下となることを特徴とする画像形成装置によって達成される。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、各色のトナーについて、球形トナーに不定形トナーを混合し、像担持体とトナー間の付着力とトナー１粒子当たりの帯電量の比を制御することにより、転写効率が高く、かつクリーニング不良等による画像不良が生じない高画質のカラー画像形成装置を提供することができる。
【００１５】
請求項３記載の発明は、少なくとも、像担持体上に静電潜像を形成する手段と、像担持体上にトナー画像を形成する現像手段と、像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体に転写する手段と、クリーニングブレードを用いて該像担持体上に残留したトナーを除去する工程を有する画像形成要素を、複数配列し、各画像形成要素に対する複数色のトナーを用いて、カラー画像を形成する画像形成装置において、
該各画像要素に用いるトナーとして、球形トナーと不定形トナーを混合した粉体を用い、
該各画像要素において、該像担持体と該不定形トナー間付着力の平均値Ｆ１を該不定形トナー１粒子当たりの帯電量の平均値Ｑ１で割った値Ｆ１／Ｑ１、該像担持体と該球形トナー間付着力の平均値Ｆ２を該球形トナー１粒子当たりの帯電量の平均値Ｑ２で割った値Ｆ２／Ｑ２の比(Ｆ１／Ｑ１)／(Ｆ２／Ｑ２)が０．８以下となることを特徴とする画像形成装置によって達成される。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、各画像要素について、球形トナーに不定形トナーを混合し、像担持体とトナー間の付着力とトナー１粒子当たりの帯電量の比を制御することにより、画像形成速度が高速度で、転写効率が高く、かつクリーニング不良等による画像不良が生じない高画質のカラー画像形成装置を提供することができる。
【００１７】
請求項４にかかる発明は、請求項１乃至３記載の発明において、転写手段が、像担持体上に形成されたトナー像が一次転写される中間転写体と、該中間転写体上に担持されたトナー像を記録媒体に二次転写する転写手段であることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、中間転写体を用いることにより、多様な種類の用紙への対応が可能で、小型化が容易なカラー画像形成装置を提供することができる。
【００１９】
請求項５にかかる発明は、請求項１乃至４のいずれか一項記載の発明において、前記混合した紛体における前記不定形トナーの混合比率は、５乃至２５％であることを特徴とする。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、混合紛体での不定形トナーの混合比率を一定の範囲内にすることにより、転写効率が高く、かつクリーニング不良等による画像不良が生じない高画質の画像形成装置を提供することができる。
【００２１】
請求項６にかかる発明は、請求項１乃至５のいずれか一項記載の発明において、前記不定形トナーの外添剤被覆率が球形トナーの外添剤被覆率よりも大きいことを特徴とする。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、不定形トナーと球形トナーの外添剤被覆率を制御することにより、像担持体とトナー間の付着力を制御でき、転写効率が高く、かつクリーニング不良等による画像不良が生じない高画質の画像形成装置を提供することができる。
【００２３】
請求項７にかかる発明は、請求項１乃至６のいずれか一項記載の発明において、前記不定形トナーの形状係数ＳＦ１の平均値が、１３０以上であることを特徴とする。
【００２４】
請求項７に記載の発明によれば、球形トナーの混合する不定形トナーのＳＦ１を規定することにより、クリーニング不良の抑制効果が得られる。
【００２５】
請求項８にかかる発明は、請求項１乃至７のいずれか一項記載の発明において、前記球形トナーの形状係数ＳＦ１の平均値が、１００乃至１３０であることを特徴とする。
【００２６】
請求項８に記載の発明によれば、球形トナーのＳＦ１を規定することにより、転写効率を向上する効果が得られる。
【００２７】
請求項９にかかる発明は、請求項１乃至８のいずれか一項記載の発明において、前記不定形トナーの体積平均粒径Ｄ１と前記球形トナーの体積平均粒径Ｄ２の比Ｄ１／Ｄ２が０．８乃至１．２となることを特徴とする。
【００２８】
請求項９に記載の発明によれば、不定形トナーと球形トナーの粒径を同程度にすることにより、両トナーの現像特性と転写特性の差を抑制でき、画像品質の低下を抑制できる。
【００２９】
請求項１０にかかる発明は、請求項１乃至９のいずれか一項記載の発明において、前記不定形トナー及び前記球形トナーの体積平均粒径が３乃至９μｍとなることを特徴とする。
【００３０】
請求項１０に記載の発明によれば、トナーの粒径を一定の範囲内にすることにより、画像品質の低下を抑制できる。
【００３１】
請求項１１にかかる発明は、請求項１乃至１０のいずれか一項記載の発明において、前記不定形トナー及び前記球形トナーを被覆する外添剤の一次粒子径の平均値が１０ｎｍ乃至２００ｎｍであることを特徴とする。
【００３２】
請求項１１に記載の発明によれば、外添剤の粒径を一定の範囲内にすることにより、現像剤の耐久性の確保及び感光体等の損傷を防止できる。
【００３３】
請求項１２にかかる発明は、請求項１乃至１１のいずれか一項記載の画像形成装置で使用する画像形成用トナーによって達成できる。
【００３４】
請求項１２に記載の発明によれば、転写効率が高く、かつクリーニング不良等による画像不良が生じない高画質の画像形成用トナーを提供できる。
【００３５】
請求項１３にかかる発明は、感光体と、帯電手段、現像剤が収納された現像手段、クリーニング手段から選択される少なくとも一つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在としたプロセスカートリッジであって、該現像剤に用いられるトナーは、請求項１２に記載のトナーであることを特徴とするプロセスカートリッジによって達成できる。
【００３６】
請求項１３に記載の発明によれば、転写効率が高く、かつクリーニング不良等による画像不良が生じない高画質のプロセスカートリッジを提供できる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、球形トナーに不定形トナーを混合し、像担持体とトナー間の付着力とトナー１粒子当たりの帯電量の比を制御することにより、転写効率が高く、かつクリーニング不良等による画像不良が生じない高画質の画像形成装置を提供することができる。
【００３８】
また、本発明は、不定形トナーと球形トナーのＳＦ１を規定することにより、クリーニング不良の抑制と、転写効率の向上効果が得られる。
【００３９】
本発明はまた、不定形トナーと球形トナーの粒径を同程度にすることにより、両トナーの現像特性と転写特性の差を抑制でき、画像品質の低下を抑制でき、トナーの粒径を一定の範囲内にすることにより、画像品質の低下を抑制でき、さらに、外添剤の粒径を一定の範囲内にすることにより、現像剤の耐久性の確保及び感光体等の損傷を防止できる。
【００４０】
さらに本発明は、本発明の画像形成装置で使用する、転写効率が高く、かつクリーニング不良等による画像不良が生じない高画質の画像形成用トナーを提供できる。
【００４１】
さらにまた、現像剤に用いられるトナーが、転写効率が高く、かつクリーニング不良等による画像不良が生じない高画質のトナーである、感光体と、帯電手段、現像剤が収納された現像手段、クリーニング手段から選択される少なくとも一つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在としたプロセスカートリッジを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明の最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【００４３】
本発明の画像形成装置について、図面を参照して詳細に説明する。
【００４４】
本発明の画像形成装置は、像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段、像担持体上の潜像上にトナー像を形成する現像手段、像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体、または記録材上に転写する転写手段、記録材上のトナー像を定着する定着手段、転写されずに像担持体上に残ったトナーを除去・回収するためのクリーニング手段を有する。
【００４５】
図３は、本発明の画像形成装置の例を示す概略構成図である。図３において、静電潜像担持体である感光体ドラム２１の周囲には、該ドラム表面を帯電するための帯電装置２２、一様帯電処理面に潜像を形成するための露光装置２３、ドラム表面の潜像に帯電トナーを付着することでトナー像を形成する現像装置２４、形成されたドラム上のトナー像を記録材２６上に転写する転写装置２５、記録材上のトナーを定着する定着装置２７、ドラム上の残留トナーを除去・回収するためのクリーニング装置３０、ドラム上の残留電位を除去するための除電装置３１が順に配設されている。
【００４６】
