(57)【要約】【課題】組立て性を向上させても、清掃性を損なわず、長期に亘って保管状態においても、その性能を維持できる帯電装置、及びこれを備えるプロセスカートリッジ、画像形成装置を提供する。【解決手段】帯電ローラ３１と、帯電クリーニング部材３３と、像担持体１０に前記帯電ローラ３１を付勢する帯電付勢部材３２と、前記クリーニング部材３３を前記帯電ローラ３１に当接すべく付勢するクリーニング付勢部材３８とを備える帯電装置において、像担持体１０表面に前記帯電ローラ３１を接触もしくは近接するように装着した状態におけクリーニング部材３３の帯電ローラ３１に対する押圧力をＡ、装着前の状態における押圧力をＢとしたとき、Ａ＞Ｂである帯電装置である。【選択図】図５
2006098476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に接触もしくは近接させ、像担持体表面を帯電する帯電ローラと、前記帯電ローラ表面をクリーニングする帯電クリーニング部材とを備える帯電装置において、
前記帯電装置は、像担持体表面に前記帯電ローラを接触、もしくは近接するように装着した状態における、前期帯電クリーニング部材の帯電ローラに対する押圧力をＡ、装着前の状態における押圧力をＢとしたとき、
Ａ＞Ｂ
である
ことを特徴とする帯電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の帯電装置において、
前記帯電装置は、像担持体に前記帯電ローラを付勢する帯電付勢部材と、
前記帯電クリーニング部材を前記帯電ローラに当接すべく付勢するクリーニング付勢部材とを備え、
前記帯電クリーニング部材の帯電ローラに対する押圧力は、該クリーニング付勢部材により維持される
ことを特徴とする帯電装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の帯電装置において、
前記帯電クリーニング部材は、帯電ローラの回転につれ回る
ことを特徴とする帯電装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の帯電装置において、
前記帯電クリーニング部材は、少なくとも発砲部材を含んで構成される
ことを特徴とする帯電装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の帯電装置において、
前記帯電クリーニング部材は、繊維状の部材で構成される
ことを特徴とする帯電装置。
【請求項６】
少なくとも潜像を担持する像担持体と、
像担持体表面に均一に帯電を施す帯電手段とを一体に支持し、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
前記プロセスカートリッジは、帯電手段として、請求項１ないし５のいずれかに記載の帯電装置を備える
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】
潜像を担持する像担持体と、
像担持体表面に均一に帯電を施す帯電手段と、
帯電した像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、潜像を書き込む露光手段と、
像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し、可視像化する現像手段と、
像担持体表面の可視像を転写媒体に転写する転写手段と、
転写後の像担持体表面をクリーニングするクリーニング手段とを備える画像形成装置において、
前記画像形成装置は、帯電手段として、請求項１ないし５のいずれかに記載の帯電装置を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
潜像を担持する像担持体と、
像担持体表面に均一に帯電を施す帯電手段と、
帯電した像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、潜像を書き込む露光手段と、
像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し、可視像化する現像手段と、
像担持体表面の可視像を転写媒体に転写する転写手段と、
転写後の像担持体表面をクリーニングするクリーニング手段とを備える画像形成装置において、
前記画像形成装置は、請求項６に記載のプロセスカートリッジを備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の画像形成装置において、  
前記現像手段で用いられるトナーは、体積平均粒径が１０μｍ以下であり、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
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項７又は８に記載の画像形成装置において、
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
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項項７又は８に記載の画像形成装置において、  
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溶解又は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  
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体表面を一様に帯電させる帯電ローラ及び帯電クリーニングローラを備えた帯電装置に関し、また、これを備える複写機、ファクシミリ、プリンター等の電子写真方式を用いた画像形成装置、並びにプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
感光体と画像形成に必要なプロセスを行う、例えば、帯電手段、現像手段、クリーニング手段等のプロセス手段を一体的に支持し、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジを採用することによって、各プロセス手段の修理が必要になったときや、寿命を迎えたときに、プロセスカートリッジそのものを交換することで、画像形成装置を継続使用することができるようになった。また、交換作業のみでよいため、サービスマンがユーザーのもとでかかる作業時間を短縮することができ、場合によってはサービスマンが出向かなくとも、ユーザーが容易に交換することができるようになった。
このプロセスカートリッジの組立性を向上させるためには、帯電、クリーニング等の各作像プロセスを予めユニット化し、容易に着脱可能にしておくことが望ましい。しかし、そのような帯電ユニット単独の形態において、清掃部材と帯電部材との押圧力が大きいと、保管状態としている間に、清掃部材が変形してしまう。
【０００３】
特に近年、小粒径トナーや、あるいは重合法により製造される重合トナーが、高画質化やトナー製造時の省エネルギー化の為に好んで用いられる傾向にあるが、これらトナーは、清掃部材と帯電部材との間をすり抜けやすく、クリーニングし難いという特性を有している。
上述したように、清掃部材と帯電部材との押圧力により清掃部材が変形した場合、その清掃性が損なわれるため、これらトナーが清掃部材をすり抜ける傾向はより顕著となる。
クリーニングできなかった残留トナーが多くなると、帯電ローラ表面に付着、堆積し、早期帯電不良等の不具合が生じやすい。
【０００４】
例えば、特許文献１では、帯電ローラ及び転写ローラを、それぞれ各クリーニング部材を介して加圧することにより、感光体にそれぞれ圧接させる加圧手段を設け、その各加圧手段の非加圧時に、帯電ローラ及び転写ローラが自重で感光体に対して当接又は離間するようにしている。これにより、帯電ローラが自重のみによる軽い当接で感光体に接するだけであるため、帯電ローラや転写ローラが感光体に強く加圧された状態のまま長時間放置された場合のように、その接触部位が局部的に変質等を生じたり、永久ひずみを生じたりして画像の品質が低下するのを防止している。
【０００５】
また、特許文献２では、直接接触方式の帯電装置において、装置のスタンバイ時（画像形成時以外の時）には帯電ローラを機械的な方法によって感光体から離間状態にするものが提案されている。また、特許文献３には、転写装置を、画像形成時以外は転写ローラを機械的な方法によって感光体から離間状態にするものが提案されている。
【０００６】
しかしながら特許文献１ないし３は、帯電装置又は転写装置を、画像形成装置本体に対して装着した後の、帯電部材あるいは転写部材と、感光体との接触部位のひずみを解消するためのものであって、装置本体に対する非装着時における、帯電ユニットを構成する部材の圧縮ひずみを解消するものではない。
【０００７】
