(57)【要約】【課題】高画質な出力を長期に渡って保持することが可能な画像形成装置をより安価に提供すること。【解決手段】複数の感光体を用いて色重ねを行なう中間転写方式のタンデムカラーシステムの画像形成装置において、各色の感光体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記感光体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記感光体の表面に形成された潜像を少なくともトナーを含有する現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、前記感光体の表面に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写手段と、転写後の感光体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段を具備した画像形成装置であって、各色Ｎ本の感光体のうち１本から（Ｎ−１）本の感光体に、感光体の保護剤としてＢＮと金属石鹸を含む保護剤を供給する保護剤塗布手段を有することを特徴とする画像形成装置。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ本（Ｎ＝２以上の整数）の感光体を用いて色重ねを行なう中間転写方式のタンデムカラーシステムの画像形成装置において、
各色、Ｎ本の感光体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記感光体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記感光体の表面に形成された潜像を少なくともトナーを含有する現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、前記感光体の表面に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写手段と、転写後の感光体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段を具備した画像形成装置であって、
各色の感光体のうち１本から（Ｎ−１）本の感光体に、感光体の保護剤としてＢＮと金属石鹸を含む保護剤を供給する保護剤塗布手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ＢＮと金属石鹸とを含む保護剤が供給される以外の感光体には、保護剤として金属石鹸を供給する手段を具備することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記各色の感光体のうち、少なくともブラック用の感光体に、感光体の保護剤としてＢＮと金属石鹸を含む保護剤を供給する保護剤塗布手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記各色の感光体のうち、少なくとも最上流に位置する感光体に、感光体の保護剤としてＢＮと金属石鹸を含む保護剤を供給する保護剤塗布手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記保護剤における金属石鹸とＢＮの混合割合は、重量比で、金属石鹸：ＢＮ＝６０：４０〜９７：３であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記金属石鹸は、パルミチン酸亜鉛とステアリン酸亜鉛の混合物であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記ＢＮと金属石鹸とを含む保護剤を感光体に供給する手段として、ＢＮと金属石鹸の混合粉をバー状に固めた保護剤バーにブラシを接触させ、該ブラシの回転により、感光体に保護剤を供給することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記クリーニング手段とは別に保護剤を供給する手段として保護剤塗布ブレードを具備することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記保護剤塗布ブレードに、使用開始前の状態で潤滑性物質が付着していることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記保護剤塗布ブレードに、使用開始前の状態でＢＮ、または金属石鹸とＢＮとの混合物が付着していることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記保護剤を供給する手段である保護剤塗布ブレードが、カウンター方式に類する角度で前記感光体に当接していることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記保護剤を供給する手段である保護剤塗布ブレードが、鈍角ブレードであることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記ＢＮと金属石鹸とを含む保護剤の保護剤バーを成型する際に、保護剤粉末を圧縮して作製する圧縮成型法を用いることを特徴とする請求項７〜１２のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記ＢＮと金属石鹸とを含む保護剤に、研磨粒子が含有されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記研磨粒子はアルミナであることを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記感光体を帯電する帯電手段を有し、
前記帯電手段による前記感光体の帯電方式が、接触方式または近接方式であって、
前記帯電手段は、直流電圧に交流電圧を重畳したＡＣ帯電を行うことを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記感光体の最表面の表面層中に、フィラーが分散されていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれかに記載の画像形成装置に用いるための、感光体と少なくとも感光体上の潜像を現像剤で現像する装置とを一体化して画像形成装置に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジであって、前記感光体の保護剤としてＢＮと金属石鹸を含む保護剤を供給する保護剤塗布手段を有す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、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置における、感光体およびクリーニングブレードを摩擦力等の力学的ストレスから保護する、保護剤を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを用いた画像形成装置において、感光体に対して帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程を施すことにより画像形成が行われる。帯電工程で生成し感光体表面に残る放電生成物および転写工程後に感光体表面に残る残トナーまたはトナー成分はクリーニングプロセスを経て除去される。
【０００３】
一般に用いられるクリーニング方式として、安価で機構が簡単でクリーニング性に優れたゴムブレードが用いられる。しかし、ゴムブレードは感光体に押し当てて感光体表面の残留物を除去するため感光体表面とクリーニングブレード間の摩擦によるストレスが大きく、ゴムブレードの磨耗や特に有機感光体においては感光体表面層の磨耗が生じ、ゴムブレードおよび有機感光体の寿命を短くする。また、高画質化の要求に対して画像形成に用いられるトナーは小粒径のものになってきている。小粒径のトナーを用いた画像形成装置では、残トナーがクリーニングブレードをすり抜けていく割合が多くなり、特に、クリーニングブレードの寸法精度、組み付け精度が十分でなかったり、クリーニングブレードが部分的に震動した場合にトナーのすり抜けは激しくなってしまい高画質の画像形成を妨げていた。
【０００４】
この要求に対して、実際には潤滑剤（保護剤）にブラシを押し当て、回転させることにより保護剤を粉上にして感光体に供給し、クリーニングブレードで潤滑剤の皮膜を形成する方法などが採用されている。感光体とクリーニングブレードの間に潤滑剤を介することによりクリーニングブレードおよび感光体表面が潤滑剤によって保護されるため、クリーニングブレードと感光体の摩擦によって生じる感光体磨耗やクリーニングブレードの劣化や感光体を帯電するときに生じる放電のエネルギーによる感光体の劣化が低減される。また、潤滑剤の塗布により、感光体表面の潤滑性が上がるためクリーニングブレードが部分的に震動する現象が低減され、すり抜けトナーの量が減少する。
【０００５】