まず、感光ドラム２１は帯電ローラ２２によって表面を一様に帯電される。図３の例では、帯電ローラを用いて感光ドラム２１を帯電しているが、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、導電性又は半導電性のローラ、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器、などが挙げられる。
【００４７】
帯電部材の形状としてはローラの他にも、磁気ブラシ、ファーブラシ等、どのような形態をとってもよく、電子写真装置の仕様や形態にあわせて選択可能である。磁気ブラシを用いる場合、該磁気ブラシとしては、例えば、Ｚｎ−Ｃｕフェライト等、各種フェライト粒子を帯電部材として用い、これを支持させるための非磁性の導電スリーブ、これに内包されるマグネットロールによって構成される。ブラシを用いる場合、例えば、ファーブラシの材質としては、例えば、カーボン、硫化銅、金属又は金属酸化物により導電処理されたファーを用い、これを金属や他の導電処理された芯金に巻き付けたり、張り付けたりすることで帯電装置とする。
【００４８】
帯電装置は、上記のような接触式の帯電装置に限定されるものではないが、帯電装置から発生するオゾンが低減された画像形成装置が得られるので、接触式の帯電装置を用いることが好ましい。
【００４９】
次に、帯電した感光体ドラム２１に画像情報に応じてレーザー光線２３が照射され、静電潜像が形成される。図３の例ではレーザーを用いているが、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザー光学系、液晶シャッタ光学系、などの各種露光装置が挙げられる。また、感光ドラム２１上の帯電電位や露光部位を電位センサで検出し、帯電条件や露光条件を制御することもできる。
【００５０】
次に、現像装置２４によって、静電潜像が形成された感光体ドラム２１上にトナー像が形成される。像装置２４が、トナーとキャリアから成る二成分現像剤を用いた二成分現像装置である場合の構成例を図４に示す。この例では、現像剤がスクリュー４１によって攪拌・搬送され、現像スリーブ４２に供給される。現像スリーブ４２に供給される現像剤はドクターブレード４３によって規制され、供給される現像剤量はドクターブレード４３と現像スリーブ４２との間隔であるドクターギャップによって制御される。ドクターギャップが小さすぎると、現像剤量が少なすぎて画像濃度不足になり、逆にドクターギャップが大きすぎると、現像剤量が過剰に供給されて感光体ドラム２１上にキャリア付着が発生するという問題が生じる。現像スリーブ４２には、周表面に現像剤を穂立ちさせるように磁界を形成する磁石が備えられており、この磁石から発せられる法線方向磁力線に沿うように、現像剤が現像スリーブ４２上にチェーン状に穂立ちされて磁気ブラシが形成される。現像スリーブ４２と感光体ドラム２１は、一定の間隙（現像ギャップ）を挟んで近接するように配置されていて、双方の対向部分に現像領域が形成されている。現像スリーブ４２は、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体を円筒形に形成しており、不図示の回転駆動機構によって回転されるようになっている。磁気ブラシは、現像スリーブ４２の回転によって現像領域に移送される。現像スリーブ４２には不図示の現像用電源から現像電圧が印加され、磁気ブラシ上のトナーが現像スリーブ４２と感光体ドラム２１間に形成された現像電界によってキャリアから分離し、感光体ドラム２１上の静電潜像上に現像される。なお、現像電圧には交流を重畳させても良い。なお、現像ギャップは、現像剤粒径の５乃至３０倍程度、現像剤粒径が５０μｍであれば０．５ｍｍ乃至１．５ｍｍに設定することが可能である。これより広くすると、望ましいとされる画像濃度が出難くなる。また、ドクターギャップは、現像ギャップと同程度かやや大きくする必要がある。感光体ドラム２１のドラム径やドラム線速、現像スリーブ４２のスリーブ径やスリーブ線速は、複写速度や装置の大きさ等の制約によって決まる。ドラム線速に対するスリーブ線速の比は、必要な画像濃度を得るために１．１以上にする必要がある。なお、現像後の位置にセンサを設置し、光学的反射率からトナー付着量を検出してプロセス条件を制御することもできる。
【００５１】
磁気ブラシを構成するキャリアには、鉄紛、フェライト紛、磁性粒子を分散した樹脂粒子等の磁性を有する粉体、及び電気特性を制御するために樹脂などで表面を被覆した磁性粉体が好ましく使用される。磁気ブラシを構成するキャリアとしては、感光体ドラム２１表面へのダメージを軽減するために球形の粒子を用いるのが好ましく、平均粒径は１５０μｍ以下のものが好ましい。キャリアの平均粒径が大きすぎると最密状態に配置してあっても曲率半径が大きく、感光体ドラム２１と接触していない面積が増え、トナー像のかけや抜けが発生する。逆に平均粒径があまり小さすぎると、交流電圧を印加する場合には、粒子が動きやすくなって粒子間の磁力を上回り、粒子が飛散してキャリア付着の原因となってしまう。キャリアの平均粒径は、特に３０μｍ以上、１００μｍ以下であることが好ましい。さらに、キャリアの体積抵抗率が低すぎると、現像電圧の印加時にキャリアに電荷が注入され、感光体ドラム２１へのキャリア付着を起こしたり、感光体の絶縁破壊を起こしたりするため、体積抵抗率が１０３Ωｃｍ以上のキャリアを使用する必要がある。
【００５２】
図４の例では現像装置として二成分現像装置を用いているが、本発明は二成分現像装置に限定されるものではなく、現像スリーブ上に形成したトナー薄層を電界で感光体上に現像する一成分現像装置を用いてもよい。
【００５３】
感光ドラム２１上に形成されたトナー像は、感光ドラム２１と記録材２６が接触する転写ニップに搬送される。不図示の給紙トレイから搬送された記録材２６に接触するローラ２５には、不図示の転写用電源によってトナーと逆極性の転写電圧が印加され、記録材２６と感光ドラム２１間に作用する転写電界によって、感光ドラム２１上に形成されたトナー像が記録材２６上へ転写される。図３の例では、ローラに電圧を印加して転写しているが、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、コロナ放電装置等を用いることができる。
【００５４】
なお、記録媒体としては、代表的には普通紙であるが、現像後の未定着像を転写可能なものなら、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、ＯＨＰ用のＰＥＴベース等も用いることができる。
【００５５】
未定着のトナー像が載った記録材２６は、定着ローラ２８と加圧ローラ２９によって記録材２６に一定の熱と圧力が加わり、トナー像が記録材２６上に定着される。なお、定着温度を一定に保つために、定着ローラ２８には不図示のサーミスタが接触しており、定着ローラ２８の温度制御を行なっている。定着ローラを用いた定着方式は、熱効率が高く、安全性に優れ、小型化が可能で、低速から高速まで適用範囲が広い。
【００５６】
感光体ドラム２１上に残留したトナーは、クリーニング装置３０によって除去されるが、クリーニング装置としてはクリーニングブレードを用い、クリーニングローラやクリーニングブラシ等を併用しても良い。また、これらのクリーニング部材にトナーと逆極性の電圧を印加して、クリーニングの効率を高めることもできる。感光体ドラム２１からクリーニングされたトナーは、廃棄、または装置内でリサイクルされる。
【００５７】
感光体ドラム２１は、クリーニング後に除電装置３１によって残留電位が除去される。除電手段としては、特に制限はなく、感光体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。
【００５８】
図５は、本発明のカラー画像形成装置の例を示す概略構成図である。装置５１は、感光体ドラム５１ａの周辺に帯電装置５１ｂ、露光装置５１ｃ、現像装置５１ｄ、転写装置５１ｅ、クリーニング装置５１ｆ、除電装置５１ｇが配設されており、感光体ドラム５１ａ上に形成されたイエロートナーによる画像が、転写装置５１ｅによって中間転写ベルト５５上に転写され、クリーニング装置５１ｆによって感光体ドラム５１ａ上に残ったトナーが除去される。同様にして、装置５２乃至５４によって、中間転写ベルト５５上にマゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーによる画像が形成される。中間転写ベルト５５上のカラー画像は、転写装置５６によって記録材５７上に転写され、クリーニング装置５８によって中間転写ベルト５５上に残ったトナーが除去される。記録材５７上に形成されたカラー画像は図示しない定着装置によって定着される。なお、カラー画像の形成される順序は特定されるものではなく、どのような順序に形成されても良い。
【００５９】