また、特許文献４では、感光体に当接してこれを帯電処理する帯電ローラと、該帯電ローラに対して接離可能に支持されたクリーニングパッドと、該クリーニングパッドの前記帯電ローラへの接触位置を更新させる更新手段を備える接触式の帯電装置において、少なくとも前記更新手段を感光体によって駆動することにより、該クリーニングパッドの帯電ローラへの接触位置が更新される構成となっている。
この場合、感光体により駆動される更新手段により、清掃手段の帯電部材への接触位置が更新され、初期加圧を解除することができる。
【０００８】
【特許文献１】特開平７−１９９６０３号公報
【特許文献２】特開平１−２０７７６８号公報
【特許文献３】特開平３−３５２７６号公報
【特許文献４】特開平９−９６９４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら特許文献４では、駆動手段を別設せずに、前記更新手段を感光体によって駆動することで、装置の小型化を図っているが、その構成は基本的に複雑であるため、装置の小型化が阻害される。
【００１０】
そこで本発明は、上記事情に鑑み、帯電ユニットとして組み立てた状態で保管しても、
清掃性が損なわれず、長期に亘ってその性能を維持できる帯電装置を提供することを課題とする。また、該帯電装置を搭載し、小粒径トナーや重合トナーを使用しても、早期帯電不良防止することができ、高画質な画像を長期間にわたって提供することができる画像形成装置、及びプロセスカートリッジを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための手段である本発明の特徴を、以下に挙げる。
１．本発明の帯電装置は、像担持体に接触もしくは近接させ、像担持体表面を帯電する帯電ローラと、前記帯電ローラ表面をクリーニングする帯電クリーニング部材とを備える帯電装置において、像担持体表面に前記帯電ローラを接触、もしくは近接するように装着した状態における、前記帯電クリーニング部材の帯電ローラに対する押圧力をＡ、装着前の状態における押圧力をＢとしたとき、Ａ＞Ｂであることを特徴とする。
２．また、本発明の帯電装置は、１．に記載の発明において、像担持体に前記帯電ローラを付勢する帯電付勢部材と、前記帯電クリーニング部材を前記帯電ローラに当接すべく付勢するクリーニング付勢部材とを備え、前記帯電クリーニング部材の帯電ローラに対する押圧力は、該クリーニング付勢部材により維持されることを特徴とする。
３．また、本発明の帯電装置は、１．又は２．に記載の帯電装置において、前記帯電クリーニング部材は、帯電ローラの回転につれ回ることを特徴とする。
４．また、本発明の帯電装置は、１．ないし３．のいずれかに記載の発明において、前記帯電クリーニング部材は、少なくとも発砲部材を含んで構成されることを特徴とする。
５．また、本発明の帯電装置は、１．ないし４．のいずれかに記載の発明において、前記帯電クリーニング部材は、繊維状の部材で構成されることを特徴とする。
【００１２】
６．また、本発明のプロセスカートリッジは、少なくとも潜像を担持する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電手段とを一体に支持し、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジであって、帯電手段として１．ないし５．のいずれかに記載の帯電装置を備えることを特徴とする。
【００１３】
７．また、本発明の画像形成装置は、潜像を担持する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電手段と、帯電した像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、潜像を書き込む露光手段と、像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し、可視像化する現像手段と、像担持体表面の可視像を転写媒体に転写する転写手段と、転写後の像担持体表面をクリーニングするクリーニング手段とを備える画像形成装置であって、帯電手段として、１．ないし５．のいずれかに記載の帯電装置を備えることを特徴とする。
８  また、本発明の画像形成装置は、潜像を担持する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電手段と、帯電した像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、潜像を書き込む露光手段と、像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し、可視像化する現像手段と、像担持体表面の可視像を転写媒体に転写する転写手段と、転写後の像担持体表面をクリーニングするクリーニング手段とを備える画像形成装置であって、６．に記載のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする。
【００１４】
９．また、本発明の画像形成装置は、７．又は８．に記載の発明において、前記現像手段で用いられるトナーは、体積平均粒径が１０μｍ以下であり、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。
１０．また、本発明の画像形成装置は、７．又は８．に記載の発明おいて、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。
１１．また、本発明の画像形成装置は、７．又は８．に記載の発明において、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溶解又は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。
【発明の効果】
【００１５】
上記解決するための手段により、本発明の帯電装置は、プロセスカートリッジに搭載する際の組立性を向上させても、保管状態における清掃部材の圧縮ひずみを抑制でき、清掃性を損なうことなく、長期に亘ってその性能を維持できる帯電装置を提供することができる。さらに、該帯電装置を搭載し、長期に亘って良好な画像を形成することができる画像形成装置、プロセスカートリッジを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、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。
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。なお以下の説明はこの発明における最良の形態であって、特許請求の範囲を限定するものではない。
図１は、フルカラー画像を形成する画像形成装置一例を示す断面図である。ここに示した画像形成装置１００は、本体内に並列された４個のプロセスカートリッジ２００（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）、無端状の中間転写ベルト６２、２次転写ローラ６５、プロセスカートリッジにトナーを供給する各色のトナーボトル５９などを備えている。なお、プロセスカートリッジ２００は、像担持体１０、クリーニング手段であるクリーニングモジュール２０、帯電手段である帯電モジュール３０、現像手段である現像モジュール５０などを備える（図２参照）。
中間転写ベルト６２は、各像担持体である感光体１０の上方に位置し、中間転写ベルト６２の下側の走行辺が各感光体１０の周面に当接している。中間転写ベルト６２は、各感光体１０の表面にそれぞれ形成された互いに異なる色のトナー像が重ねて転写される転写材の一例を構成するものである。
各感光体１０上にトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト６２に転写する構成は、そのトナー像の色が異なるだけで、実質的に全て同一である。
【００１７】
図２は、本発明の一実施形態であるプロセスカートリッジの構成を示す概略断面図である。本発明のプロセスカートリッジ２００は、プロセスカートリッジ枠体（以下、「枠体」と記すことがある。）２１０に、少なくとも像担持体である感光体１０と、帯電モジュール３０を備えている。なお、帯電モジュール３０は、後述する帯電部材３１、帯電クリーニングローラ３３、バネ材３２及び３８、スペーサ部材３４、ハウジング３９などを一体にして構成したものである。
【００１８】
感光体１０は、図２における時計方向に回転駆動され、このとき帯電電圧を印加された帯電手段である帯電モジュール３０によって感光体１０が所定の極性に帯電される。帯電後の感光体１０には、図１に示した光書き込み装置４０から出射する光変調されたレーザビームＬが照射され、これによって感光体１０に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像手段である現像モジュール５０によって各色のトナー像として可視像化される。