また、近年、画像形成装置は、カラー機が主流になっており、高画質な画像が望まれることから、帯電方式は、帯電ローラを帯電器に用い、直流電圧に交流電圧を重畳したＡＣ帯電方式が主流となってきている。また、帯電ローラを用いたＡＣ帯電方式は小型化のニーズにも応えられ、オゾン、ＮＯｘ等の酸化性ガスの発生量が少ないことから、そのニーズは高い。しかし、ＤＣ帯電方式の場合は、帯電器を通過する間に、１回の正放電のみで感光体を帯電させるが、ＡＣ帯電方式を用いた場合は、周波数に応じて、１秒間に数１００〜数１０００回の正負放電を繰り返して感光体を帯電させることから、感光体が受けるハザードはＤＣ帯電方式と比較して非常に大きく、感光体を保護する機能がより重要となってきている。
【０００６】
このように、保護剤を多量に塗布する必要性や小粒径トナーをクリーニングする必要性から、クリーニングブレードによるクリーニング効果を高めようとする動きが強くなっており、クリーニングブレードの劣化が加速してしまう傾向にあった。
また、保護剤を多量に塗布しようとブラシを保護剤に押し当てる圧力を高くして、保護剤が大きな粒子となって感光体に供給されると、ブレードをすり抜けやすくなると共に、保護剤が感光体を均一に被覆し難い、という不具合があった。
【０００７】
また、ブレードをすり抜けたトナーや金属石鹸等の潤滑剤は、帯電ローラに飛散し、固着して、帯電不良が起こることから、帯電ローラの汚染防止も課題となっていた。
【０００８】
一方、従来は、感光体のみの寿命を延ばし、帯電ローラやクリーニングブレードは劣化したら交換する趣向が強かったが、環境への配慮から、帯電ローラ、クリーニングブレード、感光体等、各部材全てについて、高寿命化したいというニーズが高まってきているため、各部材の劣化や汚染を防止する技術が求められている。
【０００９】
金属石鹸を用いた場合、感光体に供給された金属石鹸の粉が、粉の状態でブレードを通過し、帯電ローラに飛散し、固着して、帯電不良が起こるという課題に対して、この課題の低減をはかるため、金属石鹸に変わる感光体の保護剤として、金属石鹸に窒化ホウ素（ＢＮ）を配合した保護剤が検討されている（特許文献１）。特許文献１によると、金属石鹸（ステアリン酸亜鉛）に、窒化ホウ素（ＢＮ）を配合することにより、帯電ローラへの金属石鹸の粉の飛散やブレード磨耗を長期に渡って低減することができることが報告されており、窒化ホウ素（ＢＮ）の無機潤滑剤を金属石鹸に混合することが有効であることがわかってきている。しかも、この潤滑剤は、従来から使われてきたステアリン酸亜鉛バーに置き換え、使用することができる。しかし、ＢＮは非常に高価であることから、感光体に供給することによる効果が高い代わりに、潤滑剤に関するコストが従来よりかなり高くなってしまっていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑み、高画質な出力を長期に渡って保持することが可能な画像形成装置をより安価に提供することにある。特に、感光体、帯電ローラ、クリーニングブレード、保護剤塗布ブレードの寿命を大幅に延ばし、各部材またはプロセスカートリッジの交換頻度の少ない画像形成装置を提供すること。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、感光体の寿命はもちろんのこと、クリーニングブレード、帯電ローラ、中間転写ベルト等の感光体周りのすべての部材の長寿命化を目的として、全ての部材を長寿命化するシステムを実現するには、どのようにしたらよいか鋭意検討を行なった。
まず、発明者らは、金属石鹸を保護剤として感光体に塗布した場合には、金属石鹸が多すぎるとクリーニングブレードまたは帯電ローラの寿命が短くなってしまい、金属石鹸が少なすぎると、感光体の寿命が短くなってしまうことから、クリーニングブレード、感光体、帯電ローラ、中間転写ベルトをすべて長寿命化することができないことから、金属石鹸にＢＮを混合した系で、クリーニングブレード、感光体、帯電ローラのすべてについて長寿命化を達成しようと試みた。
【００１２】
金属石鹸のみを感光体に塗布した場合は、金属石鹸の粒が感光体上に多量に存在しているのに対し、金属石鹸にＢＮを混合した場合は、感光体上の金属石鹸の粒が劇的に減り、帯電ローラ汚れによる帯電不良が起こらなくなった。また、金属石鹸のみを感光体に塗布した場合は、クリ―ニングブレードから金属石鹸がすり抜ける現象がよく見られていたが、金属石鹸にＢＮを混合した場合は、クリ―ニングブレードからの金属石鹸のすり抜けがほとんど起こらなくなり、クリーニングブレードの寿命は金属石鹸のみを供給した場合よりも格段に長くなった。金属石鹸とＢＮ（ＢＮ含有保護剤）の混合物を感光体に供給すると、帯電ローラ汚れやクリーニングブレードの劣化が金属石鹸のみの場合より格段に良くなるため、適度な量のＢＮ含有保護剤を感光体に供給することで、クリーニングブレード、感光体、帯電ローラのすべてを長寿命化を達成でき、しかも高画質な画像が長期に渡って保持できることがわかってきた。しかし、金属石鹸にＢＮを混合して供給すると、ＢＮは非常に高価であることから、保護剤に関するコストが従来より非常に高くなってしまうため、より実用的にＢＮを用いることができないかさらに鋭意検討を重ねた。
【００１３】
発明者らは、ＢＮに関するコストを抑えるために、ＢＮは、中間転写媒体を通して他のステーションに移動するのではないかと考え、１つ以上のステーションに、金属石鹸とＢＮの混合物を供給し、他のステーションには、保護剤を用いないか、ＢＮを含有しないあるいはＢＮの含有量の少ない金属石鹸を塗布して、各部材の長寿命化と高画質な画像を長期に渡って保持することを実現できないか検討を行なった。その結果、１つ以上のステーションに、金属石鹸とＢＮの混合物を供給し、ＢＮ含有保護剤を使用しないステーションを設けた場合、ＢＮ含有保護剤を用いていないステーションの帯電ローラ汚れ、ブレード劣化の不具合が改善されることがわかってきた。そのため、ＢＮ含有保護剤を用いていないステーションの感光体上の付着物を分析したところ、感光体上にＢＮが存在することが確認された。以上のことから、１つ以上のステーションに、金属石鹸とＢＮの混合物を供給し、ＢＮ含有保護剤を使用しないステーションを設けても、ＢＮ含有保護剤を用いていないステーションにも、中間転写ベルトを経由してＢＮが移動し、すべてのステーションの各部材の長寿命化と高画質な画像を長期に渡って保持できることがわかり、本発明に到った。
すなわち、本発明に係る画像形成装置、及びプロセスカートリッジは以下の構成を有する。
【００１４】
（１）Ｎ本（Ｎ＝２以上の整数）の感光体を用いて色重ねを行なう中間転写方式のタンデムカラーシステムの画像形成装置において、
各色、Ｎ本の感光体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記感光体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記感光体の表面に形成された潜像を少なくともトナーを含有する現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、前記感光体の表面に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写手段と、転写後の感光体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段を具備した画像形成装置であって、
各色の感光体のうち１本から（Ｎ−１）本の感光体に、感光体の保護剤としてＢＮと金属石鹸を含む保護剤を供給する保護剤塗布手段を有することを特徴とする画像形成装置。
（２）前記ＢＮと金属石鹸とを含む保護剤が供給される以外の感光体には、保護剤として金属石鹸を供給する手段を具備することを特徴とする上記（１）に記載の画像形成装置。
（３）前記各色の感光体のうち、少なくともブラック用の感光体に、感光体の保護剤としてＢＮと金属石鹸を含む保護剤を供給する保護剤塗布手段を有することを特徴とする上記１又は２に記載の画像形成装置。
（４）前記各色の感光体のうち、少なくとも最上流に位置する感光体に、感光体の保護剤としてＢＮと金属石鹸を含む保護剤を供給する保護剤塗布手段を有することを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の画像形成装置。
（５）前記保護剤における金属石鹸とＢＮの混合割合は、重量比で、金属石鹸：ＢＮ＝６０：４０〜９７：３であることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の画像形成装置。
（６）前記金属石鹸は、パルミチン酸亜鉛とステアリン酸亜鉛の混合物であることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれかに記載の画像形成装置。
（７）前記ＢＮと金属石鹸とを含む保護剤を感光体に供給する手段として、ＢＮと金属石鹸の混合粉をバー状に固めた保護剤バーにブラシを接触させ、該ブラシの回転により、感光体に保護剤を供給することを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれかに記載の画像形成装置。
（８）前記クリーニング手段とは別に保護剤を供給する手段として保護剤塗布ブレードを具備することを特徴とする上記（１）〜（７）のいずれかに記載の画像形成装置。
（９）前記保護剤塗布ブレードに、使用開始前の状態で潤滑性物質が付着していることを特徴とする上記（８）に記載の画像形成装置。