図６は、本発明のカラー画像形成装置の別の例を示す概略構成図である。感光体ドラム６１の周辺に、帯電装置６２、露光装置６３、現像装置６４、転写装置６５、クリーニング装置７３、除電装置７４が配設されている。現像装置６４は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナーを用いた４つの現像装置６４Ｙ，６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｂから成り、回転動作によって感光体ドラム６１にトナー画像を形成する現像装置を選択するように構成されている。感光体ドラム６１上にイエローに対応する静電潜像が形成され、現像装置６４Ｙによりイエロートナーの画像が形成され、転写ベルト６７上にイエロートナー画像が転写され、感光体ドラム６１上の転写残トナーはクリーニング装置７３によって除去され、除電装置７３によってドラム上の残留電位が除去される。次に、感光体ドラム６１上にマゼンタに対応する静電潜像が形成され、現像装置６４Ｍによりマゼンタトナーの画像が形成され、イエロートナー像が形成されている中間転写ベルト６７上へマゼンタトナー像が転写される。同様にして、中間転写ベルト６７上へシアントナーとブラックトナーの画像が転写され、ローラ６６ｅに印加される転写電圧によって記録材６９上に一括して転写される。なお、中間転写ベルト６７は、感光ドラム６１と接離可能で、トナー像の転写が実施されていない時は感光ドラム６１から隔離している。記録材６９上に形成されたカラー画像は定着装置７０によって定着される。
【００６０】
本発明は、上記のような画像形成装置の例において、トナーの転写効率が高く、かつクリーニング不良が発生せず、良好な画像品質が得られることを特徴としている。
【００６１】
図３のような画像形成装置において、球形トナーを用いると高い転写率が得られるが、感光体ドラム上に残った転写残の球形トナーはクリーニングブレードをすり抜けやすく、クリーニング不良が発生しやすい。一方、不定形トナーを用いると、クリーニング不良は発生しにくいが、球形トナーを用いた場合に比べて転写率が低い。
【００６２】
球形トナーと不定形トナーを混合した場合について検討した結果、球形トナーに比べて不定形トナーの混合比が低い場合でも、不定形トナーの方が転写残トナー中の比率が高くなり、球形トナーに少量の不定形トナーを混入することにより、クリーニング不良が改善されることがわかった。しかし、球形トナーのみを用いた場合に比べると転写率が低くなり、クリーニングによって回収されるトナーの量が増加する。不定形トナーの混合比を減らせば転写率は上昇するが、感光体ドラム上に残った不定形トナーの付着分布が不均一になり、部分的なクリーニング不良が発生しやすくなる。転写後に少量の不定形トナーを感光体ドラム上に均一に付着させるために、不定形トナーの混合比を減らさずに、不定形トナーの転写率を上げる必要がある。
【００６３】
感光体ドラムに接触しているトナーには、トナーと感光体ドラムの付着力ｆ、転写電界Ｅによるクーロン力ｑＥ(ｑはトナー１粒子の帯電量)が作用している。また、感光体ドラムに接触しているトナーには、周辺のトナーとの付着力及び静電反発力が作用しているが、付着力ｆやクーロン力ｑＥに比べるとこれらの力は小さい。このため、感光体ドラムに接触しているトナーが転写するには、(１)式のように、クーロン力ｑＥを付着力ｆよりも大きくする必要がある。
【００６４】
【数１】
2006293335.tif 000003
(１)式を変形すると(２)式のようになる。
【００６５】
【数２】
2006293335.tif 000004
したがって、トナーと感光体ドラムの付着力ｆとトナー１粒子の帯電量ｑの比ｆ／ｑの小さいトナー粒子は、低い転写電界Ｅで転写できる。ｆ／ｑの大きいトナー粒子でも転写電界Ｅを大きくすれば転写できるが、転写電界を大きくすると感光体ドラムと記録材または転写ベルト間で放電が生じやすくなる。放電が生じると、感光体ドラムと記録材または転写ベルト間の実質的な電界が低下してしまうために転写率は良くならない。トナーは粒径や形状等に分布を有しており、また感光体も凹凸等により表面が不均一なため、付着力ｆや帯電量ｑには分布があり、ｆ／ｑにも分布がある。ｆ／ｑの平均値が小さいと、放電が生じる転写電界以下で転写可能なトナー粒子数の割合が高くなるため、高転写率を実現することができる。
【００６６】
本発明者らは、様々な球形トナーと不定形トナーについて、トナーと感光体間の付着力の平均値Ｆを遠心分離法で、トナー１粒子の帯電量の平均値Ｑをブローオフ法等によって測定される単位重量当たりの帯電量から求め、これらの球形トナーと不定形トナーを用いて様々な混合比のトナーを作製し、転写率とクリーニング性を評価した。この結果、以下のような不定形トナー及び球形トナーを用い、以下のような混合比率とすることにより、転写率が高く、かつクリーニング不良が発生せず、良好な画像品質が得られることを見出した。
【００６７】
(Ｆ１／Ｑ１)／(Ｆ２／Ｑ２)＜０．８
Ｆ１及びＱ１：不定形トナーのＦ及びＱ、
Ｆ２及びＱ２：球形トナーのＦ及びＱ
不定形トナーの混合比率＝５乃至２５％
また、図５、図６のように、複数色のトナーを用いてカラー画像を形成する場合も、各色のトナーについて、上記のような不定形トナー及び球形トナーを用い、上記のような混合比率とすることにより、転写率が高く、かつクリーニング不良が発生せず、良好なカラー画像品質が得られることを見出した。
【００６８】
本発明者らが実施したトナー１粒子の帯電量の平均値Ｑを測定する方法について説明する。トナーとキャリアから成る二成分現像剤について、トナーの単位重量当たりの帯電量を測定する方法として用いられるブローオフ法について説明する。ブローオフ法では、トナー粒径よりも大きくキャリア粒径よりも小さなメッシュのフィルターを有するファラデーケージ内に現像剤を保持し、現像剤に圧縮空気等を吹き付けてトナーをキャリアから分離し、ファラデーケージ内に残ったキャリアの帯電量と、分離したトナーの重量を計測し、単位重量当たりの帯電量を測定する。トナーの帯電量測定法としては、この他に、感光体ドラム上等に付着したトナーを吸引し、帯電量及びトナー重量を測定するサックイン法等もある。トナー１粒子の帯電量の平均値Ｑは、単位重量当たりの帯電量とトナー１粒子の平均重量の積により求めた。トナー１粒子の平均重量Ｍは、トナーの真比重ρ、トナー体積平均粒径Ｄを用いて、式(３)より求められる。
【００６９】
【数３】
2006293335.tif 000005
次に、本発明者らが実施した遠心分離法によるトナーと感光体間の付着力測定方法について説明する。トナーの付着力を測定する方法は、トナーの付着している物体からトナーを分離するのに必要な力を見積もる方法が一般的である。トナーを分離させる方法としては、遠心力、振動、衝撃、空気圧、電界、磁界等を用いた方法が知られている。この内、遠心力を利用した方法は定量化が容易で、かつ測定精度が高い。このため、本発明ではトナーと感光体間の付着力を測定する方法として、遠心分離法を用いた。以下、遠心分離によるトナー付着力測定方法について説明するが、ＩＳ＆Ｔ  ＮＩＰ７ｔｈ  ｐ．２００(１９９１)などに記載されている方法が知られている。
【００７０】
図１、図２は、本発明に係るトナー付着力測定装置の測定セル、遠心分離装置の一例を示す図である。図１は、トナー付着力測定装置の測定セルの説明図である。図１において、１は測定セルであり、測定セル１は、トナーを付着させた試料面２ａを有する試料基板２と、試料基板２から分離したトナーを付着させる付着面３ａを有する受け基板３と、試料基板２の試料面２ａと受け基板３の付着面３ａの間に設けられたスペーサ４から構成される。図２は、遠心分離装置の一部断面図である。図２において、５は遠心分離装置であり、遠心分離装置５は、測定セル１を回転させるロータ６と、保持部材７を備えている。ロータ６は、自身の回転中心軸９に対して垂直な断面で穴形状であり保持部材７を設置する試料設置部８を有している。保持部材７は、棒状部７ａと、棒状部７ａに設けられ測定セル１を保持するセル保持部７ｂ、測定セル１をセル保持部７ｂから押し出すための穴部７ｃ、棒状部７ａを試料設置部８に固定する設置固定部７ｄを備えている。セル保持部７ｂは、測定セル１を設置したときに、測定セル１の垂直方向がロータの回転中心軸９に垂直となるように構成される。
【００７１】
上記の装置を用いてトナーと感光体間の付着力を測定する方法を説明する。まず、試料基板２上に直接感光体を形成するか、または感光体の一部を切り出して試料基板２上に接着剤で貼り付ける。次に、トナーを試料基板２上の感光体（試料面２ａ）上に付着させる。次に、図１のように、試料基板２、受け基板３及びスペーサ４を用いて測定セル１を構成する。測定セル１を、保持部材７をロータ６の試料設置部８に設置したときに、試料基板２が受け基板３とロータ６の回転中心軸９の間になるように、保持部材７のセル保持部７ｂに設置する。保持部材７を、測定セル１の垂直方向がロータの回転中心軸９に垂直となるように、ロータ６の試料設置部８に設置する。遠心分離装置５を稼働してロータ６を一定の回転数で回転させる。試料基板２に付着したトナーは回転数に応じた遠心力を受け、トナーの受ける遠心力がトナーと試料面２ａ間の付着力よりも大きい場合は、トナーが試料面２ａから分離し、付着面３ａに付着する。
【００７２】
トナーの受ける遠心力Ｆcは、トナーの重量ｍ、ロータの回転数ｆ（ｒｐｍ）、ロータの中心軸から試料基板のトナー付着面までの距離ｒを用いて、式(４)より求められる。
【００７３】
【数４】
2006293335.tif 000006
トナーの重量ｍは、トナーの真比重ρ、円相当径ｄを用いて、式(５)より求められる。
【００７４】
【数５】
2006293335.tif 000007