中間転写ベルト６２を挟んで、感光体１０と反対側に一次転写ローラ６１が配置され、この一次転写ローラ６１に転写電圧が印加されることにより、感光体１０上のトナー像が、回転する中間転写ベルト６２上に一次転写される。トナー像転写後の感光体１０上に付着する転写残トナーはクリーニング手段であるクリーニングモジュール２０によって除去される。クリーニング手段の下流側には感光体１０上に潤滑剤を塗布し、感光体１０表面の磨耗を低減し、クリーニング性を上げる潤滑剤の塗布手段７０を備える。
図１に示すように、画像形成装置１００本体内の下部には、例えば転写紙より成る記録媒体を収容した給紙カセットを有する給紙装置１３０が配置され、所定のタイミングで中間転写ベルト６２の部分と、これに対置された二次転写ローラ６５との間に給送される。このとき、二次転写ローラ６５には図示しない電源から所定の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト６２上の合成トナー像が記録媒体に二次転写される。
合成トナー像を二次転写された記録媒体はさらに上方に搬送されて定着装置９０を通り、このとき記録媒体上のトナー像が熱と圧力の作用により定着される。定着装置９０を通過した記録媒体は、排紙ローラ対によって、画像形成装置本体１００の上部の排紙部に排出される。
このようにプロセスカートリッジ化することにより、該プロセスカートリッジに含まれる上記の部品又は装置に起因する故障が起こった場合、プロセスカートリッジの交換を行うだけで、早期に現状を回復させることができるため、サービス時間を短縮することができ、メンテナンスの面で有利である。
【００１９】
なお、本実施形態では、クリーニング手段、帯電手段、現像手段などの各プロセス手段をそれぞれモジュール化し、プロセスカートリッジを画像形成装置本体から取り外した状態において、各プロセスモジュールをモジュール単位で交換できるようにした。このため、未だ使用することのできるプロセス手段を、プロセスカートリッジの寿命と共に廃棄することによる資源の無駄を防ぐことができる。本実施形態によると、ユーザ又はサービスマンはプロセスカートリッジ単位で交換することも、プロセスモジュール単位で交換することもでき、非常に使い勝手がよい。
【００２０】
図３は、本発明の特徴部である帯電モジュール３０の構成を示す概略図であり、（Ａ）は外観斜視図であり、（Ｂ）は外観側面図である。
帯電モジュール３０は、図３に示すように、感光体１０に対向して配設される帯電部材（以下、帯電ローラと記すことがある。）３１、帯電部材３１の端部に固定される図示しないギア、帯電部材３１が振動するのを防止するバネ材３２、帯電部材３１の汚れを除去する清掃部材としての帯電クリーニング部材（以下、帯電クリーニングローラと記すことがある。）３３、帯電クリーニングローラ３３の軸受３７、帯電クリーニングローラ３３を帯電部材３１に当接するよう押圧するバネ材３８、感光体１０との間隙を設けるためのスペーサ部材３４、帯電部材３１の端部に付けられ、帯電部材３１を帯電モジュール３０のハウジングに支持する支持部材３５、これらを収納するハウジング３９からなっている。帯電部材３１のギアは、後述の駆動機構により回転駆動され、帯電クリーニングローラ３３は帯電部材３１に連れ回るよう、回転自在に軸支されている。支持部材３５は、バネ材３２により、ハウジング３９から離間する方向（感光体１０のドラム軸に向かう方向）へ押圧され、ハウジング３９に形成された規制部材により移動を規制される。この構成により、帯電モジュール３０のプロセスカートリッジ２００への装着時、帯電部材３１は、スペーサ部材３４によって感光体１０と適切な距離を保ち、かつ帯電部材３１を感光体１０に押圧する。また、帯電モジュール３０の取り外し時には、帯電モジュール３０自体での取り扱いを可能とする。
また、帯電部材３１は、駆動機構により駆動させるようにしたが、感光体１０の駆動によって従動するよう構成してもよい。
【００２１】
図４は、プロセスカートリッジ２００に取り付けた後における帯電モジュール３０のバネ材の付勢位置を示した模式図であり、また図５（Ａ）、（Ｂ）は、プロセスカートリッジ２００に取り付け前における帯電モジュール３０のバネ材の付勢位置を示した模式図である。
上述の帯電モジュール３０は、例えば帯電クリーニングローラ３３を変形しやすい材質で構成した場合、ユニット化した状態での帯電クリーニングローラ３３と帯電部材３１との押圧力が大きいと、装置１００本体装着前の保管状態において、清掃部材３３が変形し、圧縮ひずみが生じてしまう。この場合、ひずみ部の押圧力が低下するため、清掃能力が低下する。帯電ユニットを交換ユニットとした場合、帯電ユニット単独での保管期間が長期にわたる場合もあり、交換直後に上記不具合が発生する可能性がある。
本発明の帯電モジュール３０は、図５（Ａ）に示すとおり、帯電クリーニングローラ３３がバネ材３８により付勢される方向が、帯電部材３１がバネ材３２により付勢されてハウジング内に規制される位置における、帯電部材３１の回転中心から距離Ｘだけずれている。したがって、帯電モジュール３０の取り付け前において、帯電クリーニングローラ３３が帯電部材３１に圧接されることによる変形を低減することができる。
なお、本発明の帯電モジュール３０をプロセスカートリッジ２００に取り付ける前における、帯電部材３１と帯電クリーニングローラ３３との位置関係は、図５（Ｂ）で示すように、接触した状態となっていても良く、この場合も上記（Ａ）のときと同様の効果が得られる。
【００２２】
このように、本発明の帯電モジュール３０は、帯電ユニットとして組み立てた状態のときは、これを装置１００本体に組み込んだ状態のときよりも、清掃部材３３の帯電部材３１に対する押圧力を低下させる構成としているため、帯電クリーニングローラ３３の圧縮ひずみを抑制することができ、これにより帯電ユニットの保存期間を長くすることができる。
また、帯電モジュール３０の取り付けがされた後は、帯電部材３１が感光体１０に押圧されてバネ部材３２が縮むことにより、帯電クリーニングローラ３３が帯電部材３１の回転中心に向かう方向に付勢される（図４参照）。したがって、帯電クリーニングローラ３３と帯電部材３１が適切に当接され、クリーニング性が良好となる。
なお、本発明の帯電装置は、図３及び図４に示すように、帯電クリーニングローラ３３が帯電部材３１の回転につれ回る構成となっている。帯電クリーニングローラ３３の変形が大きいと、帯電部材３１とのつれ回りが困難となるが、上記手法により帯電クリーニングローラ３３の変形が防止されるため、帯電部材３１につれ回りさせることができ、帯電クリーニングローラ３３を回転させる部材を設けることなく、駆動させることができる。
【００２３】
図６は、帯電部材３１の構造を示す概略図である。この帯電モジュール３０は、帯電部材３１を適宜な形態に構成できるが、ローラ状が好ましい。この帯電ローラ３１は、中心に金属製芯金による軸部３１１、その外側に中抵抗層３１３と最外層に表面層３１４とを有する本体部３１２からなる構造をしている。軸部３１１は、例えば、直径が８〜２０ｍｍのステンレス、アルミニウムの高い剛性と導電性を有している金属製又は１×１０３Ω・ｃｍ以下、好ましくは１×１０２Ω・ｃｍ以下で高い剛性を有する導電性の樹脂等で構成される。中抵抗層３１３は、１×１０５Ω・ｃｍ〜１×１０９Ω・ｃｍの体積抵抗率で、１〜２ｍｍ程度の厚さにすることが好ましい。表面層３１４は、１×１０６Ω・ｃｍ〜１×１０１２Ω・ｃｍの体積抵抗率で、１０μｍ程度の厚さが好ましい。表面層３１４の体積抵抗率は、中抵抗層３１３の電気抵抗率より高くすることが好ましい。ここで、本体部３１２は、中抵抗層３１３と表面層３１との２層構造で示したが、特にこの構造に限定されるものではなく、単層でも３層であっても良い。
【００２４】
また、本発明の清掃部材としての帯電クリーニングローラ３３は、メラミンフォームなどの樹脂発泡体を含む構成としたもの、あるいは繊維状の部材で構成したものを使用している。
前記発砲部材又は繊維状部材により構成される帯電クリーニングローラ３３は、清掃性、つれ回り性に優れるが、両部材は圧縮ひずみを生じやすく、特に繊維状部材は押圧による毛倒れを生じやすい。
本発明の帯電装置３０は、本体に組み込んだ状態よりも、帯電ユニットとして組み立てたのみの状態の時、帯電クリーニングローラ３３の帯電部材３１に対する押圧力を低下させることで、清掃部材３３として繊維状部材や樹脂発泡体を選択しても、帯電クリーニングローラ３３の圧縮ひずみを抑制することができる。
なお、上述の帯電クリーニングローラ３３は、樹脂発泡体を採用したが、本発明の帯電クリーニングローラ３３はこれに限るものではなく、ブラシやローラなどによりクリーニングすることとしてもよい。
【００２５】
帯電部材（帯電ローラ）３１と感光体１０との間隙は、スペーサ部材３４により１００μｍ以下、特に、２０〜５０μｍの範囲にする（図３参照）。これにより、帯電モジュール３０の作動時における異常画像の形成を抑えることができる。この間隙は、プロセスカートリッジ２００と帯電モジュール３０を固定するプロセスカートリッジ枠体２１０に嵌合部を設けて調整してもよい。また、帯電ローラ３１は摩擦係数の低い樹脂による軸受に設けるバネ材３２により感光体１０表面方向に押圧されている。これにより、機械的振動、芯金の偏位があっても一定の間隙を形成することができる。