（１０）前記保護剤塗布ブレードに、使用開始前の状態でＢＮ、または金属石鹸とＢＮとの混合物が付着していることを特徴とする上記（８）に記載の画像形成装置。
（１１）前記保護剤を供給する手段である保護剤塗布ブレードが、カウンター方式に類する角度で前記感光体に当接していることを特徴とする上記（８）〜（１０）のいずれかに記載の画像形成装置。
（１２）前記保護剤を供給する手段である保護剤塗布ブレードが、鈍角ブレードであることを特徴とする上記（８）〜（１１）のいずれかに記載の画像形成装置。
（１３）前記ＢＮと金属石鹸とを含む保護剤の保護剤バーを成型する際に、保護剤粉末を圧縮して作製する圧縮成型法を用いることを特徴とする上記（７）〜（１２）のいずれかに記載の画像形成装置。
（１４）前記ＢＮと金属石鹸とを含む保護剤に、研磨粒子が含有されていることを特徴とする上記（１）〜（１３）のいずれかに記載の画像形成装置。
（１５）前記研磨粒子はアルミナであることを特徴とする上記（１４）に記載の画像形成装置。
（１６）前記感光体を帯電する帯電手段を有し、
前記帯電手段による前記感光体の帯電方式が、接触方式または近接方式であって、
前記帯電手段は、直流電圧に交流電圧を重畳したＡＣ帯電を行うことを特徴とする上記（１）〜（１５）のいずれかに記載の画像形成装置。
（１７）前記感光体の最表面の表面層中に、フィラーが分散されていることを特徴とする上記（１）〜（１６）のいずれかに記載の画像形成装置。
（１８）上記（１）〜（１７）のいずれかに記載の画像形成装置に用いるための、感光体と少なくとも感光体上の潜像を現像剤で現像する装置とを一体化して画像形成装置に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジであって、前記感光体の保護剤としてＢＮと金属石鹸を含む保護剤を供給する保護剤塗布手段を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略を示す図である。
【図２】本発明に係るプロセスカートリッジの概略を示す図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の別の一例を表す概略図である。
【図４】実施例において評価に用いた出力チャートを表す図である。
【図５−１】感光体と当接する側のブレードの先端の角度が９０°の場合のモデル図である。
【図５−２】ブレードの先端が引き込まれた場合のモデル図である。
【図５−３】ブレードの先端の角度が９０°を超える（鈍角）場合のモデル図である。
【図５−４】ブレードの先端の角度が９０°未満（鋭角）の場合のモデル図である。
【図６−１】ブレードが感光体にカウンター方式で当接する場合のモデル図である。
【図６−２】ブレードが感光体にトレーリング（トレーディング）方式で当接する場合のモデル図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る画像形成装置は、Ｎ本（Ｎ＝２以上の整数）の感光体を用いて色重ねを行なう中間転写方式のタンデムカラーシステムの画像形成装置において、各色、Ｎ本の感光体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記感光体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記感光体の表面に形成された潜像を少なくともトナーを含有する現像剤により現像してトナー像を形成する現像手段と、前記感光体の表面に形成されたトナー像を被転写体に転写する転写手段と、転写後の感光体表面の残留トナーを除去するクリーニング手段を具備した画像形成装置であって、各色の感光体のうち１本から（Ｎ−１）本の感光体に、感光体の保護剤としてＢＮと金属石鹸を含む保護剤を供給する保護剤塗布手段を有することを特徴とする画像形成装置である。
【００１７】
本発明の画像形成装置において、経済性を考慮せず、性能のみを優先すれば、できるだけ多くの感光体にＢＮと金属石鹸を含む保護剤を供給することが好ましい。しかし、経済性を優先すれば、1本の感光体のみであっても良い。感光体上に供給された保護剤は、画像形成を行なうとトナーやトナーから脱離した外添剤で削られ除去されやすい。そのため、画像形成をよく行なう色の感光体には、優先的にＢＮと金属石鹸を含む保護剤を供給することが好ましい。一般的には、電子写真で画像形成する色は、ブラックが圧倒的に多いため、ブラック用の感光体には、ＢＮと金属石鹸を含む保護剤を供給することが好ましい。また、特定の色を多く画像形成する場合や、金色や銀色の特殊トナー、或いは、画像全体の光沢を向上させる透明トナー等、画像面積の多くなる場合にも、ＢＮと金属石鹸を含む保護剤を供給することが好ましい。また、ＢＮは感光体から転写により、中間転写ベルトへ移動し、他の感光体へ転写の際に移動する。中間転写ベルトから紙へ画像を転写する際に、中間転写ベルトへ移動したＢＮの一部は、紙へ転写されるため、ＢＮと金属石鹸を供給する感光体は、できるだけ上流側にあることが好ましい。
【００１８】
特に、ＢＮは、感光体とブレードとの潤滑性を向上させ、ブレードの微細な振動を抑制することにより、ブレードの姿勢を安定させ、金属石鹸の粉やトナーがブレードを通過して、帯電ローラに付着し、スジ状の異常画像の発生を抑制していると思われる。また、ブレードの振動が抑制されることにより、ブレード磨耗が抑制される。
【００１９】
各色の感光体のうち１本から（Ｎ−１）本の感光体に、感光体の保護剤としてＢＮと金属石鹸を含む保護剤を供給すると、感光体に塗布したＢＮは中間転写媒体に移動し、さらには、中間転写媒体から他の色のＢＮ含有滑剤を使用していない感光体にも移動することが、ＩＣＰ発光分光分析の結果からわかっている。
【００２０】
本発明において、ＢＮと金属石鹸を含む保護剤を供給する以外の感光体には、保護剤として金属石鹸を供給する手段を具備することが好ましい。金属石鹸をＢＮと金属石鹸を含む保護剤を供給する以外の感光体に供給塗布した場合、金属石鹸の粒はブレードをすり抜け、粒として感光体に存在しやすいため、その金属石鹸の粒が帯電ローラに飛散し、帯電不良を起こしやすい。しかし、１本から（Ｎ−１）本の感光体に、ＢＮと金属石鹸を含む保護剤を供給しておけば、ＢＮが中間転写媒体を通して、他の感光体に移動するため、他の感光体に当接したブレードの姿勢も安定し、金属石鹸の粉がブレードをすり抜けるのを抑制し、感光体の金属石鹸の粉の量が劇的に減少して、帯電不良を防止するため非常に好ましい。このとき感光体の金属石鹸は膜状となって感光体上に存在する。
【００２１】
本発明において保護剤は金属石鹸とＢＮの配合割合が重量比で、金属石鹸：ＢＮ＝６０：４０〜９７：３であることが好ましく、更に好ましくは金属石鹸：ＢＮ＝７５：２５〜８５：１５である。
金属石鹸の割合が６０％未満においては、ＢＮが感光体上に付着しすぎて不具合を起こしやすくなるため好ましくなく、金属石鹸の割合が９７％を超える場合は、ＢＮが充分な機能を果たさないため好ましくない。
【００２２】
本発明においては、金属石鹸中にＢＮを含有すると共に感光体に付着した際に他の感光体付着物を研磨除去する役割をする微粒子（研磨粒子）が分散されていることが好ましい。ＢＮと共に研磨粒子が分散されていることにより、研磨粒子が感光体上に付着しすぎたＢＮを削り取る役割も果たしてくれるため好ましい。ＢＮと共に分散する研磨粒子としては、本願規定を阻害しないものであれば、特にその種類が制限ざれるものではないが、例えば、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、チタン酸ストロンチウム、メタケイ酸アルミン酸マグネシウム等の金属酸化物微粒子や金属複酸化物微粒子、シリコーン樹脂粒子、シリコーンゴム粒子等の有機微粒子等を用いることができる。
【００２３】
研磨粒子としては、アルミナが特に好ましい。研磨粒子として、アルミナを含有させた場合、含有させるアルミナは保護剤全体の重量に対して、２〜１５％、好ましくは３〜１０％、さらに好ましくは４〜８％である。含有させるアルミナが、全重量に対して、１５％を超えると、アルミナが感光体を傷つけやすくなるため好ましくなく、含有させるアルミナが、全重量に対して、２％未満の場合、感光体上のＢＮおよびステアリン酸亜鉛とパルミチン酸亜鉛の混合物およびその他の付着物を研磨除去する効果が充分に発揮されないため好ましくない。
【００２４】
また、アルミナの粒径としては、０．０５〜０．５μｍ、より好ましくは、０．１〜０．４μｍ、更に好ましくは、０．２〜０．３μｍである。アルミナの粒径が、０．０５μｍ未満である場合は、感光体上のＢＮおよびステアリン酸亜鉛とパルミチン酸亜鉛の混合物およびその他の付着物を研磨除去する効果が充分に発揮されないため好ましくなく、アルミナの粒径が、０．５μｍを超えると、アルミナ自体が感光体を傷つけやすくなるため好ましくない。
【００２５】
本発明の画像形成装置において、金属石鹸は、パルミチン酸亜鉛とステアリン酸亜鉛の混合物であることが好ましい。また、本発明の画像形成装置に用いる保護剤中のステアリン酸亜鉛とパルミチン酸亜鉛の混合比は、７５：２５〜４０：６０（重量比）、好ましくは６６：３４〜４０：６０（重量比）であることが好ましい。
【００２６】