式(４)と式(５)より、トナーの受ける遠心力Ｆcは、式(６)から求められる。
【００７５】
【数６】
2006293335.tif 000008
遠心分離終了後、保持部材７をロータ６の試料設置部８から取り出し、保持部材７のセル保持部７ｂから測定セル１を取り出す。受け基板３を交換し、測定セル１を保持部材７に設置し、保持部材７をロータ６に設置し、ロータ６を前回よりも高回転数で回転させる。トナーの受ける遠心力が前回よりも大きくなり、付着力の大きなトナーが、トナーが試料面２ａから分離して付着面３ａに付着する。遠心分離装置の設定回転数を低回転数から高回転数へ変えて同様の操作を実施することにより、各回転数で受ける遠心力と付着力の大小関係に応じて、試料面２ａ上のトナーが付着面３ａに移動する。
【００７６】
全ての設定回転数について遠心分離を実施後、各回転数の受け基板３の付着面３ａに付着したトナーの粒径を計測する。トナー粒径の測定は、光学顕微鏡で付着面３ａ上のトナーを観察し、ＣＣＤカメラを通して付着面の画像を画像処理装置に入力し、画像処理装置を用いて各トナーの粒径測定をおこなうことができる。ある回転数で分離したトナーの付着力は、トナーが分離した回転数における遠心力よりも小さく、分離する前の回転数における遠心力よりも大きいので、(４)式により両者の遠心力を計算しその平均値をトナーの付着力Ｆとした。なお、平均値Ｆは各トナーの付着力の常用対数について算術平均値Ａを算出し、Ｆ＝１０Aから求めた。
【００７７】
トナーと感光体間付着力は、ファンデルワールス力や液架橋力等のトナー帯電量に依存しない非静電的付着力とトナーの帯電量に依存する静電的付着力から構成される。非静電的付着力は、トナーと感光体の接触領域の幾何学的な構造に依存している。特に、感光体との接触領域におけるトナー表面の曲率半径の大きさは、非静電的付着力の大きさを左右する重要な要因である。外添剤によるトナー母粒子(外添剤を添加していないトナー粒子)表面の被覆はトナー表面の曲率半径を大きく変化させることができるので、非静電的付着力を制御する有効な手段となる。外添剤被覆率は、トナー母粒子の表面積に占める外添剤の面積によって定義され、トナーの電子顕微鏡写真を画像解析することによって計測することができる。本発明者らは、様々なトナーについて付着力を測定した結果、非静電的付着力が外添剤被覆率の増加と共に減少し、一定の外添剤被覆率以上では飽和する傾向にあり、非静電的付着力の外添剤被覆率依存性がトナーの形状、外添剤の粒径及び材料等によって異なることを見出した。
【００７８】
また、本発明者らは、様々なトナーについて付着力を測定した結果、トナーと感光体間の静電的付着力は、トナーの帯電量に依存するが、トナーの帯電量だけでは決まらず、トナーの形状や構成材料、特にトナー表面の幾何学的な構造及び表面に存在する材料の帯電性によって左右されることを見出した。外添剤によるトナー表面処理は、トナー表面の幾何学的な構造及び帯電性を大きく変化させることができる。本発明者らは、静電的付着力はトナーの構成材料や形状等に依存するが、特に外添剤被覆率に大きく依存し、外添剤被覆率の増加と共に減少する傾向にあり、静電的付着力の外添剤被覆率依存性がトナーの形状、外添剤の粒径及び材料等によって異なることを見出した。
【００７９】
不定形トナーのＦ／Ｑを球形トナーのＦ／Ｑよりも小さくするには、不定形トナーのＦを小さくするか、Ｑを大きくする必要があるが、ＦはＱに依存し、Ｑを大きくするとＦも大きくなってしまう。このため、Ｑを大きくせずに、Ｆを小さくすることが望ましい。前記より、不定形トナーの外添剤被覆率を球形トナーの外添剤被覆率よりも大きくすることにより、不定形トナーのＦを球形トナーのＦよりも小さくすることができる。
【００８０】
次に、本発明の画像形成装置に用いられるトナーについて説明する。
【００８１】
本発明に用いられる不定形トナーとしては、以下の式(７)に示す形状係数ＳＦ１の平均値が１３０以上、好ましくは１４０以上の値を有するトナーが望ましく、トナーの構成材料である樹脂や着色剤などを混合攪拌後に溶融混練し、粉砕・分級して作製した粉砕トナー等が好適に用いられる。不定形トナーのＳＦ１の平均値が１３０以上、好ましくは１４０以上の値を有するトナーを用いることにより、クリーニング不良を改善する効果が得られ、ＳＦ１の平均値が１３０以下ではクリーニング不良を改善する効果が得られない。
【００８２】
【数７】
2006293335.tif 000009
面積はトナーの投影面積、最大長はトナーの投影像における最大長を示している。
【００８３】
また、本発明に用いられる球形トナーとしては、ＳＦ１の平均値が１００乃至１３０で、好ましくは、１００乃至１２０の値を有するトナーが望ましく、製造工程あるいは製造後の工程において球形化したトナーが好適に用いられる。球形トナーのＳＦ１の平均値が１００乃至１３０、好ましくは１００乃至１２０の値を有するトナーを用いることにより、転写効率を向上する効果が得られ、ＳＦ１の平均値が１３０以上では転写効率を向上する効果が得られない。
【００８４】
製造後の工程において球形化したトナーとは、例えば粉砕トナーを熱や機械的な力で球形化したトナーで、製造工程において球形化したトナーとは、例えば分散重合法、懸濁重合法、乳化重合法等の重合法により作製されたトナーである。特に、重合法はトナーの形状及び粒径制御の容易性、生産性等の点で優れており、本発明に用いられる球形トナーの作製方法としては好適である。
【００８５】
懸濁重合法は、油溶性重合開始剤、重合性単量体中に着色剤、離型剤等を分散し、界面活性剤、その他固体分散剤等が含まれる水系媒体中で後に述べる乳化法によって乳化分散する。その後重合反応を行い粒子化した後に、本発明におけるトナー粒子表面に無機微粒子を付着させる湿式処理を行えばよい。その際、余剰にある界面活性剤等を洗浄除去したトナー粒子に処理を施すことが好ましい。
【００８６】
前記重合性単量体としては、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、マレイン酸又は無水マレイン酸などの酸類、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、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、メタクリル酸ジメチルアミノエチルなどのアミノ基を有すアクリレート、メタクリレートなどを一部用いることによってトナー粒子表面に官能基を導入できる。
【００８７】
また、使用する分散剤として酸基や塩基性基を有すものを選ぶことよって粒子表面に分散剤を吸着残存させ、官能基を導入することができる。
【００８８】
乳化重合法としては、水溶性重合開始剤、重合性単量体を水中で界面活性剤を用いて乳化し、通常の乳化重合の手法によりラテックスを合成する。別途着色剤、離型剤等を水系媒体中分散した分散体を用意し、混合の後にトナーサイズまで凝集させ、加熱融着させることによりトナーを得る。その後、後述する無機微粒子の湿式処理を行えばよい。ラテックスとして懸濁重合法に使用されうる単量体と同様なものを用いればトナー粒子表面に官能基を導入できる。
【００８９】
これらの中でも、樹脂の選択性が高く、低温定着性が高く、また、造粒性に優れ、粒径、粒度分布、形状の制御が容易であるため、前記トナーとしては、トナー材料の溶解乃至分散液を水系媒体中に乳化乃至分散させてトナーを造粒してなるものが好ましい。
【００９０】
前記トナー材料の溶解液は、前記トナー材料を溶媒中に溶解させてなり、前記トナー材料の分散液は、前記トナー材料を溶媒中に分散させてなる。
【００９１】
前記トナー材料としては、活性水素基含有化合物と、該活性水素基含有化合物と反応可能な重合体と、結着樹脂と、離型剤と、着色剤とを反応させて得られる接着性基材などを少なくとも含み、更に必要に応じて、樹脂微粒子、帯電制御剤などのその他の成分を含む。
【００９２】
前記接着性基材は、紙等の記録媒体に対し接着性を示し、前記活性水素基含有化合物及び該活性水素基含有化合物と反応可能な重合体を前記水系媒体中で反応させてなる接着性ポリマーを少なくとも含み、更に公知の結着樹脂から適宜選択した結着樹脂を含んでいてもよい。
【００９３】
本発明に用いられる不定形トナーの体積平均粒径Ｄ１と球形トナーの体積平均粒径Ｄ２とすると、Ｄ１とＤ２の比Ｄ１／Ｄ２は０．８乃至１．２となることが好ましい。Ｄ１とＤ２の差が大きいと、不定形トナーと球形トナーの現像特性及び転写特性が大きく異なるために画像形成の制御が困難となり、画像品質が低下する。また、Ｄ１とＤ２は３μｍ乃至９μｍ、より好ましくは４μｍ乃至８μｍが望ましい。Ｄ１とＤ２が３μｍ以下では画像不良を発生しやすい粒径１μｍ以下の微粉トナーの割合が大きくなってしまい、９μｍ以上では電子写真画像の高画質化の要求に対応するのが困難である。
【００９４】
本発明では、表面が外添剤によって被覆されているトナーが好ましく用いられる。本発明に用いられる外添剤としては、公知の有機微粒子及び無機微粒子を使用することができる。外添剤の粒径において、一次粒子径の平均値が１０ｎｍ乃至２００ｎｍとして好ましく用いられる。外添剤の一次粒子径の平均値が１０ｎｍ未満では、画像形成装置内の様々なストレスによって、外添剤がトナー中に埋没してしまうために外添剤の効果が無くなってしまう。また、外添剤の一次粒子径の平均値が２００ｎｍを超えると、外添剤がトナーから分離しやすくなり、分離した外添剤によって感光体等の画像形成装置の構成部材が損傷しやすい。また、本発明に用いられる外添剤の外添方法は、Ｖ型ブレンダー、ヘンシェルミキサー、メカノフージョン等の各種混合装置を用いた公知の外添方法を用いることができる。