【００２６】
本発明の帯電モジュール３０は、感光体１０を含むいわゆるプロセスカートリッジ２００筐体に一体的に設けられ、当該プロセスカートリッジ２００筐体に着脱可能に構成されたものである。
このプロセスカートリッジの組立性を向上させるためには、帯電、クリーニング等の各作像プロセスをユニット化し、容易に着脱可能にしておくことが望ましく、その為には、これらユニット単独の形態で保管しても、各部材の変形が起こらない構成とすることが必要である。
本発明の帯電ユニットは、上述の機構により、帯電ユニット単独の形態では、清掃部材
３３と帯電部材３１との押圧力を低下させる機構としているため、清掃部材３３の圧縮ひ
ずみを防止することができ、予めユニットとして組立てておいても、長期にわたり保管す
る事が可能である。
【００２７】
図７は、プロセスカートリッジ２００枠体の構造を示す概略図である。
このプロセスカートリッジ枠体２１０は、図示手前側の側板２２０（第１側板）から感光体１０の長手方向に一体的に設けられ、帯電モジュール３０が取り付けられる位置決め板２１１、および塗布手段７０と粉体潤滑剤を収納する潤滑剤収納部２７０とで構成される。第１側板２２０は、感光体１０のフランジ１３から突出した感光体１０の回転軸１４を軸支するための軸受２４４、現像モジュール５０を装着するガイド溝２２３、現像モジュール５０を固定する固定穴２２５、２２６が設けられている。また、奥側には、感光体１０の回転軸１４が側板２５０に組みつけられるときに、感光体１０を仮置きするための仮置き部２３２が設けられる。また、この第１側板２２０は、後述するクリーニング手段の保持板２１を当接する当接部としての第１当接面２２１が設けられる。
【００２８】
図８は、プロセスカートリッジ枠体２１０の奥側に取り付けられる側板２５０（第２側板）を示す概略図である。第２側板２５０には、クリーニングモジュール２０の保持板２１を当接する当接部としての第２当接面２５１、感光体１０の回転軸１４が貫通される軸受２５４、現像スリーブ５１のシャフト５１１が挿入されるシャフト支持部２５３、供給ローラ５４をガイドするガイド溝２５５が形成される。なお、上述した側板２２０の第１当接面２２１と、第２側板２５０の第２当接面２５１とにより、クリーニングモジュール２０の保持板２１の感光体１０への当接角度が決定される。
【００２９】
図９は、このプロセスカートリッジ２００に配置される感光体１０の前側を示す概略図である。
円筒状の像担持体である感光体１０は、図９に示すように、円筒内部の両端にフランジ１３、１５が設けられ、両フランジを貫通する回転軸１４が設けられている。
【００３０】
図１０は、感光体１０の感光層の構造を示す概略図である。感光体１０は、図１０に示すように、円筒状のアルミニウム基板１１上に感光層１２を設ける。感光体１０の基板１１は、例えば、アルミニウム、銅、鉄等の金属又はこれらの合金を押し出し、引き抜きなどの加工して円筒状の素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理した円筒状ドラムに形成されている。感光層１２の構造は、電荷発生物質を主成分とする層である電荷発生層１２１と発生した電荷を感光体１０表面又は基板１１に輸送する電荷輸送層１２２で構成される。電荷発生層１２１は、電荷発生物質を必要に応じて結着樹脂とともに適当な溶剤中にボールミル、アトライター、サンドミル、超音波などを用いて分散し、これを導電性支持体上に塗布し、乾燥することにより形成される。電荷発生層１２１には、公知の電荷発生材料を使用することが可能であり、その代表として、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、キノン系縮合多環化合物、スクアリック酸系染料、フタロシアニン系顔料、ナフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩系染料等が挙げられ用いられる。中でもアゾ顔料及び／又はフタロシアニン顔料が有効に用いられる。
【００３１】
また、電荷輸送層１２２は、電荷輸送物質及び結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷発生層上に塗布、乾燥することにより形成できる。また、必要により可塑剤、レベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。電荷輸送物質としては、例えばクロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、正孔輸送物質としては、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメート及びその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物及びその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレンを挙げることができる。また、感光層１２を保護するために、保護層１２３が感光層１２の上に設けられることもある。保護層１２３にはその他、耐摩耗性を向上する目的でフィラーを添加することもできる。特に、フィラーの硬度の点からは、この中でも無機材料を用いることが有利である。特に、シリカ、酸化チタン、アルミナが有効に使用できる。
【００３２】
図１１は、本発明のプロセスカートリッジに用いるクリーニングモジュール２０の概略構成を示す、（Ａ）は外観斜視図であり、（Ｂ）は断面図である。
図１１に示すように、クリーニングモジュール２０は、クリーニング手段であるクリーニングブレード２２、これを保持する保持板２１、感光体１０から回収したトナーが飛散しないようハウジング２６内をシールする入り口シール２３、回収されたトナーを収納するハウジング２６、ハウジング２６内に回収されたトナーを画像形成装置１００本体内まで搬送する搬送オーガ２５が設けられている。なお、保持板２１は、長手方向の略中間位置において、ネジ２７によりハウジング２６を固定している。
また、保持板２１の両側には位置決めガイド２８として、当接面２２１、２５１に設けられる位置決め用の棒状の突起に対応する穴部２８１と固定ネジ用の穴２８２が設けられている。なお、位置決めには、これに限定するものではなく、例えば、弾性を有する部材を穴又は窪み状にした部分に押し当てるものでもよい。また、固定には、ネジに限定するものではなく、棒状の突起にＥリング等を用いてもよい。
【００３３】
図１２は、本発明のクリーニングブレードの配置状態を模式的に示す概略図である。本発明における保持板２１へのクリーニングブレード２２の固着は、（Ａ）に示すように、クリーニングブレード２２を保持する保持板２１に対して、保持板２１を当接する当接面２２１、２５１が同一方向に配設される。しかし、（Ｂ）に示すように、クリーニングブレード２２を保持する保持板２１に対して、保持板２１を当接する当接面２２１、２５１が反対方向に配設していても良い。しかしながら、本実施形態では（Ａ）に示すクリーニングブレード２２の固着方法を採用することにより、クリーニングブレード２２を固着する保持板２１の厚さの変動によってクリーニングブレード２２の感光体１０に当接する状態が変動するのを無視することができ、その分クリーニングブレード２２の当接状態の精度を高めることができる。
ここでは、クリーニング手段であるクリーニングブレード２２を感光体１０に当接する保持板２１の両端を保持する当接部を面として形成された当接面２２１、２５１とした。しかしながら、本発明はこの構成に限られず、クリーニング手段を感光体１０へ当接状態を決定できるものであれば当接部の形状には限定されないことは明白である。
【００３４】
また、クリーニングブレード２２の材質は、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム等を含むエラストマーを用いる。特に、ウレタンエラストマーが、耐摩耗性、耐オゾン性、耐汚染性の観点から好ましい。また、保持板２１は、クリーニングブレード２２を感光体１０上に圧接させることによる撓りを抑えて精度良く当接させるため、その断面はＬ字形状とされている。
また、その材質は、厚み２．０ｍｍのＳＵＳ鋼板によりなり、強度を持たせている。なお、保持板２１は、鉄板、アルミニウム板、リン青銅等の銅板を用いてもよい。
また、クリーニングブレード２２の保持板２１への固着は、保持部２１に接着剤を塗布し貼り合わせ加熱又は加圧して接着している。しかしながら、両面テープや接着剤による固定なども便宜採用できる。
【００３５】
図１３は、クリーニングブレードの当接条件を示す概略図である。本実施形態のクリーニングブレード２２の当接方式は、感光体１０の回転方向に対してブレードをカウンターに当接するカウンター方式を採用するが、回転方向に対してブレードを順方向に当接するトレーリング方式であってもよい。特に、カウンター方式が好ましく、感光体１０に対するクリーニング性が高い。