ステアリン酸亜鉛とパルミチン酸亜鉛の混合物を用いる事が好ましい理由として、ステアリン酸亜鉛が感光体上に塗布される過程を観察すると、ブロック状のステアリン酸亜鉛は、ブラシによりかきとられて微粉化され、ブレードで引伸ばされるが、感光体の線速が速くなると、ステアリン酸亜鉛の引伸ばされ方が、追いつかなくなることがある。しかし、ステアリン酸亜鉛に、ステアリン酸亜鉛よりも分子量の小さいパルミチン酸亜鉛を加えることにより、感光体の線速が速くても、感光体上へ、保護剤（ステアリン酸亜鉛とパルミチン酸亜鉛）がブレードで引伸ばされ、感光体上を充分に覆うことができる。
【００２７】
ステアリン酸亜鉛とパルミチン酸亜鉛は、何れも脂肪酸金属塩であるが、脂肪酸部分は、ステアリン酸が炭素数が１８であり、パルミチン酸は炭素数が１６である。そのため、ステアリン酸亜鉛とパルミチン酸亜鉛は構造が似ていてよく相溶し、ほぼ、同じ材料としてふるまう。
【００２８】
パルミチン酸亜鉛はステアリン酸亜鉛に比べて融点が低いため、ステアリン酸亜鉛中にパルミチン酸亜鉛が一定量以上含有していると、ブレードにより保護剤が引伸ばされやすくなる。また、感光体の線速が速くなると、感光体に降り注ぐ帯電のエネルギー、特にＡＣ帯電のエネルギーはより強くなるため、保護剤による感光体の保護効果を高めるために、感光体上の保護剤の厚みを厚くしておく必要がある。
【００２９】
ステアリン酸亜鉛は、感光体上にランダムに付着しているのではなく、２分子で付着した状態が安定といわれている。即ち、ステアリン酸亜鉛を感光体上に塗布しても、ステアリン酸亜鉛の２分子分の厚みで飽和してしまう。ここにステアリン酸亜鉛に比べ、分子の長さが若干小さいパルミチン酸亜鉛が一定量以上含有すると、分子層の高さは一定ではなくなり、低い部分と高い部分が共存すようになる。すると次の分子が低い部分に入り込み、分子層を形成するようになる。そのため、結果的に２分子よりも厚い保護剤層を形成することができ、感光体の保護効果が向上する。
【００３０】
本発明の画像形成装置は、クリーニング手段とは別に保護剤を供給する手段として保護剤塗布ブレード（以下、単にブレードとも記す）を具備することが好ましい。クリーニングブレードのみでも、保護剤の供給は可能であるが、クリーニングブレードはトナーのクリーニングも行なうため、クリーニングブレード上でトナーと保護剤が混在してしまい、感光体上に保護剤の皮膜を作る機能が十分ではない。そのため、トナークリーニングのブレードと保護剤供給および塗布のブレード（保護剤塗布ブレード）の２枚のブレードを具備することにより、機能を分離し、より効率よく、トナークリーニングおよび感光体上への保護剤供給を行なうことができる。
【００３１】
また、該塗布ブレードは使用開始前の状態で、潤滑性物質が付着していることが好ましい。初期段階で該塗布ブレードに潤滑性物質が付着しているとブレード感光体間の潤滑性があがるため好ましい。
【００３２】
また、該塗布ブレードは使用開始前の状態でＢＮ、または金属石鹸とＢＮとの混合物が付着していることが好ましい。初期段階でＢＮが塗布ブレードに付着していることは、塗布ブレード、感光体、帯電ローラの長寿命化を実現するために非常に好ましい。まず、ＢＮが介在することにより、すり抜けが防止されるため、帯電ローラ汚れの防止に寄与する。塗布ブレードにおいても、ＢＮは、感光体とブレードとの潤滑性を向上させ、ブレードの微細な振動を抑制することにより、ブレードの姿勢を安定させ、金属石鹸等の保護剤の粉がブレードを通過して、帯電ローラに付着し、スジ状の異常画像の発生を抑制する。また、ブレードの振動が抑制されることにより、ブレード磨耗が抑制される。
【００３３】
本発明において、保護剤を供給する手段であるブレードはカウンター方式に類する角度で像担持体としての感光体に当接していることが好ましい。ここで、カウンター方式に類する角度とは図６−１のように、感光体の回転（進行）方向に対して９０°未満の角度でブレードが当接していることを示し、一方、トレーリング（トレーディング）方式に類する角度とは図６−２のように、感光体の回転（進行）方向に対して９０°を超える角度でブレードが当接していることを示す。保護剤を供給する手段であるブレードがカウンター方式に類する角度で像担持体に当接していると、ＢＮの過剰な感光体への付着を抑制してくれることから好ましい。
【００３４】
本発明において、保護剤を供給する手段であるブレードは鈍角ブレードであることが好ましい。通常、ブレード先端の角度は、製造効率の良さから、９０°のものが用いられてきたが、鈍角ブレードは以下の点で優れている。
図５−１は、感光体と当接する側のブレードの先端が、通常の直角（９０度）の場合と本発明での鈍角の場合を比較したモデル図である。図５−１のように、ブレード先端が直角である場合は、感光体の回転によりブレード先端が引き込まれやすいが（図５−２：ブレード先端が引き込まれている際のモデル図）、鈍角ブレードにおいては、感光体との当接部分のブレード先端の角度が大きく（図５−３）、ブレードの引き込まれが極めて起こりにくい形状であることから、ブレードが安定的に感光体に当接し、ブレードの振動も少ないことから、クリーニング性が向上すると考えられる。ブレード先端が鋭角である鋭角ブレード（図５−４）についても同様に、ブレード先端が引き込まれやすいため好ましくない。
【００３５】
このように、鈍角ブレードを用いるとクリーニング性が向上し、トナーや金属石鹸、ＢＮがブレードをすり抜ける現象を抑制してくれることから、ＢＮがすり抜けて感光体上に過剰に付着することが抑制され、また、トナーや保護剤のすり抜けが少ないことから、帯電ローラ汚れも抑制されることから非常に好ましい。
【００３６】
本発明において、ＢＮと金属石鹸を含む保護剤を感光体に供給する手段として、ＢＮと金属石鹸の混合粉をバー状に固めた保護剤バーにブラシを接触させ、ブラシの回転により、感光体に保護剤を供給する方法を用いることが好ましい。保護剤バーにブラシを接触させ、ブラシの回転により、感光体に保護剤を供給する方法は機構が簡単で、安定した滑剤供給が可能であり、各部材の価格の面でも好ましい。
【００３７】
本発明において、保護剤バーを成型する際は、保護剤粉末を圧縮して作製する圧縮成型法を用いることが好ましい。
圧縮成型により保護剤ブロックを作製する際には、圧縮の度合いにより、保護剤ブロックの硬さが異なる。保護剤の真比重、成型型への投入量は、予め分かっているため、求める圧縮度合いの厚さになるよう、圧縮することで、再現性よく、保護剤ブロックを製造することができる。
【００３８】
保護剤ブロックの圧縮度合いは、保護剤の真比重の８８〜９８％、好ましくは９０〜９５％に圧縮していることが好ましい。保護剤ブロックの圧縮度合いが保護剤の真比重の８８％より低いと、保護剤ブロックの機械的強度が低いため、保護剤ブロックの取扱の際に、割れが生じ易く好ましくない。保護剤の真比重の９８％より大きいと、プレス機の能力を高くする必要があるとともに、部分的に溶融した箇所が生じ、保護剤ブロックの硬さが、場所により大きく異なる場合があり好ましくない。
【００３９】
保護剤の真比重の８８〜９８％である圧縮成型により作製した保護剤ブロックは、溶融成型により作製した保護剤ブロックよりもブラシを押し付ける力が弱くても保護剤を微粉化することができるため、経時に使用してもブラシが劣化せず、安定して保護剤を感光体に供給できるため好ましい。また、ＢＮやアルミナ等の粉体を混合させる場合、粉体の状態での混合を十分に行なっておけば、その混合状態を維持したまま保護剤バーが作製できるため、圧縮成型法は好ましい。
【００４０】
本発明の画像形成装置において、感光体の帯電方式は、接触方式または近接方式であって、帯電手段は、直流電圧に交流電圧を重畳したＡＣ帯電を行うことが好ましい。ＤＣ帯電方式の場合は、帯電器を通過する間に、１回の正放電のみで感光体を帯電させるが、ＡＣ帯電方式を用いた場合は、周波数に応じて、１秒間に数１００〜数１０００回の正負放電を繰り返して感光体を帯電させることから、感光体が受けるハザードはＤＣ帯電方式と比較して非常に大きく、特に劣化が激しいため、感光体にＢＮを供給して感光体劣化を防止する効果がＤＣ帯電の場合と比較してより高い。
【００４１】
本発明の画像形成装置において、前記感光体の最表面の表面層中には、フィラー（微粒子）が分散されていることが好ましい。フィラーが有る場合は、特にブレードが劣化しやすいため、ＢＮと金属石鹸を含有する保護剤を感光体に供給する効果が高い。また、感光体に金属石鹸の保護剤等を付着させる場合、感光体表面層中にフィラーがあると、感光体表面の凹凸のため、均一な金属石鹸等の保護層の膜を形成しにくいが、ＢＮを含有する保護剤を感光体に供給することで、ブレードの振動を防ぎ、ブレードの姿勢を安定させるので、感光体表面層中にフィラーがあっても、終始に渡り金属石鹸の均一な膜を形成しやすい。
【００４２】
以下に図面を参照して本発明の具体的な実施形態を説明する。
［実施形態１］
図１は本発明に係る保護剤塗布装置を備えた画像形成装置の要部構成例を示す概略要部構成図である。
像担持体であるドラム状の感光体１に対向して配設された保護剤塗布装置２は、感光体を保護する金属石鹸とＢＮとを主体とした保護剤をバー状（円柱状、四角柱状、六角柱状等）にした保護剤バー２１と、この保護剤バー２１が左右前後に振れないように支持する保護剤バー支持ガイド２５と、保護剤バー２１と接触するブラシ２２ａを有し保護剤バー２１からブラシ２２ａに移行した保護剤を感光体１へ供給する保護剤供給部材２２と、保護剤バー２１を保護剤供給部材２２のブラシ２２ａに押し当てて保護剤を保護剤供給部材２２のブラシ２２ａに移行させる押圧力付与機構（例えばバネ、スプリング等）２３と、保護剤供給部材２２により感光体上に供給された保護剤を薄層化する保護層形成機構２４等から主に構成されている。本発明に用いる保護剤バー２１は、保護剤を溶融後、成型型に投入、冷却して作製する溶融成型法、あるいは、保護剤粉末を圧縮して作製する圧縮成型法により作製される。