【００９５】
次に、本発明の画像形成装置に用いられる感光体について説明する。
【００９６】
本発明に用いられる感光体は、導電性支持体の上に少なくとも電荷発生層、電荷輸送層が形成されたもの、更に電荷輸送層の上に保護層が形成されたもの等が使用される。導電性支持体および電荷発生層としては、公知のものならば如何なるものでも使用することができる。本発明の感光体の材料としては、セレン及びその合金、アモルファスシリコン等の無機感光体材料でも良いが、有機感光体材料が好適である。また、帯電性を改良する目的で感光層と導電性基体の間に下引き層を設けることができる。本発明で用いることができる導電性基体としては、公知のものが利用できる。本発明の有機感光体をつくるには、前記電荷発生材料を有機溶媒中に溶解または、ボールミル、超音波等で分散して調整した電荷発生層形成液を浸漬法やブレード塗布、スプレー塗布等の公知の方法で基体上に塗布・乾燥し、その上に前記電荷輸送材料を前記の方法で塗布・乾燥して形成すればよい。
【００９７】
次に、本発明に用いられる中間転写体について説明する。
【００９８】
中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルト等が好適に挙げられる。
【００９９】
中間転写体の材質は、特に制限はなく、公知の材料の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、（１）ヤング率（引張弾性率）の高い材料を単層ベルトとして用いたものであり、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＡＴ（ポリアルキレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）／ＰＡＴ（ポリアルキレンテレフタレート）のブレンド材料、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフロロエチレン共重合体）／ＰＣのブレンド材料、ＥＴＦＥ／ＰＡＴのブレンド材料、ＰＣ／ＰＡＴのブレンド材料、カーボンブラック分散の熱硬化性ポリイミド、などが挙げられる。これらヤング率の高い単層ベルトは画像形成時の応力に対する変形量が少なく、特にカラー画像形成時にレジズレを生じにくいとの利点を有している。（２）上記のヤング率の高いベルトを基層とし、その外周上に表面層又は中間層を付与した２〜３層構成のベルトであり、これら２〜３層構成のベルトは単層ベルトの硬さに起因し発生するライン画像の中抜けを防止しうる性能を有している。（３）ゴム及びエラストマーを用いたヤング率の比較的低いベルトであり、これらのベルトは、その柔らかさによりライン画像の中抜けが殆ど生じない利点を有している。また、ベルトの幅を駆動ロール及び張架ロールより大きくし、ロールより突出したベルト耳部の弾力性を利用して蛇行を防止するので、リブや蛇行防止装置を必要とせず低コストを実現できる。
【０１００】
転写ベルトの製造方法は限定されるものではなく、例えば、回転する円筒形の型に材料を流し込みベルトを形成する遠心成型法、液体塗料を噴霧し膜を形成させるスプレー塗工法、円筒形の型を材料の溶液の中に浸けて引き上げるディッピング法、内型，外型の中に注入する注型法、円筒形の型にコンパウンドを巻き付け，加硫研磨を行う方法等が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、複数の製法を組み合わせてベルトを製造することが一般的である。
【０１０１】
次に、本発明に用いられるクリーニングブレードについて説明する。
【０１０２】
本発明のクリーニングブレードは、ゴム弾性体、特にポリウレタンゴムが好適に用いられる。ポリウレタンゴムは、ポリオールとポリイソシアネートを用いてウレタンプレポリマーを調製し、これに硬化剤を加えて、所定の型内に注入し、架橋硬化させた後、常温で熟成することによって製造される。
【実施例】
【０１０３】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
【０１０４】
（実施例１）
まず、本実施例に使用した球形トナーについて説明する。
【０１０５】
スチレンモノマー４０重量部にカーボンブラックＭＡ１００（三菱化成社製）２０重量部と重合開始剤として２，２′−アゾビスイソブチロニトリルを０．５重量部加え、スリーワンモータ駆動撹拌翼、冷却器、ガス導入管、温度計を取り付けた５００ｍｌ四つ口セパラブルフラスコに入れ、窒素気流下、室温で３０分間撹拌し、フラスコ内の酸素を窒素で置換した。その後、７０℃の湯浴中で６時間６０ｒｐｍにて撹拌し、グラフトカーボンブラックを得た。
【０１０６】
スチレンモノマー                                ５０重量部
ｎ−ブチルメタクリレート                        １４．５重量部
１，３−ブタンジオールジメタアクリレート        ０．５重量部
ｔ−ブチルアクリルアミドスルフォン酸            ３重量部
低分子量ポリエチレン                            ２重量部
（三井石油化学社製、三井ハイワックス２１０Ｐ）
上記グラフトカーボンブラック                    ３０重量部
次いで、上記の混合物をボールミルで１０時間分散した。この分散液に２，２′−アゾビスイソブチロニトリルおよび亜硝酸ナトリウムをそれぞれ１重量部ずつ溶解させた後、ポリビニルアルコールの２％水溶液２５０重量部に加え、特殊機化社製ＴＫホモミキサー４０００ｒｐｍ、１０分間にて撹拌して懸濁液を得た。上記懸濁液をスリーワンモータ駆動撹拌翼、冷却器、ガス導入管、温度計を取り付けた５００ｍｌの四つ口セパラブルフラスコに入れ、窒素気流下、室温で撹拌し、フラスコ内の酸素を窒素で置換した。その後、７０℃の湯浴中で５乃至８時間，約１００ｒｐｍにて撹拌して重合を完了させ懸濁重合粒子を作成した。この粒子１００重量部を水／メタノール＝１／１（重量比）の混合液に固形分３０％になるよう再分散し、荷電制御剤としてＨ４Ｎ(ＣＨ２)５ＣＨ＝Ｃ(Ｃ２Ｆ５)２を３重量部添加し、撹拌後濾過乾燥して、形状係数ＳＦ１の平均値が１０６、体積平均粒径が６．８μｍの重合粒子Ａを得た。なお、形状係数ＳＦ１は、電子顕微鏡用観察基板にトナーを付着させ、トナーの付着した観察基板を金でコーティングし、トナーを電子顕微鏡（日立製作所製走査電子顕微鏡Ｓ−４５００）で観察し、トナーの画像をパーソナルコンピュータに取り込み、画像処理ソフト（Ｍｅｄｉａ  Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ製Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ  Ｐｌｕｓ）を用いて、トナーの投影面積及び最大長を求め、式(７)により計算した。また、体積平均粒径の測定はコールター社製粒径測定装置ＴＡ−ＩＩ型を用いて実施した。
【０１０７】
上記重合粒子Ａに、疎水化処理した一次粒径の平均値が２０ｎｍのシリカＡをトナー量の０．４重量％、疎水化処理した一次粒径の平均値が１００ｎｍのシリカＢをトナー量の０．５重量％、疎水化処理した一次粒径の平均値が１８ｎｍの酸化チタンＡをトナー量の０．５重量％となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理し、球形トナーＡを作製した。
【０１０８】
作製したトナーについて、ＳＦ１の測定と同様にして、トナー表面の電子顕微鏡画像をパーソナルコンピュータに取り込み、画像処理ソフトを用いて外添剤の面積を計測し、トナー表面画像の面積に対する外添剤面積の比を計算して外添剤被覆率を求めた。球形トナーＡの外添剤被覆率の平均値は３５．６％となった。
【０１０９】
次に、本実施例に使用した不定形トナーについて説明する。
【０１１０】
ポリエステル樹脂（重量平均分子量２５万）                      ８０重量部
スチレン−メチルメタアクリレート共重合体                      ２０重量部
酸価ライスワックス（酸価１５）                                ５重量部
カーボンブラック（三菱化成工業社製、＃４４）                  ８重量部
含金属モノアゾ染料                                            ３重量部
上記組成の混合物をヘンシェルミキサー中で十分撹拌混合した後、ロールミルで１３０乃至１４０℃の温度で約３０分間加熱溶融し、室温まで冷却後、ハンマーミルを用いて得られた混練物を約１ｍｍ乃至２ｍｍに粗粉砕し、ジェットミルで微粉砕して、形状係数ＳＦ１の平均値が１４５、体積平均粒径が７．１μｍの不定形粒子Ｂを得た。不定形粒子Ｂに、シリカＡを１．０重量％、シリカＢを１．０重量％、酸化チタンＡを１．２重量％配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理して不定形トナーＢを作製した。球形トナーＡと同様にして外添剤被覆率を測定した結果、不定形トナーＢの外添剤被覆率の平均値は４５．２％となった。