また、クリーニングブレード２２は、硬度（ＪＩＳ―Ａ）が、６０〜８５°の範囲が好ましい。硬度が６０°未満ではクリーニングブレード２２の変形が大きくトナー等のクリーニングが困難になり、硬度が８５°を越えると感光体１０の摩耗が大きくなり、画像形成装置の寿命を短くする。さらに、クリーニングブレード２２の当接条件のうち当接圧は、１０〜６０ｇｆ／ｃｍの範囲にあることが好ましい。当接圧が１０ｇｆ／ｃｍ未満では粒径が２μｍ未満のトナーのクリーニングが困難であり、６０ｇｆ／ｃｍを越えるとクリーニングブレード２２先端がめくれたりやバウンディングが生じやすくなり、ビビリ等のクリーニング不良が生じやすくなって、クリーニング性が低下する。クリーニングブレードの弾性率は４．５〜１０ＭＰａ、クリーニングブレード２２の自由長は５〜１２ｍｍ、クリーニングブレード２２の厚さは１〜２ｍｍ、当接角度は５〜２５度、食い込み量は０．１〜２．０ｍｍが好ましい。クリーニングブレード２２の当接角度は、当接位置の接線から５〜２５°以下の範囲になることが好ましい。当接角度が５°未満ではトナーのすり抜けによるクリーニング不良が発生しやすく、２５°を越えるとクリーニング時にブレードまくれが生じることがある。クリーニングブレード２２の感光体１０への食い込み量は、０．１〜２．０ｍｍの範囲にあることが好ましい。０．１ｍｍ未満では、クリーニングブレード２２と感光体１０の接触する面積が小さく、トナーがすり抜けるクリーニング不良が生じ、２．０ｍｍを越えると感光体１０との摩擦力が大きくなりブレードめくれやバウンディングが生じやすくなる。また、ブレードの振動による鳴き、ビビリ等のクリーニング不良が生ずる。
【００３６】
図１４は、現像モジュールを示す概略図である。また、その断面図は図２に示される。図２に示すように、現像モジュール５０内には、感光体１０に近接するように配置されている現像剤担持体である現像スリーブ５１、プロセスカートリッジ２００の外部に設けられたトナーボトルおよび供給手段から現像剤が収納されている現像モジュール５０にトナーを補給する図示しない補給口、補給されたトナーを磁性キャリアと混合・攪拌する混合スクリュー５３、５４、現像スリ−ブ５１に供給された現像剤の量を規制する規制部材５５が配置されている。また、図１４に示すように、現像モジュール５０は、現像スリーブ５１を回転させる回転軸５１１、プロセスカートリッジ２００に装着するときの位置決めのために現像モジュール本体の上下に突起状に設けたガイド５２１、５２２、搬送時における現像剤を外部への漏洩を防止する仕切板５６１、仕切板５６１によって仕切って現像剤を収納する現像剤収納部５６を設けている。現像剤を収納する現像剤収納部５６に設けた仕切板５６１で封止することで搬送時における現像剤の漏洩を防止し、最初の使用時に、この仕切板５６１を引いてはずすことで、開封されて、現像剤収納部５６から混合・攪拌スクリュー５３へ現像剤を供給する。
【００３７】
現像スリーブ５１では、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なる現像スリーブが回転駆動機構によって回転することで、内部に設けられた磁極によって現像剤が搬送されるようになっている。現像剤の搬送方向における現像領域の上流側部分に配置されている規制部材５５によって、現像剤チェーン穂の穂高さ、即ち、現像スリーブ５１上の現像剤量を規制する。
なお、現像剤は、磁性キャリアとトナーによる二成分現像剤の他、磁性一成分現像剤、非磁性一成分現像剤を適宜選択して使用することができ、この場合、現像スリーブの仕様は変えることで対応することができる。
【００３８】
図１５は、現像モジュールをプロセスカートリッジに位置決め固定する面板を示す概略図である。
面板２４０は、感光体１０の回転軸１４を支持する軸受２４４の外周に嵌合し、感光体１０の軸に対して位置決めされる穴部２４１、現像モジュール５０の現像スリーブ５１のシャフト５１１が挿入される挿入部２４２、面板２４０をプロセスカートリッジ枠体２１０の側板２２０に固定するネジ用の穴２４３が設けられている。
図１６は、プロセスカートリッジ枠体前側の側板に対し、面板により現像モジュールを位置決めしたときの状態を示す図である。感光体１０の回転軸１４は、図１６に示すように、プロセスカートリッジ枠体２１０の側板２２０に設けられた軸受２４４を貫通することで感光体１０の回転軸１４が位置決めされている。面板２４０は、当該軸受２４４の外周に位置決めの穴部２４１が嵌合し、かつ現像スリーブ５１のシャフト５１１に挿入部２４２が挿入されることにより、感光体１０の回転軸１４と現像スリーブ５１の位置が決定される。このように位置決めがなされた後、固定穴２２５、２２６からそれぞれ現像モジュール５０のガイド５２１、５２２が固定され、現像モジュール５０の枠体への固定が行われる。
【００３９】
図１７は、本発明の一実施形態であるプロセスカートリッジの組み立て図である。本発明のプロセスカートリッジ２００は、少なくとも、プロセスカートリッジ枠体２１０に、図示手前側の側板２２０（第１側板）から感光体１０の長手方向に一体的に設けられた位置決め板２１１を用いて、感光体１０と帯電モジュール３０を組み立てるものである。
図１７に示すように、プロセスカートリッジ枠体２１０に、側板２２０に設ける軸受２４４に感光体１０のシャフト１４を挿入し、さらに、第２側板２５０の軸受２５４に感光体１０のシャフト１４を挿入してからプロセスカートリッジ枠体２１０の側板２３０に固定する。さらに、クリーニングブレード２２を保持する保持板２１に設けるガイド部２８をプロセスカートリッジ枠体２１０の側板２２０と第２側板２５０に設けられる第１当接面２２１、第２当接面２５１にそれぞれ位置決めして取り付け、これにより、クリーニングブレード２２を備える筐体２６が同時に組み立てられる。これによって、少ない部品で精度の高い位置決め、ねじれ、たわみの発生の少ない取付が可能になる。
以下、各モジュール、部分の取付について詳述する。
【００４０】
図１８は、第２側板に感光体１０を装着し、枠体奥側に取り付けた状態を示す図である。感光体１０の回転軸１４は、第２側板２５０の軸受２５４に挿通されて位置決めされた後、カップリング１４１が回転軸１４の端部に取り付けられる。カップリング１４１は、プロセスカートリッジ２００の装着時に、画像形成装置１００本体側に設けられた駆動手段（図示しない）に係合し、感光体１０が回転駆動される。また、クリーニングモジュール２０は、側板２５０の第２当接面２５１に保持板２１が当接され、上述したとおりガイド２８１によりガイドされ、固定穴２８２により固定される。さらに、現像モジュール５０は、シャフト支持部２５３から現像スリーブ５１のシャフト５１１が挿入し、側板２５０との固定がされる。
【００４１】
上述したとおり、第１側板２２０に設けられた第１当接面２２１と、第２側板２５０に設けられた第２当接面２５１とには、クリーニングモジュール２０の保持板２１を固定すべく、位置決めのための突起とネジ用の穴とが設けられる。従って、保持板２１はプロセスカートリッジの両端側、つまりできるだけ長手方向に距離をもって支持できるので、保持板２１を安定的に保持でき、保持板２１に取り付けられたクリーニングブレード２２と感光体１０上への当接状態を精度良く取り付けることができる。また、感光体１０の回転軸１４を支持する軸受２４４、２５４は、それぞれ第１当接面２２１、および第２当接面２５１の幅内であって、かつ、その近傍にあり、保持板２１を軸受２４４、２５４に向かって固定される。従って、保持板２１と軸受に支持された感光体１０の回転軸に対する距離、および角度の精度を高めることができ、結果的に、保持板２１により保持されるクリーニングブレード２２と感光体１０との当接状態を精度よく取り付けることができる。また、上述したとおり、保持板２１に強度の高い材料（本実施形態では厚さ２．０ｍｍの鋼板）を使用することにより精度を高めることに寄与する。
【００４２】
また、保持板２１は金属製にして剛性を大きくすることが好ましい。これによって、第１側板２２０と第２側板２５０と、プロセスカートリッジ枠体２１０等の寸法のくるいから、クリーニングブレード２２の保持板２１を両端で固定したときに生ずるねじれ、たわみを規制することができる。さらに、本実施形態のように、保持板２１を支持する第１側板２２０と第２側板２５０とは別部材とすることが好ましい。別部材とすることにより、一体的にすることにより生じる成型時からのねじれ、たわみの影響を低減することができ、枠体よりも剛性が高い保持板２１を基準として、両側板２２０、２５０の位置が決定でき、プロセスカートリッジ自体を高精度に組み立てることができる。また、このように、剛性の高い保持板２１によりクリーニングモジュール２０をプロセスカートリッジ２００に取り付けた後、現像モジュール５０、帯電モジュール３０を取り付けるようにすれば、クリーニングモジュール２０の取り付けによりねじれ、たわみの影響が低減されているため、結果的に、現像モジュール５０、帯電モジュール３０の取り付けを高精度に行うことができる。また、このクリーニングモジュール２０をプロセスカートリッジ枠体２１０に装着したときに、クリーニングブレード２２と感光体１０とを高い精度で当接しても、この保持板２１を中心に回転する力が作用する。このため、クリーニングモジュール２０の回転を抑えるために、さらに、クリーニングモジュール２０にプロセスカートリッジ２００又は面板２４０、２５０に固定する固定部材２５７を設ける。この固定部材２５７は、ネジ、ピン等で固定するものであってもよい。