【００４３】
なお、図１において、符号４は感光体のクリーニング手段であるクリーニング装置であり、保護剤塗布装置２の感光体回転方向上流側に設置されているが、このクリーニング装置４は、保護剤塗布前に感光体表面をクリーニングし、保護剤の塗布が良好に行なわれるようにするものであるので、保護剤塗布装置２の構成部材と見做すこともできる。
【００４４】
本発明による保護剤バー２１は、バネやスプリング等の押圧部材からなる押圧力付与機構２３からの押圧力により、保護剤供給部材２２のブラシ２２ａに押し当てられ、保護剤バー２１からブラシ２２ａに保護剤が移行する。このとき、バネ、スプリングの押圧力を変化させることにより、保護剤の供給量を変化させることができる。保護剤供給部材２２は感光体１と線速差をもって回転してブラシ２２ａの先端で感光体表面を摺擦し、この際に保護剤供給部材２２のブラシ２２ａの表面に保持された保護剤を、感光体１の表面に供給する。
【００４５】
また、感光体１の表面に供給された保護剤は、供給時に十分な保護層にならない場合があるため、より均一な保護層を形成するために、感光体表面の保護剤は、ブレード状の部材２４ａと、そのブレード２４ａを感光体ドラム１の表面に押し当てるバネやスプリング等の押圧部材２４ｂとを持つ保護層形成機構２４により薄層化され、感光体表面の保護層となる。このブレード２４ａには、潤滑性物質が予め付着している。
【００４６】
ここで言う潤滑性物質とは、一般的に潤滑性を付与するとされる粉末であれば何でも良いが、好ましく用いられる物質としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸鉄、ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸亜鉛、パルミチン酸亜鉛、オレイン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩類；ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリパーフルオロアルキルエーテル（ＰＦＡ）、パーフルオロエチレン−パーフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリビニリデンフルオリド（ＰＶｄＦ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等のフッ素系樹脂；ポリメチルシリコーン、ポリメチルフェニルシリコーン等のシリコーン樹脂；アクリル樹脂；エチレンアクリル樹脂；マイカ、窒化ホウ素（ＢＮ）、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、カオリン、モンモリロナイト、フッ化カルシウム、グラファイト等の無機固体潤滑剤等が挙げられる。
【００４７】
粉末状の潤滑性物質としては、中でも無機固体潤滑剤を使用することが好ましい。これら無機固体潤滑剤は、現像剤の帯電特性や流動性に与える影響が小さく、また成膜時に像担持体表面を保護する効果が非常に高いためである。また、無機固体潤滑剤は、脂肪酸金属塩類や他の樹脂微粒子系と比較して、帯電付与時の電気的ストレスに対する耐性が高く、材料自身が劣化しにくいため、長期間にわたる使用時にも初期の潤滑性が維持され、クリーニングブレード等のクリーニング部材の長寿命化に対する効果が非常に大きいためである。
【００４８】
更に、無機固体潤滑剤の中でも、窒化ホウ素（ＢＮ）は、ブレードの姿勢を安定させ、トナー等のすり抜けを防止する効果が高いことから、特に好ましく用いることができる。  なお、これら無機固体潤滑剤は、疎水性を向上させる等の目的で表面処理が行われていても構わない。また、保護層形成機構２４はカウンター方式を用いており、ブレード状の部材２４ａは、感光体表面に対してカウンター方式で接触している。
【００４９】
このように、感光体１に保護剤を適量供給するとともに、保護層形成機構２４により薄層化することにより、保護剤が感光体上に保持されやすくなる。これにより、帯電手段（例えば帯電ローラ等）の汚れ等による異常画像が起こらず、消耗品の交換頻度が少なく、長期に渡って高画質画像を出力可能な画像形成装置を実現することができる。
また、保護剤バーの代わりに保護剤粉末を直接感光体表面に供給することもできる。この場合、保護剤粉末を保有する容器、保護剤粉末を搬送する保護剤搬送装置が必要となり、保護剤バー、押圧力付与機構、保護剤供給部材が不要となる。保護剤搬送装置としては、ポンプ、オーガー等、既存の粉体搬送手段を用いることができる。
【００５０】
保護層形成機構２４に用いるブレード状の部材（以下、ブレードと言う）２４ａの材料は、特に制限されるものではなく、例えばクリーニングブレード用材料として一般に公知の、ウレタンゴム、ヒドリンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の弾性体を、単独またはブレンドして使用することができる。また、これらのゴムブレードは、感光体１との接点部部分を低摩擦係数材料でコーティングや含浸処理しても良い。また、弾性体の硬度を調整するために、他の有機フィラーや無機フィラーに代表される充填材を分散しても良い。
【００５１】
これらのブレード２４ａは、ブレード支持体２４ｃに、先端部が感光体表面へ押圧当接できるように、接着や融着等の任意の方法によって固定される。ブレード２４ａの厚みについては、押圧で加える力との兼ね合いで一義的に定義できるものではないが、概ね０．５〜５ｍｍ程度であれば好ましく使用でき、１〜３ｍｍ程度であれば更に好ましく使用できる。
また、支持体２４ｃから突き出し、たわみを持たせることができるブレード２４ａの長さ、いわゆる自由長についても同様に押圧で加える、力との兼ね合いで一義的に定義できるものではないが、概ね１〜１５ｍｍ程度であれば好ましく使用でき、２〜１０ｍｍ程度であれば更に好ましく使用できる。
【００５２】
保護層形成用のブレード２４ａの他の構成としては、バネ板等の弾性金属ブレード表面に、必要によりカップリング剤やプライマー成分等を介して、樹脂、ゴム、エラストマー等の層をコーティング、ディッピング等の方法で形成し、必要により熱硬化等を行い、更に必要であれば表面研摩等を施して用いても良い。
弾性金属ブレードの厚みは、０．０５〜３ｍｍ程度であれば好ましく使用でき、０．１〜１ｍｍ程度であればより好ましく使用できる。
【００５３】
また、弾性金属ブレードでは、ブレードのねじれを抑止するために、取り付け後に支軸と略平行となる方向に、曲げ加工等の処理を施しても良い。
表面層を形成する材料としては、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＶｄＦ等のフッ素樹脂や、フッ素系ゴム、メチルフェニルシリコーンエラストマー等のシリコーン系エラストマー等を、必要により充填剤と共に、用いることができるが、これに限定されるものではない。
【００５４】
また、保護層形成機構２４の押圧部材２４ｂでブレード２４ａを感光体１に押圧する力は、感光体表面の保護剤が延展し、保護層や保護膜の状態になる力で十分であり、線圧として５ｇｆ／ｃｍ以上８０ｇｆ／ｃｍ以下であることが好ましく、１０ｇｆ／ｃｍ以上６０ｇｆ／ｃｍ以下であることがより好ましい。
【００５５】
また、ブラシ状の部材（以下、ブラシと言う）２２ａは保護剤供給部材２２として好ましく用いられるが、この場合、感光体表面への機械的ストレスを抑制するためには、ブラシ繊維は可撓性を持つことが好ましい。
可撓性のブラシ繊維の具体的な材料としては、一般的に公知の材料から１種乃至２種以上を選択して使用することができる。具体的には、ポリオレフィン系樹脂（例えばポリエチレン、ポリプロピレン）；ポリビニル及びポリビニリデン系樹脂（例えばポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル及びポリビニルケトン）；塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体；スチレン−アクリル酸共重合体；スチレン−ブタジエン樹脂；フッ素樹脂（例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン）；ポリエステル；ナイロン；アクリル；レーヨン；ポリウレタン；ポリカーボネート；フェノール樹脂；アミノ樹脂（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）；などの内、可撓性を持つ樹脂を使用することができる。
また、撓みの程度を調整するために、ジエン系ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレンプロピレンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ヒドリンゴム、ノルボルネンゴム等を複合して用いても良い。