【０１１１】
次に、本実施例に使用した感光体について説明する。
【０１１２】
下記構造式（８）のビスアゾ顔料０．４重量部をブチラール樹脂（エスレックＢＬ−Ｓ  積水化学(株)製）の５重量％テトラヒドロフラン溶液４重量部、及びテトラヒドロフラン７．６重量部とともにボールミリングし、ミリング後テトラヒドロフランを加えて２重量％に希釈し、電荷発生層形成用塗液を調整した。この感光液をφ９０ｍｍのアルミニウム製感光体ドラムに浸漬法で塗布・乾燥させて電荷発生層を形成した。
【０１１３】
【化１】
2006293335.tif 000010
次に、下記構造式（９）の正孔輸送物質を６．０重量部と、感光体バインダー樹脂としてシクロヘキシリデンビスフェノールポリカーボネート(Ｚポリカ，帝人化成ＴＳ２０５０)９．０重量部を、テトラヒドロフラン６７重量部に溶解し、これを浸漬法で電荷発生層上に塗布・乾燥させて、膜厚が２０μｍの電荷輸送層を形成し、本実施例の有機感光体を作製した。
【０１１４】
【化２】
2006293335.tif 000011
遠心分離法を用いて、本実施例の球形トナーＡと感光体間、及び不定形トナーＢと感光体間の付着力を測定した。本実施例の有機感光体材料を、アルミ蒸着したＰＥＴフィルム上に塗布して有機感光体膜を形成した。このフィルムを直径７．８ｍｍの円板状に切り出し、遠心分離に使用する試料基板上にプラスチック用接着剤を用いて貼り付けた。球形トナーＡとキャリアを混合した現像剤Ａ及び不定形トナーＢとキャリアを混合した現像剤Ｂを作製し、圧縮空気によって現像剤Ａから球形トナーＡを分離して感光体上に付着させた場合と、現像剤Ｂから不定形トナーＢを分離して感光体上に付着させた場合について、遠心分離法を用いてトナーと感光体間の付着力を測定した。なお、現像剤Ａと現像剤Ｂのキャリアは、リコー製カラー複写機Ｉｍａｇｉｏ  Ｃｏｌｏｒ  ４０００に用いているキャリアで、各現像剤に対するトナーの比率は５重量％、付着力測定に使用した装置及び測定条件は以下のとおりである。
【０１１５】
遠心分離装置：日立工機製ＣＰ１００α（最高回転数：１００、０００ｒｐｍ、最大加速度：８００、０００ｇ）
ロータ：日立工機製アングルロータＰ１００ＡＴ
画像処理装置：デジモ社製ＩｍａｇｅＨｙｐｅｒＩＩ
試料基板と受け基板：直径８ｍｍ、厚み１．５ｍｍの円板で、材料はアルミニウム。
【０１１６】
スペーサ：外径８ｍｍ、内径５．２ｍｍ、厚み１ｍｍでのリングで、材料はアルミニウム。
【０１１７】
保持部材：直径１３ｍｍ、長さ５９ｍｍの円筒で、材料はアルミニウム。
【０１１８】
ロータの中心軸から試料基板のトナー付着面までの距離：６４．５ｍｍ
設定回転数ｆ：１０００、１６００、２２００、２７００、３２００、５０００、７１００、８７００、１００００、１５８００、２２４００、３１６００、５００００、７０７００、８６６００、１０００００（ｒｐｍ）
上記の現像剤Ａ及び現像剤Ｂについて、ブローオフ法によって測定した単位重量当たりのトナー帯電量とトナー体積平均粒径Ｄから、式(３)によってトナー１粒子の帯電量の平均値を求めた。
【０１１９】
本実施例の球形トナーＡと感光体間の付着力の平均値Ｆ(Ａ)を球形トナーＡの帯電量の平均値Ｑ(Ａ)で割った値Ｆ(Ａ)／Ｑ(Ａ)は１２．５、不定形トナーＢと感光体間の付着力の平均値Ｆ(Ｂ)を不定形トナーＢの帯電量の平均値Ｑ(Ｂ)で割った値Ｆ(Ｂ)／Ｑ(Ｂ)は８．６、両者の比(Ｆ(Ｂ)／Ｑ(Ｂ))／(Ｆ(Ａ)／Ｑ(Ａ))は０．６９となった。
【０１２０】
球形トナーＡと不定形トナーＢの混合トナーに対する不定形トナーＢの比率を１５重量％とし、現像剤に対する混合トナーの比率を５重量％となるようにトナーとキャリアを混合して実施例１の二成分現像剤を作製した。
【０１２１】
リコー製カラー複写機Ｉｍａｇｉｏ  Ｃｏｌｏｒ  ４０００に、本実施例の現像剤と感光体を用いて、一次転写における転写率測定及び感光体ドラムのクリーニング性評価を実施した。Ｉｍａｇｉｏ  Ｃｏｌｏｒ  ４０００では、現像は二成分現像方式、転写は中間転写ベルト方式で、図６のように１つの感光体上に各色のトナーを現像する方式を用いている。Ｉｍａｇｉｏ  Ｃｏｌｏｒ  ４０００を改造し、感光体ドラム上への潤滑剤塗布機構を取り外し、外部信号によって任意のタイミングで作像プロセスを止められるようにした。
【０１２２】
感光体ドラム上に一色のみのベタ画像を現像し、一次転写の途中で作像プロセスを止め、感光体ドラムユニットと中間転写ユニットを複写機から取り出し、感光体上に現像された単位面積当たりのトナー重量(Ｍ／Ａ)PCと転写ベルト上に転写した(Ｍ／Ａ)Tをサックイン法で測定し、以下の式(１０)から転写率を求めた。なお、転写率は９５％以上を良好とした。
【０１２３】
【数８】
2006293335.tif 000012
また、クリーニングの途中で作像プロセスを止め、感光体ドラムユニットを複写機から取り出し、クリーニング性を評価した。クリーニング性の評価は、感光体ドラム上をＣＣＤ顕微鏡カメラ（キーエンス社ハイパーマイクロスコープ）によって観察し、評価見本と比較することによって以下に示す４段階に評価した。
【０１２４】
４：良好、３：ほぼ良好、２：やや悪い、１：悪い
本実施例の現像剤及び感光体を用いた場合の転写率は９７．５％で、クリーニング性は良好だった。
【０１２５】
（実施例２）
球形トナーＡと不定形トナーＢを用い、不定形トナーＢの混合比率を５重量％とし、現像剤に対する混合トナーの比率が５重量％となるように、トナーと実施例１のキャリアを混合して、実施例２の二成分現像剤を作製した。実施例２の現像剤と実施例１の感光体を用いて、実施例１と同様にして転写率測定及びクリーニング性評価を実施した結果、転写率は９８．８％で、クリーニング性はほぼ良好だった。
【０１２６】
（実施例３）
球形トナーＡと不定形トナーＢを用い、不定形トナーＢの混合比率を２５重量％とし、現像剤に対する混合トナーの比率が５重量％となるように、トナーと実施例１のキャリアを混合して、実施例３の二成分現像剤を作製した。実施例３の現像剤と実施例１の感光体を用いて、実施例１と同様にして転写率測定及びクリーニング性評価を実施した結果、転写率は９６．２％で、クリーニング性は良好だった。
【０１２７】
（比較例１）
球形トナーＡと不定形トナーＢを用い、不定形トナーＢの混合比率を３重量％とし、現像剤に対する混合トナーの比率が５重量％となるように、トナーと実施例１のキャリアを混合して、比較例１の二成分現像剤を作製した。比較例１の現像剤と実施例１の感光体を用いて、実施例１と同様にして転写率測定及びクリーニング性評価を実施した結果、転写率は９９．２％と良好だったが、クリーニング性はやや悪かった。
【０１２８】
（比較例２）
球形トナーＡと不定形トナーＢを用い、不定形トナーＢの混合比率を３０重量％とし、現像剤に対する混合トナーの比率が５重量％となるように、トナーと実施例１のキャリアを混合して、比較例２の二成分現像剤を作製した。比較例２の現像剤と実施例１の感光体を用いて、実施例１と同様にして転写率測定及びクリーニング性評価を実施した結果、クリーニング性は良好だったが、転写率は９４．１％と悪化した。
【０１２９】
（実施例４）
不定形粒子Ｂに、シリカＡを１．５重量％、シリカＢを１．２重量％、酸化チタンＡを１．８重量％配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理して不定形トナーＣを作製した。実施例１と同様にして外添剤被覆率を測定した結果、不定形トナーＣの外添剤被覆率の平均値は６１．３％となった。
【０１３０】
実施例１と同様にして、不定形トナーＣと実施例１の感光体間付着力の平均値Ｆ(Ｃ)、不定形トナーＣの帯電量の平均値Ｑ(Ｃ)を測定した結果、Ｆ(Ｃ)／Ｑ(Ｃ)は５．６、(Ｆ(Ｃ)／Ｑ(Ｃ))／(Ｆ(Ａ)／Ｑ(Ａ))は０．４４となった。
【０１３１】
球形トナーＡと不定形トナーＣを用い、不定形トナーＣの混合比率を１５重量％とし、現像剤に対する混合トナーの比率が５重量％となるように、トナーと実施例１のキャリアを混合して、実施例４の二成分現像剤を作製した。実施例４の現像剤と実施例１の感光体を用いて、実施例１と同様にして転写率測定及びクリーニング性評価を実施した結果、転写率は９８．３％で、クリーニング性は良好だった。
【０１３２】
（比較例３）
不定形粒子Ｂに、シリカＡを０．７重量％、シリカＢを０．８重量％、酸化チタンＡを０．８重量％配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理して不定形トナーＤを作製した。実施例１と同様にして外添剤被覆率を測定した結果、不定形トナーＤの外添剤被覆率の平均値は３４．６％となった。
【０１３３】
実施例１と同様にして、不定形トナーＤと実施例１の感光体間付着力の平均値Ｆ(Ｄ)、不定形トナーＤの帯電量の平均値Ｑ(Ｄ)を測定した結果、Ｆ(Ｄ)／Ｑ(Ｄ)は１２．１、(Ｆ(Ｄ)／Ｑ(Ｄ))／(Ｆ(Ａ)／Ｑ(Ａ))は０．９７となった。
【０１３４】
球形トナーＡと不定形トナーＣを用い、不定形トナーＣの混合比率を１５重量％とし、現像剤に対する混合トナーの比率が５重量％となるように、トナーと実施例１のキャリアを混合して、比較例３の二成分現像剤を作製した。比較例３の現像剤と実施例１の感光体を用いて、実施例１と同様にして転写率測定及びクリーニング性評価を実施した結果、クリーニング性は良好だったが、転写率は９３．８％と悪化した。