【００４３】
図１９は、潤滑剤の塗布装置を示す概略断面図である。図２及び図１９に示すように、潤滑剤の塗布装置７０は、クリーニングモジュール２０とは別個に設けられ、感光体１０上の潤滑剤を薄膜化する膜形成部材７１と、潤滑剤を感光体１０に供給するフィルム７２１を備え、感光体１０の回転方向に順方向に回転駆動されて感光体１０上に潤滑剤を供給する供給部材７２と、プロセスカートリッジ枠体２１０に設けられ潤滑剤を収納する潤滑剤収納部２７０とからなっている。なお、供給部材７２はその構成に限らず、ブラシを金属ローラ表面に設けるなど便宜採用できる。なお、フィルム７２１は、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂の中から選択される。ブラシは、同様の樹脂の他、摩耗に強く、強度が高いナイロン等のポリアミド樹脂を用いることができる。また、摩擦帯電を防止するために、導電性粉末としては、アセチレンブラック、ファーネスブラック等のカーボンブラック、黒鉛、または、銅、銀等の金属粉末の導電性粉末を含有させてもよい。具体的には電気抵抗は１０２〜１０８Ω・ｃｍの範囲にすることが好ましい。膜形成部材７１は、塗布ブレード７１１とブレード支持部材７１２とからなっている。塗布ブレード７１１は、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂のエラストマーをブレード状にして用いる。とくに、弾性が高く、摩耗しにくいウレタン樹脂が好ましい。このブレード支持部材７１２は、塗布ブレード７１１を支持する発泡体を配設し、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂による発泡体を用いる。特に、ウレタン発泡体が好ましい。これによって、感光体１０を過度に圧接することにより生ずる摩耗を抑え、かつ、潤滑剤の均一な膜を形成することができる。
【００４４】
塗布ブレード７１１の当接条件は、感光体１０に当接する方式はカウンター方式でもトレーリング方式でも良い。ブレードによるめくれの発生が少なく、潤滑剤を均一に薄膜化できる。当接圧は５〜３０Ｎ／ｍ、当接角度は１０〜３０°の範囲にする。食い込み量等の他の条件は、ブレードの弾性率により適宜決定することができる。ただし、硬度の低い潤滑剤を薄層化するものであり、クリーニングにおけるクリーニングブレード２２の当接条件と比較して当接圧等は低くする。
この塗布装置７０は、潤滑剤収納部２７０にある潤滑剤を供給部材７２のフィルム７２１に乗せて、感光体１０に潤滑剤を供給し、感光体１０に当接された塗布ブレード７１１で潤滑剤を薄層化して塗布する。これによって、感光体１０の摩擦係数を低くすることができ、トナーの転写率を向上させて廃棄するトナー量を減少させることができる。
さらに、感光体１０の表面の摩擦係数を小さくすることによって、クリーニングしにくい球形形状のトナーであってもクリーニングすることができる。また、潤滑剤の薄層形成を塗布ブレード７１１で行うことで、不必要な潤滑剤は塗布ブレード７１１でせき止められ、感光体１０に薄膜を形成する量をできるだけ少なくすることで最小厚さの膜を形成することができる。また、このときに、薄層にならなかった潤滑剤は、塗布ブレード７１１上からこぼれて潤滑剤収納部２７０に戻るので、潤滑剤を長く使用することができる。
【００４５】
潤滑剤としては、例えば、オレイン酸鉛、オレイン酸亜鉛、オレイン酸銅、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸鉄、ステアリン酸銅、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸銅、リノレン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩類や、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリトリフルオロクロルエチレン、ジクロロジフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−オキサフルオロプロピレン共重合体等のフッ素系樹脂が挙げられる。特に、感光体１０の摩擦を低減する効果の大きい脂肪酸金属塩であって、脂肪酸としてステアリン酸、金属として亜鉛、又はカルシウムを用いるステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムが一層好ましい。
また、潤滑剤は、粉体状であって、体積平均粒径が、０．１〜３．０ｍｍの範囲にあるものを用いる。成型した潤滑剤では、ブラシで強く摺擦して粉体状に掻き取り感光体１０に供給しなければならず、ブラシの寿命が短くなり、また、駆動させるための軸、ギアの強度を高くしなければならず、製造上のコスト低減が困難である。粉体状の潤滑剤を用い、また、粉体状潤滑剤の体積平均粒径を小さくすることで、塗布ブレード７１１による薄層化を容易にすることができる。０．１ｍｍ未満では、薄層化されることなく塗布ブレード７１１をすり抜けてしまう。３．０ｍｍを越えると、塗布ブレード７１１でクリーニングされてしまい、薄層化することができない。
【００４６】
図２０は、側板の内側に設けられたギア列を示す概略図である。上述したとおり、感光体１０は装置本体から回転駆動される。感光体１０の回転軸１４に設けられた感光体ギア１０ａの回転は、搬送オーガギア２５ａ、２５ｂ、２５ｃにより伝達されて搬送オーガ２５を回転する。搬送オーガ２５は回転駆動されることにより、クリーニングモジュール２０のハウジング２６内に回収された回収トナーをプロセスカートリッジ外に搬送する。さらに、感光体ギア１０ａの回転は、供給部材７２ａ、７２ｂ、７２ｃにより伝達されて供給部材７２を回転駆動することにより、感光体１０表面に潤滑剤を供給する。さらに、感光体ギア１０ａの回転は、帯電部材ギアにより伝達されて帯電部材３１を回転駆動することにより、感光体１０表面に均一に帯電を行う。
なお、本実施形態では、潤滑剤を供給する供給部材７２の回転速度は、感光体１０の回転速度よりも早く設定している。したがって、感光体１０表面への潤滑剤塗布量が不足することはない。しかしながら、ギア比を調整することにより、感光体１０の回転速度と供給部材の回転速度を調整し、潤滑剤塗布量を適当になるよう設定することができる。
【００４７】
また、この他に、プロセスカートリッジ２００には、検知手段としては、プロセスカートリッジ２００内の温湿度を検知するための温湿度センサ、感光体１０の電位を検知する電位センサ、現像後の感光体１０上の現像されたトナー量を検知するトナー濃度センサを設けることができる。さらに、例えば、転写前除電装置、クリーニング前除電装置を設けてもよい。
【００４８】
本発明の帯電モジュール３０は、感光体１０を含むいわゆるプロセスカートリッジ２００筐体に一体的に設けられ、当該プロセスカートリッジ２００筐体に着脱可能に構成されたものであり、更に、当該プロセスカートリッジ２００は、画像形成装置１００本体に着脱可能に構成されているものである。
このプロセスカートリッジ２００では、組立性を向上させるために、帯電、クリーニング等の各作像プロセスを予めユニット化し、容易に着脱可能にできるように構成されている。本発明の帯電モジュール３０は、帯電ユニット単独の形態では、清掃部材である帯電クリーニングローラ３３と帯電部材である帯電ローラ３１との押圧力を低下させる機構としているため、清掃部材である帯電クリーニングローラ３３の圧縮ひずみを防止することができ、予めユニットとして組立てておいても、長期にわたり保管することが可能である。
これにより、帯電クリーニングローラ３３による清掃性が維持されるため、小粒径トナーや重合トナーを使用しても、これらを帯電部材３１表面から確実に除去することができ、帯電部材３１の早期帯電不良を防止することができるため、長期に亘ってその性能を維持することができる。
【００４９】
次に、本発明の画像形成装置１００に好適に使用されるトナーについて説明する。６００ｄｐｉ以上の微少ドットを再現するために、トナーの体積平均粒径は１０μｍ以下が好ましく、さらには３〜８μｍが好ましい。体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）は１．００〜１．４０の範囲にあることが好ましい。（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、静電転写方式では転写率を高くすることができる。