【００５６】
保護剤供給部材２２の支持体２２ｂには、固定型と回動可能なロール状のものがある。ロール状の供給部材としては、例えばブラシ繊維をパイル地にしたテープを金属製の芯金にスパイラル状に巻き付けてロールブラシとしたものがある。ブラシ繊維は繊維径１０〜５００μｍ、より好ましくは、２０〜３００μｍである。１０μｍ未満では、保護剤の供給スピードが非常に遅くなるため好ましくなく、５００μｍを超えると、ブラシ繊維が単位面積当たりに存在できる本数がより少なくなるため、ブラシが感光体に当たる場所と当たらない場所での塗布ムラが顕著になったり、ブラシが感光体に当たったときに感光体を傷つけやすくなったり、保護剤を掻き取る力が強くなるため、保護剤の寿命が短くなったり、感光体に供給される保護剤が大きな粒状になり、感光体に供給された粒が帯電ローラに移動して帯電ローラを汚染してしまったり、ブラシや感光体を回転させるためのトルクがより大きくなるため好ましくない。
【００５７】
ブラシの繊維の長さは１〜１５ｍｍ、好ましくは３〜１０ｍｍである。ブラシの繊維の長さが１ｍｍ未満では、ブラシの芯金と感光体が非常に近い配置となるため芯金が像担持体と接触して、感光体に傷がつきやすくなるため好ましくなく、１５ｍｍを超えると、ブラシ繊維先端で保護剤を掻きとる力やブラシ繊維先端が感光体に当たる力が弱くなり、保護剤を充分な量供給するのが困難になったり、ブラシの繊維が抜けやすくなるため好ましくない。
【００５８】
また、ブラシ密度は１平方インチ当たり１万〜３０万本（１平方メートル当たり１．５×１０7〜４．５×１０8）である。ブラシ密度が１平方インチ当たり１万本未満においては、ブラシが感光体に当たる場所と当たらない場所での塗布ムラが顕著になったり、保護剤を充分な量供給することが困難になるため好ましくなく、また、ブラシ密度を１平方インチ当たり３０万本を超えるようにするためにはブラシ繊維の径を非常に小さくする必要があるため好ましくない。
【００５９】
保護剤供給部材２２は、供給の均一性やその安定性の面から、極力ブラシ密度の高い物を使用することが好ましく、１本の繊維を数本〜数百本の微細な繊維から作ることも好ましい。例えば、３３３デシテックス＝６．７デシテックス×５０フィラメント（３００デニール＝６デニール×５０フィラメント）のように６．７デシテックス（６デニール）の微細な繊維を５０本束ねて１本の繊維として植毛することも可能である。
【００６０】
これらの保護剤供給部材の中でも、２８〜４３μｍ、好ましくは３０〜４０μｍの単繊維から作られたブラシが保護剤の供給の効率が高く、最も好ましい。繊維は、撚って作製されることが多いことから、繊維の径は均一でないため、デニール、デシテックスの単位が用いられてきた。しかし、単繊維の場合は、繊維径は一定であるため、繊維径で規定することの方が、保護剤供給部材を規定する上で好ましい。
【００６１】
単繊維の直径が２８μｍより小さいと、保護剤を供給する効率が低くなり、単繊維の直径が４３μｍを越えると、単繊維の剛性が高くなりすぎて、感光体を傷つけやすくなり好ましくない。また、２８〜４３μｍの単繊維は、芯金に対してできるだけ垂直に植毛されていることが好ましく、ブラシを製造する際には、静電気を利用した、所謂、静電植毛により製造していることが好ましい。静電植毛は、ブラシの芯金上に接着剤を塗布し、芯金を帯電させることにより、静電電気力で２８〜４３μｍの単繊維を飛翔させて、芯金上の接着剤に植毛し、接着剤を硬化させる方法である。このように静電植毛により、１平方インチ当たり５万〜６０万本植毛したブラシが、好適に用いることができる。
【００６２】
また、ブラシ２２ａの表面には必要に応じてブラシ２２ａの表面形状や環境安定性などを安定化することなどを目的として、被覆層を設けても良い。被覆層を構成する成分としては、ブラシ繊維の撓みに応じて変形することが可能な被覆層成分を用いることが好ましく、これらは、可撓性を保持し得る材料であれば、何ら限定される事無く使用でき、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂；ポリスチレン、アクリル（例えばポリメチルメタクリレート）、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル、ポリビリケトン等のポリビニル及びポリビニリデン系樹脂；塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体；オルガノシロキサン結合からなるシリコーン樹脂またはその変成品（例えばアルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン等による変成品）；パーフルオロアルキルエーテル，ポリフルオロビニル、ポリフルオロビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン等の弗素樹脂；ポリアミド；ポリエステル；ポリウレタン；ポリカーボネート；尿素−ホルムアルデヒド樹脂等のアミノ樹脂；エポキシ樹脂や、これらの複合樹脂等が挙げられる。
【００６３】
［実施形態２］
次に本発明に係るプロセスカートリッジと画像形成装置の実施形態を説明する。
図２は本発明に係る画像形成装置の画像形成部に具備される、保護剤塗布装置を備えたプロセスカートリッジの構成例の概略を説明するための断面図である。
【００６４】
図２に示す画像形成部１０は、像担持体であるドラム状の感光体１と、感光体１を帯電する帯電手段である帯電装置（図示の例では帯電ローラ）３と、帯電された感光体１にレーザー光Ｌ等を照射して静電潜像を形成する潜像形成手段（図示せず）と、感光体１上の静電潜像をトナーで現像して可視像化する現像手段である現像装置５と、感光体１上のトナー像を転写媒体（または中間転写媒体）７に転写する転写手段６と、転写後の感光体１の表面に残留するトナーを除去するクリーニング手段であるクリーニング装置４と、クリーニング装置４から帯電装置３に至る部分に配置された保護剤塗布装置２等を有している。そして、この画像形成部１０では、感光体１とともに、保護剤塗布装置２、帯電装置３、現像装置５、クリーニング装置４をカートリッジ内に設けたプロセスカーリッジ１１を用いている。なお、本発明においては、クリーニング装置４は、保護剤塗布前に感光体表面をクリーニングし、保護剤の塗布が良好に行なわれるようにするものであるので、保護剤塗布装置２の構成部材と見做すことができる。
【００６５】
図２において、帯電装置３、潜像形成手段（図示せず）、現像装置５は、画像形成手段を構成し、帯電装置３は、例えば図示しない高電圧電源により直流（ＤＣ）電圧に交流（ＡＣ）電圧を重畳させた電圧を印加したＡＣ帯電方式の帯電ローラである。また、現像装置５は、トナー粒子、またはトナー粒子及びキャリア粒子の混合物からなる現像剤を担持搬送する現像剤担持体である現像ローラ５１と、現像剤を攪拌しながら搬送する現像剤攪拌搬送部材５２，５３等で構成される。
【００６６】
感光体１に対向して配設された保護剤塗布装置２は、図１と同様に、保護剤バー２１、保護剤供給部材２２、押圧力付与機構２３、保護層形成機構２４、保護剤バー２１が左右前後に振れないように支持する保護剤バー支持ガイド２５等から主に構成される。
また、感光体１は、転写工程後に部分的に劣化した保護剤やトナー成分等が残存した表面となっているが、クリーニング装置４のクリーニング部材４１により表面残存物が清掃され、クリーニングされる。図２では、ブレード状のクリーニング部材４１はクリーニング押圧機構４２で支持され、いわゆるカウンタータイプ（リーディングタイプ）に類する角度で当接されている。また、保護層形成機構２４のブレード状部材（ブレード）２４ａもカウンタータイプに類する角度で当接させている。
【００６７】
クリーニング装置４により、表面の残留トナーや劣化した保護剤が取り除かれた感光体表面へは、保護剤バー２１の保護剤がブラシ状の保護剤供給部材２２により供給され、感光体表面に供給された保護剤は、保護層形成機構２４のブレード２４ａにより薄層化され、保護層が形成される。
【００６８】
保護層が形成された感光体１は、帯電ローラ３による帯電後、レーザー光Ｌなどの露光によって静電潜像が形成され、現像手段である現像装置５のトナーにより現像されて可視像化され、プロセスカートリッジ外の転写手段である転写装置（転写ローラ等）６により、転写紙等の転写媒体（または中間転写媒体）７へ転写される。
【００６９】
本発明のプロセスカートリッジ１１に用いる帯電手段（帯電装置）３としては、装置が小型で、オゾン等の酸化性ガスの発生の少ない、帯電ローラが用いられる。
帯電ローラ３は、感光体１と接触あるいは、２０〜１００μｍ近接した非接触状態で設置され、帯電ローラ３と感光体１の間に電圧を印加することにより、感光体１を帯電する。帯電ローラ３と感光体１の間に印加する電圧は、直流電圧に交流電圧を重畳したＡＣ帯電を用いる。なお、ＡＣ帯電を行なう場合は、感光体１と帯電ローラ３の間で１秒間に数百回以上もの放電が起こることから、感光体は、放電による劣化を受けやすい。また、感光体１へ保護剤の塗布をした場合でも、保護剤は放電により劣化し、消失してしまいやすいことから、常時一定の量の保護剤を感光体１上に塗布しておくことは非常に重要である。
【００７０】