【０１３５】
【表１】
2006293335.tif 000013
（実施例５）
本実施例に使用した各色の球形トナーについて説明する。
冷却管、攪拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、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、イソフタル酸２７６部およびジブチルチンオキサイド２部を入れ、常圧で２３０℃、８時間反応させた後、１０〜１５ｍｍＨｇの減圧下で５時間反応させた。これを１６０℃まで冷却して、３２部の無水フタル酸を加え２時間反応させた。更に、これを８０℃まで冷却し、酢酸エチル中にてイソホロンジイソシアネート１８８部と２時間反応を行いイソシアネート含有プレポリマーを得た。得られたプレポリマー２６７部と、イソホロンジアミン１４部とを５０℃で２時間反応させ、重量平均分子量６４０００のウレア変性ポリエステルを得た。同様にビスフェノール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部を常圧下、２３０℃で８時間重縮合し、次いで１０〜１５ｍｍＨｇの減圧で５時間反応して、ピーク分子量５０００の変性されていないポリエステルを得た。前記ウレア変性ポリエステル２００部と、前記変性されていないポリエステル８００部とを、酢酸エチル／エチルメチルケトン（ＭＥＫ）（１／１）混合溶剤２０００部に溶解、混合し、トナーバインダーの酢酸エチル／ＭＥＫ溶液を得た。一部減圧乾燥し、トナーバインダーを単離した。Ｔｇは６２℃であった。ビーカー内に前記トナーバインダーの酢酸エチル／ＭＥＫ溶液２４０部、ペンタエリスリトールテトラベヘネート（融点８１℃、溶融粘度２５ｃｐｓ）２０部、銅フタロシアニンブルー顔料４部を入れ、ＴＫ式ホモミキサーで６０℃、１２０００ｒｐｍで攪拌し、均一に溶解、分散させた。次いで、ビーカー内にイオン交換水７０６部、ハイドロキシアパタイト１０％懸濁液（日本化学工業(株)製スーパタイト１０）２９４部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．２部を入れ均一に溶解した後に、６０℃に昇温し、ＴＫ式ホモミキサーで７８００ｒｐｍに攪拌しながら、前記トナー材料溶液を投入し１０分間攪拌した。次いで、これらの混合液を９８℃まで昇温して溶剤を除去し、濾別、洗浄、乾燥した後、風力分級し、着色粉体を得た。得られた着色粉体１００部と、帯電制御剤（オリエント化学社製ボントロンＥ−８４）０．２部とをＱ型ミキサー（三井鉱山社製）に仕込み、体積が容器内容積の１／２以下のタービン型羽根を周速５０ｍ／ｓに設定し、２分間運転、１分間休止を５サイクル行い、合計の処理時間を１０分間とし、最終的に形状係数ＳＦ１の平均値が１１２、体積平均粒径が５．７μｍの重合粒子Ｃが得られた。
【０１３６】
上記重合粒子Ｃに、シリカＡをトナー量の０．７重量％、シリカＢをトナー量の０．７重量％、酸化チタンＡをトナー量の０．８重量％となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理し、シアン用の球形トナーＥを作製した。実施例１と同様にして外添剤被覆率を測定した結果、球形トナーＥの外添剤被覆率の平均値は４３．８％となった。
【０１３７】
重合粒子Ｃの作製工程において、銅フタロシアニンブルー顔料４部の代わりにキナクリドン系マゼンタ顔料８部を入れて同様に作製し、形状係数ＳＦ１の平均値が１１３、体積平均粒径が５．７μｍの重合粒子Ｄが得られた。重合粒子Ｄに、シリカＡをトナー量の０．５重量％、シリカＢをトナー量の０．６重量％、酸化チタンＡをトナー量の０．６重量％となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理し、マゼンタ用の球形トナーＦを作製した。実施例１と同様にして外添剤被覆率を測定した結果、球形トナーＦの外添剤被覆率の平均値は４２．６％となった。
【０１３８】
重合粒子Ｃの作製工程において、銅フタロシアニンブルー顔料４部の代わりにジスアゾ系イエロー顔料１０部を入れて同様に作製し、形状係数ＳＦ１の平均値が１１４、体積平均粒径が５．７μｍの重合粒子Ｅが得られた。重合粒子Ｅに、シリカＡをトナー量の０．５重量％、シリカＢをトナー量の０．６重量％、酸化チタンＡをトナー量の０．６重量％となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理し、イエロー用の球形トナーＧを作製した。実施例１と同様にして外添剤被覆率を測定した結果、球形トナーＦの外添剤被覆率の平均値は４１．９％となった。
【０１３９】
重合粒子Ｃの作製工程において、銅フタロシアニンブルー顔料４部の代わりにカーボンブラック１０部を入れて同様に作製し、形状係数ＳＦ１の平均値が１１４、体積平均粒径が５．７μｍの重合粒子Ｆが得られた。重合粒子Ｆに、シリカＡをトナー量の０．５重量％、シリカＢをトナー量の０．６重量％、酸化チタンＡをトナー量の０．６重量％となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理し、ブラック用の球形トナーＨを作製した。実施例１と同様にして外添剤被覆率を測定した結果、球形トナーＦの外添剤被覆率の平均値は４２．１％となった。
【０１４０】
次に、本実施例に使用した各色の不定形トナーについて説明する。
【０１４１】
ポリエステル樹脂                                            １００重量部
銅フタロシアニンブルー顔料                                      ４重量部
サリチル酸亜鉛誘導体                                            ４重量部
上記組成の混合物をヘンシェルミキサー中で十分撹拌混合した後、ロールミルで１３０乃至１４０℃の温度で約３０分間加熱溶融し、室温まで冷却後、ハンマーミルを用いて得られた混練物を約１ｍｍ乃至２ｍｍに粗粉砕し、ジェットミルで微粉砕して、形状係数ＳＦ１の平均値が１４２、体積平均粒径が６．３μｍの不定形粒子Ｇを得た。不定形粒子Ｇに、シリカＡを１．３重量％、シリカＢを１．２重量％、酸化チタンＡを１．５重量％配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理して、シアン用の不定形トナーＩを作製した。実施例１と同様にして外添剤被覆率を測定した結果、不定形トナーＩの外添剤被覆率の平均値は５１．８％となった。
【０１４２】
不定形粒子Ｇの作製工程において、銅フタロシアニンブルー顔料４部の代わりにキナクリドン系マゼンタ顔料８部を入れて同様に作製し、形状係数ＳＦ１の平均値が１４３、体積平均粒径が６．２μｍの不定形粒子Ｈが得られた。不定形粒子Ｈに、シリカＡを１．１重量％、シリカＢを１．１重量％、酸化チタンＡを１．３重量％配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理して、マゼンタ用の不定形トナーＪを作製した。実施例１と同様にして外添剤被覆率を測定した結果、不定形トナーＪの外添剤被覆率の平均値は５１．１％となった。
【０１４３】
不定形粒子Ｇの作製工程において、銅フタロシアニンブルー顔料４部の代わりにジスアゾ系イエロー顔料１０部を入れて同様に作製し、形状係数ＳＦ１の平均値が１４２、体積平均粒径が６．２μｍの不定形粒子Ｉが得られた。不定形粒子Ｉに、シリカＡを１．１重量％、シリカＢを１．１重量％、酸化チタンＡを１．３重量％配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理して、イエロー用の不定形トナーＫを作製した。実施例１と同様にして外添剤被覆率を測定した結果、不定形トナーＫの外添剤被覆率の平均値は５０．８％となった。
【０１４４】
不定形粒子Ｇの作製工程において、銅フタロシアニンブルー顔料４部の代わりにカーボンブラック１０部を入れて同様に作製し、形状係数ＳＦ１の平均値が１４２、体積平均粒径が６．２μｍの不定形粒子Ｊが得られた。不定形粒子Ｊに、シリカＡを１．１重量％、シリカＢを１．１重量％、酸化チタンＡを１．３重量％配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理して、イエロー用の不定形トナーＬを作製した。実施例１と同様にして外添剤被覆率を測定した結果、不定形トナーＬの外添剤被覆率の平均値は５０．９％となった。
【０１４５】
リコー製カラー複写機Ｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ６００に使用しているキャリアと各色の球形トナー及び不定形トナーを、トナーの比率が５重量％となるように各現像剤を作製し、実施例１と同様にして、球形トナーＥ乃至Ｈと実施例１の感光体間付着力の平均値Ｆ(Ｅ)乃至Ｆ(Ｈ)、帯電量の平均値Ｑ(Ｅ)乃至Ｑ(Ｈ)を測定し、各色の球形トナーのＦ／Ｑを求めた結果を表２に示す。また、不定形トナーＩ乃至Ｌと実施例１の感光体間付着力の平均値Ｆ(Ｉ)乃至Ｆ(Ｌ)、帯電量の平均値Ｑ(Ｉ)乃至Ｑ(Ｌ)を測定し、各色の不定形トナーのＦ／Ｑを求めた結果を表２に示す。また、各色について不定形トナーのＦ／Ｑと球形トナーのＦ／Ｑの比を求めた結果を表２に示す。