【００５０】
また、本発明の画像形成装置に好適に用いられるトナーは、例えば、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。
【００５１】
（変性ポリエステル）
本発明に係るトナーはバインダ樹脂として変性ポリエステル（ｉ）を含む。変性ポリエステル（ｉ）としては、ポリエステル樹脂中にエステル結合以外の結合基が存在したり、またポリエステル樹脂中に構成の異なる樹脂成分が共有結合、イオン結合などで結合した状態をさす。具体的には、ポリエステル末端に、カルボン酸基、水酸基と反応するイソシアネート基などの官能基を導入し、さらに活性水素含有化合物と反応させ、ポリエステル末端を変性したものを指す。
【００５２】
変性ポリエステル（ｉ）としては、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）とアミン類（Ｂ）との反応により得られるウレア変性ポリエステルなどが挙げられる。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）としては、多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の重縮合物で、かつ活性水素基を有するポリエステルを、さらに多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）と反応させたものなどが挙げられる。上記ポリエステルの有する活性水素基としては、水酸基（アルコール性水酸基及びフェノール性水酸基）、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。
【００５３】
ウレア変性ポリエステルは、以下のようにして生成される。
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
アミン類（Ｂ）の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中のイソシアネート基［ＮＣＯ］と、アミン類（Ｂ）中のアミノ基［ＮＨｘ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］として、通常１／２〜２／１、好ましくは１．５／１〜１／１．５、さらに好ましくは１．２／１〜１／１．２である。［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］が２を超えたり１／２未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常１００／０〜１０／９０であり、好ましくは８０／２０〜２０／８０、さらに好ましくは、６０／４０〜３０／７０である。ウレア結合のモル比が１０％未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。
【００６１】
本発明で用いられる変性ポリエステル（ｉ）は、ワンショット法、プレポリマー法により製造される。変性ポリエステル（ｉ）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。この時のピーク分子量は１０００〜１００００が好ましく、１０００未満では伸長反応しにくくトナーの弾性が少なくその結果耐ホットオフセット性が悪化する。また１００００を超えると定着性の低下や粒子化や粉砕において製造上の課題が高くなる。変性ポリエステル（ｉ）の数平均分子量は、後述の変性されていないポリエステル（ｉｉ）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。（ｉ）単独の場合は、数平均分子量は、通常２００００以下、好ましくは１０００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００である。２００００を超えると低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
変性ポリエステル（ｉ）を得るための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。
【００６２】
（未変性ポリエステル）
本発明においては、前記変性されたポリエステル（ｉ）単独使用だけでなく、この（ｉ）と共に、未変性ポリエステル（ｉｉ）をバインダ樹脂成分として含有させることもできる。（ｉｉ）を併用することで、低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が向上し、単独使用より好ましい。（ｉｉ）としては、前記（ｉ）のポリエステル成分と同様な多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）との重縮合物などが挙げられ、好ましいものも（ｉ）と同様である。また、（ｉｉ）は無変性のポリエステルだけでなく、ウレア結合以外の化学結合で変性されているものでもよく、例えばウレタン結合で変性されていてもよい。（ｉ）と（ｉｉ）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、（ｉ）のポリエステル成分と（ｉｉ）は類似の組成が好ましい。（ｉｉ）を含有させる場合の（ｉ）と（ｉｉ）の重量比は、通常５／９５〜８０／２０、好ましくは５／９５〜３０／７０、さらに好ましくは５／９５〜２５／７５、特に好ましくは７／９３〜２０／８０である。（ｉ）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。
【００６３】
（ｉｉ）のピーク分子量は、通常１０００〜１００００、好ましくは２０００〜８０００、さらに好ましくは２０００〜５０００である。１０００未満では耐熱保存性が悪化し、１００００を超えると低温定着性が悪化する。（ｉｉ）の水酸基価は５以上であることが好ましく、さらに好ましくは１０〜１２０、特に好ましくは２０〜８０である。５未満では耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。（ｉｉ）の酸価は１〜５が好ましく、より好ましくは２〜４である。ワックスに高酸価ワックスを使用するため、バインダは低酸価バインダが帯電や高体積抵抗につながるので二成分系現像剤に用いるトナーにはマッチしやすい。
【００６４】
バインダ樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は通常３５〜７０℃、好ましくは５５〜６５℃である。３５℃未満ではトナーの耐熱保存性が悪化し、７０℃を超えると低温定着性が不十分となる。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、本発明のトナーにおいては、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。
【００６５】
（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。
【００６６】
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。
【００６７】
（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気的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
【００６８】
（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。
【００６９】
（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。
【００７０】
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。
【００７１】
２）トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。
水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール（メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど）、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類（メチルセルソルブなど）、低級ケトン類（アセトン、メチルエチルケトンなど）などの有機溶媒を含むものであってもよい。
トナー材料液１００重量部に対する水系媒体の使用量は、通常５０〜２０００重量部、好ましくは１００〜１０００重量部である。５０重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。２００００重量部を超えると経済的でない。
【００７２】