帯電ローラの構成としては、導電性支持体上に、高分子層と、表面層から構成されることが好ましい。
導電性支持体は、帯電ローラ１３の電極及び支持部材として機能するもので、例えば、アルミニウム、銅合金、ステンレス鋼等の金属または合金、クロム、ニッケル等で鍍金処理を施した鉄、導電剤を添加した樹脂、などの導電性の材質で構成される。
【００７１】
高分子層としては、１０6〜１０9Ωｃｍの抵抗を有する導電性層であることが好ましく、高分子材料に導電剤を混合して抵抗を調整したものが用いられる。本発明の画像形成装置に用いる帯電ローラの高分子層の高分子としては、ポリエステル系、オレフィン系の熱可塑性エラストマー、ポリスチレン、スチレンーブタジエン共重合体、スチレンーアクリロニトリル共重合体、スチレンーブタジエンーアクリロニトリル共重合体等のスチレン系熱可塑性樹脂、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン３元共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、天然ゴム等、及びこれらのブレンドしたゴム材料が挙げられる。ゴム材料は中でも、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム及びこれらのブレンドゴムが好ましく用いられる。これらのゴム材は発泡したものであっても無発泡のものであってもよい。
【００７２】
導電剤としては、電子導電剤やイオン導電剤が用いられる。電子導電剤の例としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック；熱分解カーボン、グラファイト；アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼等の各種導電性金属または合金；酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化スズ−酸化アンチモン固溶体、酸化スズ−酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物；絶縁物質の表面を導電化処理したもの；などの微粉末を挙げることができる。また、イオン導電剤の例としては、テトラエチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩等；リチウム、マグネシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩等；を挙げることができる。これらの導電剤は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その添加量は特に制限はないが、上記電子導電剤の場合は、高分子１００質量部に対して、１〜３０質量部の範囲であることが好ましく、１５〜２５質量部の範囲であることがより好ましい。一方、上記イオン導電剤の場合は、高分子１００質量部に対して、０．１〜５．０質量部の範囲であることが好ましく、０．５〜３．０質量部の範囲であることがより好ましい。
【００７３】
前記表面層を構成する高分子材料としては、既述の如く、帯電ローラ３表面のダイナミック超微小硬度が０．０４以上０．５以下であれば特に制限されないが、ポリアミド、ポリウレタン、ポリフッ化ビニリデン、４フッ化エチレン共重合体、ポリエステル、ポリイミド、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、メラミン樹脂、フッ素ゴム、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、セルロース、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体等を挙げることができる。
【００７４】
これらの中では、トナーとの離型性等の観点から、ポリアミド、ポリフッ化ビニリデン、４フッ化エチレン共重合体、ポリエステル、ポリイミドが好ましく用いられる。上記高分子材料は単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。また、当該高分子材料の数平均分子量は、１，０００〜１００，０００の範囲であることが好ましく、１０，０００〜５０，０００の範囲であることがより好ましい。
【００７５】
表面層は、上記高分子材料に前記導電性弾性層に用いた導電剤や各種微粒子を混合して組成物として形成される。上記微粒子としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム等の金属酸化物及び複合金属酸化物、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン等の高分子微粉体を単独または混合して用いられるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００７６】
本発明のプロセスカートリッジに用いる現像手段は、現像剤を感光体に接触させ、感光体上に形成した潜像をトナー像に現像する。現像剤としては、トナーとキャリアから構成される二成分現像剤や、キャリアを含まない一成分現像剤を使用することができる。
例えば、図２で示すように、現像装置５は、そのケーシングの開口から現像剤担持体としての現像ローラ５１が部分的に露出している。
【００７７】
図示しないトナーボトルから現像装置５内に補給されたトナーは、攪拌搬送スクリュー５２および５３によってキャリアと撹拌されながら搬送され、現像ローラ５１上に担持されることになる。この現像ローラ５１は、磁界発生手段としてのマグネットローラと、その周りを同軸回転する現像スリーブとから構成されている。現像剤中のキャリアは、マグネットローラが発生させる磁力により現像ローラ５１上に穂立ちした状態となって感光体ドラム１と対向する現像領域に搬送される。ここで、現像ローラ５１は、現像領域において感光体ドラム１の表面よりも速い線速で同方向に表面移動する。そして、現像ローラ５１上に穂立ちしたキャリアは、感光体ドラム１の表面を摺擦しながら、キャリア表面に付着したトナーを感光体ドラム１の表面に供給する。このとき、現像ローラ５１には、図示しない電源から現像バイアスが印加され、これにより現像領域には現像電界が形成される。そして、感光体ドラム１上の静電潜像と現像ローラ５１との間では、現像ローラ５１上のトナーに静電潜像側に向かう静電力が働くことになる。これにより、現像ローラ５１上のトナーは、感光体ドラム１上の静電潜像に付着することになる。この付着によって感光体ドラム１上の静電潜像はトナー像に現像される。
【００７８】
［実施形態３］
次に本発明に係る画像形成装置の別の実施形態を説明する。
図３は、本発明の保護剤塗布装置を具備する画像形成装置１００の構成例を示す概略構成図である。
この画像形成装置１００は、画像形成を行う画像形成装置本体（プリンタ部）１１０と、この本体１１０の上部に設置された原稿読取部（スキャナ部）１２０と、その上に設置された原稿自動給紙装置（ＡＤＦ）１３０と、画像形成装置本体１１０の下部に設置された給紙部２００とを備えており、複写機の機能を有している。また、この画像形成装置１００は、外部装置との通信機能を有しており、装置外部のパーソナルコンピュータ等と接続することにより、プリンタやスキャナとして用いることができる。また、電話回線や光回線と接続することにより、ファクシミリとして用いることができる。
【００７９】
画像形成装置本体１１０内には、同じ構成で現像装置５のトナー色が異なる画像形成部（画像形成ステーション）１０が４つ並設されており、該４つの画像形成部１０でトナー色の異なる画像（例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像）を形成し、各色のトナー像を中間転写媒体に重ね合わせて転写して多色またはフルカラー画像を形成することができる。図３の例では、４つの画像形成部１０は、複数のローラに張架されたベルト状の中間転写媒体７に沿って並設されており、各画像形成部で形成された各色のトナー像は、一旦中間転写媒体７に順次重ね合わせて転写された後、二次転写装置１２で紙等のシート状の転写媒体に一括して転写される。
【００８０】
各色の画像形成部１０は図２と同様の構成であり、ドラム状の感光体１（１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ）の周囲に、保護剤塗布装置２、帯電装置３、潜像形成装置８からのレーザー光等の露光部、現像装置５、一次転写装置６、およびクリーニング装置４が配置されている。前述のように、各画像形成ステーションのうち、少なくとも１以上であって３以下のステーションの感光体に、ＢＮと金属石鹸を含有した保護剤を供給する。この場合、１つのみのステーションの感光体に、ＢＮと金属石鹸を含有した保護剤を供給してもよい。また、図２と同様に、各色の画像形成部１０には、感光体１とともに、保護剤塗布装置２（クリーニング装置４を含む）、帯電装置３、現像装置５をカートリッジ内に設けたプロセスカーリッジ１１を用いている。そして、このプロセスカートリッジは、画像形成装置本体１１０に対して着脱自在に設けられている。
【００８１】
次に図３に示す画像形成装置の動作を説明する。ここでは、画像形成のための一連のプロセスについて、ネガ−ポジプロセスで説明を行う。なお、各画像形成部の動作は同じであるので、ここでは一つの画像形成部の動作を説明する。