【０１４６】
各色の球形トナーと不定形トナーについて、不定形トナーの混合比率を１５重量％とし、リコー製カラー複写機Ｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ６００に使用しているキャリアと現像剤に対する各混合トナーの比率を５重量％となるように混合し、各色に対応する実施例５の二成分現像剤を作製した。また、実施例１におけるアルミニウム製感光体ドラムの径をφ９０ｍｍからφ６０ｍｍに変更して、実施例１と同様にして、本実施例の感光体ドラムを作製した。
【０１４７】
リコー製カラー複写機Ｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ６００に、本実施例の現像剤と感光体を用いて、一次転写における転写率測定及び感光体ドラムのクリーニング性評価を実施した。Ｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ６００は、現像は二成分現像方式、転写は中間転写ベルト方式で、図５のようなタンデム方式を用いている。Ｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ６００を改造し、各感光体ドラムユニット(ＰＣＵ)からクリーニングブラシと潤滑剤塗布機構を取り外し、外部信号によって任意のタイミングで作像プロセスを止められるようにした。一色のみのベタ画像を現像し、中間転写ベルトから記録紙に二次転写される前にプロセスを止め、現像に用いたＰＣＵと中間転写ユニットを複写機から取り出し、実施例１と同様にして転写率を測定した。また、クリーニング性の評価についても、現像に用いたＰＣＵの感光体ドラムについて、実施例１と同様にして評価した。各色のトナーについての評価結果を表２に示す。
【０１４８】
表２のように、全色のトナーについて、不定形トナーと球形トナーのＦ／Ｑの比、不定形トナーの混合比が請求項の範囲内にあり、転写率及びクリーニング性が良好となった。
【０１４９】
（比較例４）
実施例５における各色の球形トナーと不定形トナーについて、不定形トナーの混合比率を２重量％とし、リコー製カラー複写機Ｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ６００に使用しているキャリアと現像剤に対する各混合トナーの比率を５重量％となるように混合し、各色に対応する比較例４の二成分現像剤を作製した。比較例４の現像剤と実施例５の感光体を用いて、実施例５と同様にして転写率測定及びクリーニング性評価を実施した結果を表２に示す。表２のように、全色のトナーについて、転写率は良好だったが、クリーニング性はやや悪かった。
【０１５０】
（比較例５）
実施例５における各色の球形トナーと不定形トナーについて、不定形トナーの混合比率を４０重量％とし、リコー製カラー複写機Ｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ６００に使用しているキャリアと現像剤に対する各混合トナーの比率を５重量％となるように混合し、各色に対応する比較例５の二成分現像剤を作製した。比較例５の現像剤と実施例５の感光体を用いて、実施例５と同様にして転写率測定及びクリーニング性評価を実施した結果を表２に示す。表２のように、全色のトナーについて、クリーニング性は良好だったが、転写率は悪化した。
【０１５１】
【表２】
2006293335.tif 000014
以上のように、不定形トナーと球形トナーのＦ／Ｑの比、不定形トナーの混合比が、本発明の請求項に記載した範囲内にある場合は、転写率、クリーニング性共に良好であるが、請求範囲外にある場合は、転写率またはクリーニング性が悪化する。
【０１５２】
したがって、本発明は、球形トナーに不定形トナーを混合し、像担持体とトナー間の付着力とトナー１粒子当たりの帯電量の比を制御することにより、転写効率が高く、かつクリーニング不良等による画像不良が生じない高画質の画像形成装置を提供することができる。
【０１５３】
また、本発明は、カラー画像の形成に用いる各色のトナーについて、球形トナーに不定形トナーを混合し、像担持体とトナー間の付着力とトナー１粒子当たりの帯電量の比を制御することにより、転写効率が高く、かつクリーニング不良等による画像不良が生じない高画質のカラー画像形成装置を提供することができる。
【０１５４】
また、本発明は、不定形トナーの混合比率を一定の範囲内にすることにより、転写効率が高く、かつクリーニング不良等による画像不良が生じない高画質の画像形成装置を提供することができ、不定形トナーと球形トナーの外添剤被覆率を制御することにより、像担持体とトナー間の付着力を制御でき、転写効率が高く、かつクリーニング不良等による画像不良が生じない高画質の画像形成装置を提供することができる。
【０１５５】
さらにまた、本発明は、不定形トナーと球形トナーのＳＦ１を規定することにより、クリーニング不良の抑制と、転写効率の向上効果が得られる。
【０１５６】
本発明はまた、不定形トナーと球形トナーの粒径を同程度にすることにより、両トナーの現像特性と転写特性の差を抑制でき、画像品質の低下を抑制でき、トナーの粒径を一定の範囲内にすることにより、画像品質の低下を抑制でき、さらに、外添剤の粒径を一定の範囲内にすることにより、現像剤の耐久性の確保及び感光体等の損傷を防止できる。
【０１５７】
また本発明は、本発明の画像形成装置で使用する、転写効率が高く、かつクリーニング不良等による画像不良が生じない高画質の画像形成用トナーを提供できる。
【０１５８】
さらに、現像剤に用いられるトナーが、転写効率が高く、かつクリーニング不良等による画像不良が生じない高画質のトナーである、感光体と、帯電手段、現像剤が収納された現像手段、クリーニング手段から選択される少なくとも一つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在としたプロセスカートリッジを提供できる。
【０１５９】
以上、本発明の実施例を具体的に説明してきたが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、これら本発明の実施例を、本発明の主旨及び範囲を逸脱することなく、変更又は変形することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】本発明に係る粉体付着力測定装置における測定セルの説明図である。
【図２】本発明に係る粉体付着力測定装置の遠心分離装置の一部断面側面図である。
【図３】本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図４】本発明の現像装置の一例を示す概略構成図である。
【図５】本発明のカラー画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図６】本発明のカラー画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【０１６１】
１      測定セル
２      試料基板
２ａ    試料面
３      受け基板
３ａ    付着面
４      スペーサ
５      遠心分離装置
６      ロータ
７      保持部材
７ａ    棒状部
７ｂ    セル保持部
７ｃ    穴部
７ｄ    設置固定部
８      試料設置部
９      回転中心軸
２１    感光体ドラム
２２    帯電装置
２３    露光装置
２４    現像装置
２５    転写装置
２６    記録媒体
２７    定着装置
２８    定着ローラ
２９    加圧ローラ
３０    クリーニング装置
３１    除電装置
４１    スクリュー
４２    現像スリーブ
４３    ドクターブレード
５１ａ  感光体ドラム
５１ｂ  帯電装置
５１ｃ  露光装置
５１ｄ  現像装置
５１ｅ  転写装置
５１ｆ  クリーニング装置
５１ｇ  除電装置
５１、５２、５３、５４    画像形成ユニット
５５    中間転写ベルト
５６    転写装置
５７    記録材
５８    クリーニング装置
６１    感光体ドラム
６２    帯電装置
６３    露光装置
６４    現像装置
６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｂ  現像装置
６５    転写装置
６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ  転写ローラ
６７    中間転写ベルト
６８    クリーニング装置
６９    記録材
７０    定着装置
７１    定着ローラ
７２    加圧ローラ
７３    クリーニング装置
７４    除電装置
【図１】
2006293335.tif 000015
【図２】
2006293335.tif 000016
【図３】
2006293335.tif 000017
【図４】
2006293335.tif 000018
【図５】
2006293335.tif 000019
【図６】
2006293335.tif 000020