また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの４級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ（アミノエチル）グリシン、ジ（オクチルアミノエチル）グリシンやＮ−アルキル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
【００７３】
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。
【００７４】
また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を右する脂肪族１級、２級もしくは２級アミン酸、パーフルオロアルキル（Ｃ６−Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンＳ−１２１（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−１３５（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−２０２（ダイキンエ業杜製）、メガファックＦ−１５０、Ｆ−８２４（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１３２（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−３００（ネオス社製）などが挙げられる。
【００７５】
樹脂微粒子は、水性分散体を形成しうる樹脂であればいかなる樹脂も使用でき、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよい。例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。樹脂としては、上記の樹脂を２種以上併用しても差し支えない。
このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。例えばビニル系樹脂としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、（メタ）アクリル酸−アクリル酸エステル重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体等の樹脂が挙げられる。樹脂微粒子の平均粒径は５〜２００ｎｍ、好ましくは２０〜３００ｎｍである。
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
５）上記で得られたトナー母体粒子に、必要に応じて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、表面のモル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。
【００８１】
また、本発明の画像形成装置で使用さ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２１は、形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式（１）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）  ・・・式（１）
ＳＦ−１の値が１００の場合トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。
また、形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式（２）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、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、転写率が低下するため好ましくない。
【００８２】
以上によって製造されたトナーは、高画質化やトナー製造時の省エネルギー化に寄与できる反面、清掃部材をすり抜けやすく、クリーニングし難いという特質を有している。
これら小粒径トナーや重合トナーは、帯電ローラ３１表面に残留トナーとして付着、堆積し、早期帯電不良等を引き起こす原因となりやすい。
本発明の帯電装置は、清掃部材３３の圧縮ひずみを抑制し、清掃性が損なわれない機構
としているため、このようなクリーニングし難いトナーを使用しても、確実に帯電ローラ
３１表面から除去することができるため、長期に亘ってその性能を維持することができる。
また、本発明の画像形成装置は、このようなプロセスカートリッジ２００を用いることで、高品位の画像を長期にわたって安定して供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の一実施形態である画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態であるプロセスカートリッジの構成を示す概略断面図である。
【図３】本発明の特徴部である帯電モジュールの構成を示す概略図であり、（Ａ）は外観斜視図であり、（Ｂ）は外観側面図である。
【図４】プロセスカートリッジに取り付け後における帯電モジュールのバネ材の付勢位置を示した模式図である。
【図５】プロセスカートリッジに取り付ける前における帯電モジュールのバネ材の付勢位置を示した模式図である。
【図６】帯電部材の構造を示す概略図である。
【図７】プロセスカートリッジ枠体の構造を示す概略図である。
【図８】本発明のプロセスカートリッジに用いる奥側の面板の構造を示す概略図である。
【図９】このプロセスカートリッジに配置される感光体の前側を示す概略図である。
【図１０】感光体の感光層の構造を示す概略図である。
【図１１】本発明のプロセスカートリッジに用いるクリーニングモジュール２０の概略構成を示す、（Ａ）は外観斜視図であり、（Ｂ）は断面図である。
【図１２】本発明のクリーニングブレードの配置状態を模式的に示す概略図である。
【図１３】クリーニングブレードの当接条件を示す概略図である。
【図１４】現像モジュールを示す概略図である。
【図１５】現像モジュールをプロセスカートリッジに位置決め固定する面板を示す概略図である。
【図１６】枠体前側の側板に対し、面板により現像モジュールを位置決めしたときの状態を示す図である。
【図１７】本発明の一実施形態であるプロセスカートリッジの組み立て図である。
【図１８】側板に感光体を装着し、枠体奥側に取り付けた状態を示す図である。
【図１９】潤滑剤の塗布装置を示す概略断面図である。
【図２０】側板の内側に設けられたギア列を示す概略図である。
【図２１】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。
【符号の説明】
【００８４】
１０  像担持体（感光体）
１１  アルミニウム基板
１２  感光層
１２１  電荷発生層
１２２  電荷輸送層
１２３  保護層
１３  前側フランジ
１４  奥側フランジ
１４１  カップリング
１５  シャフト
１６  カップリング
１７  ギア
２０  クリーニングモジュール
２１  保持板
２２  クリーニングブレード
２３  フィルム
２４  残トナー収納部
２５  搬送オーガ
２６  筐体
２７  ネジ
２８  位置決めガイド
２８１  ガイド
２８２  固定穴
３０  帯電モジュール
３１  帯電部材（帯電ローラ）
３２  バネ材
３３  帯電クリーニング部材（帯電クリーニングローラ）
３４  スペーサ部材
３５  バネ支持部材
３７  軸受
３９  ハウジング
４０  露光装置
５０  現像モジュール
５１  現像スリーブ
５１１  回転軸
５２１、５２２  ガイド
５３  混合ローラ
５４  供給ローラ
５５  規制部材
５６  現像剤収納部
５６１  仕切板
６０  転写装置
６１  第１転写ローラ
６２  中間転写ベルト
６２、６３、６４  回転ローラ
６５  テンションローラ
７０  塗布装置
７１  膜形成部材
７１１  薄層化ブレード
７１２  支持部材
７２  供給部材
７２１  フィルム
９０  定着装置
１００  画像形成装置
１１０  読取部
１２０  画像形成部
１３０  給紙部
２００  プロセスカートリッジ
２１０  プロセスカートリッジ枠体
２１１  補強板
２２０  第１側板
２２１  第１当接面
２２５、２２６  固定穴
２３０  側板
２４０  面板
２４１  穴部
２４２  挿入部
２４４  軸受
２５０  第２側板
２５１  第２当接面
２５４  軸受
２５３  シャフト支持部
２５５  ガイド溝
２５７  固定手段
２７０  潤滑剤収納部
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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