有機光導電層を有する有機感光体（ＯＰＣ）等に代表される像担持体であるドラム状の感光体１は、除電ランプ（図示せず）等で除電され、帯電部材（例えば帯電ローラ）を有する帯電装置３で均一にマイナスに帯電される。
帯電装置３による感光体１の帯電が行なわれる際には、電圧印加機構（図示せず）から帯電部材に、感光体１を所望の電位に帯電させるに適した、適当な大きさの電圧またはこれに交流電圧を重畳した帯電電圧が印加される。
【００８２】
帯電された感光体１は、例えば複数のレーザー光源と、カップリング光学系と、光偏向器と、走査結像光学系等からなる、レーザー走査方式の潜像形成装置８によって照射されるレーザー光で潜像形成（露光部電位の絶対値は、非露光部電位の絶対値より低電位となる）が行なわれる。
すなわち、レーザー光源（例えば半導体レーザー）から発せられたレーザー光は、高速で回転する多角柱の多面鏡（ポリゴン）等からなる光偏向器により偏向走査され、走査レンズやミラー等からなる走査結像光学系を介して感光体１の表面を、感光体１の回転軸方向（主走査方向）に走査する。
【００８３】
このようにして形成された潜像が、現像装置５の現像剤担持体である現像ローラ５１の現像スリーブ上に供給されたトナー粒子、またはトナー粒子及びキャリア粒子の混合物からなる現像剤により現像され、トナー可視像が形成される。
潜像の現像時には、電圧印加機構（図示せず）から現像ローラ５１の現像スリーブに、感光体１の露光部と非露光部の間にある、適当な大きさの電圧またはこれに交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される。
【００８４】
上記のような動作で各色に対応した画像形成部１０の感光体１上に形成されたトナー像は、転写ローラ等からなる一次転写装置６にて中間転写媒体７上に順次重ね合わせて一次転写される。一方、画像形成動作及び一次転写動作にタイミングを合わせて、給紙部２００の多段の給紙カセット２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄの中の選択された給紙カセットから、給紙ローラ２０２及び分離ローラ２０３からなる給紙機構で紙等のシート状の転写媒体が給紙され、搬送ローラ２０４，２０５，２０６及びレジストローラ２０７を経て二次転写部に搬送される。そして、二次転写部において、中間転写媒体７上のトナー画像が二次転写装置（例えば二次転写ローラ）１２にて、搬送されてきた転写媒体に二次転写される。なお、上記の転写工程において、一次転写装置６や二次転写装置１２には、転写バイアスとして、トナーの帯電極性と逆極性の電位が印加されることが好ましい。
【００８５】
上記の二次転写後、転写媒体は、中間転写媒体７から分離され、転写像が得られる。また、一次転写後に感光体１上に残存するトナー粒子は、クリーニング装置４のクリーニング部材４１によって、クリーニング装置４内のトナー回収室へ、回収される。また、二次転写後に中間転写媒体７上に残存するトナー粒子は、ベルトクリーニング装置９のクリーニング部材によって、クリーニング装置９内のトナー回収室へ、回収される。
【００８６】
図３に示した画像形成装置１００は、上述の画像形成部１０が中間転写媒体７に沿って複数配置された、いわゆるタンデム型で中間転写方式の画像形成装置であり、複数の画像形成部１０によって各感光体１（１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ）上に順次作製された色が異なる複数のトナー像を一旦中間転写媒体７上に順次転写した後、これを一括して紙のような転写媒体に転写する。そしてトナー像が転写された転写媒体を、搬送装置１３により定着装置１４へ送り、熱等によってトナーを定着する構成である。定着後の転写媒体は、搬送装置１５及び排紙ローラ１６により排紙トレイ１７に排紙される。また、この画像形成装置１００は両面プリント機能も備えており、両面プリント時には、定着装置９の下流の搬送路を切換え、片面の画像が定着された転写媒体を両面用搬送装置２１０を介して表裏反転し、搬送ローラ２０６及びレジストローラ２０７で二次転写部に再給紙して、裏面側に画像の転写を行う。転写後の転写媒体は、上記と同様に定着装置９に搬送されて画像が定着され、定着後の転写媒体は排紙トレイ１７に排紙される。
【００８７】
なお、上記の構成で、中間転写媒体を用いずに、タンデム型の直接転写方式の画像形成装置とすることもでき、この直接転写方式の場合は、中間転写媒体に換えて、転写媒体を担持搬送する転写ベルト等を用い、各画像形成部１０によって各感光体１（１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ）上に順次作製された色が異なる複数のトナー像を直接、転写ベルトで搬送される紙のような転写媒体に順次転写した後、定着装置へ送り、熱等によってトナーを定着する構成としても良い。
【００８８】
［実施形態４］
次に本発明に係るプロセスカートリッジや画像形成装置において好適に用いられる感光体について説明する。
本発明の画像形成装置に用いる像担持体である感光体は、導電性支持体の上に感光層が設けられている。感光層の構成は電荷発生材と電荷輸送材を混在させた単層型、あるいは電荷発生層の上に電荷輸送層を設けた順層型、あるいは電荷輸送層の上に電荷発生層を設けた逆層型がある。また、感光体の機械的強度、耐磨耗性、耐ガス性、クリーニング性等の向上のため、感光層の上に表面層を設けることもできる。感光層と導電性支持体の間には下引き層が設けられていてもよい。また各層には必要により可塑剤、酸化防止剤、レベリング剤等を適量添加することもできる。
【００８９】
感光体の導電性支持体としては、体積抵抗１０10Ω・ｃｍ以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金などの金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物を、蒸着又はスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいはアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板及びそれらを、押し出し、引き抜きなどの工法でドラム状に素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理した管などを使用することができる。ドラム状の支持体としては、直径が２０〜１５０ｍｍ、好ましくは、２４〜１００ｍｍ、さらに好ましくは２８〜７０ｍｍのものを用いることができる。ドラム状の支持体の直径が２０ｍｍ未満では、ドラム周辺に帯電、露光、現像、転写、クリーニングの各工程を配置することが物理的に難しく、ドラム状の支持体の直径が１５０ｍｍを超えると画像形成装置が大きくなってしまい好ましくない。特に、画像形成装置が図３に示すようなタンデム型の場合には、複数の感光体を搭載する必要があるため、直径は７０ｍｍ以下、好ましくは６０ｍｍ以下であることが好ましい。また、特許文献２に開示されたエンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも導電性支持体として用いることができる。
【００９０】
本発明の画像形成装置に用いる感光体の下引層としては樹脂、あるいは白色顔料と樹脂を主成分としたもの、及び導電性基体表面を化学的あるいは電気化学的に酸化させた酸化金属膜等が例示できるが、白色顔料と樹脂を主成分とするものが好ましい。白色顔料としては、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛等の金属酸化物が挙げられ、中でも導電性基体からの電荷の注入防止性が優れる酸化チタンを含有させることが最も好ましい。下引層に用いる樹脂としてはポリアミド、ポリビニルアルコール、カゼイン、メチルセルロース等の熱可塑性樹脂、アクリル、フェノール、メラミン、アルキッド、不飽和ポリエステル、エポキシ等の熱硬化性樹脂、これらの中の一種あるいは多種の混合物を例示することができる。下引層は、一層であっても、複数の層で構成しても良い。
【００９１】
本発明の画像形成装置に用いる感光体の電荷発生物質としては、例えば、モノアゾ系顔料、ビスアゾ系顔料、トリスアゾ系顔料、テトラキスアゾ顔料等のアゾ顔料、トリアリールメタン系染料、チアジン系染料、オキサジン系染料、キサンテン系染料、シアニン系色素、スチリル系色素、ピリリウム系染料、キナクリドン系顔料、インジゴ系顔料、ペリレン系顔料、多環キノン系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料、インダスロン系顔料、スクアリリウム系顔料、フタロシアニン系顔料等の有機系顔料及び染料や、セレン、セレン−ヒ素、セレン−テルル、硫化カドミウム、酸化亜鉛、酸化チタン、アモルファスシリコン等の無機材料を使用することができ、電荷発生物質は一種あるいは多種混合して使用することができる。
【００９２】
本発明の画像形成装置に用いる感光体の電荷輸送物質としては、例えば、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、カルバゾール誘導体、テトラゾール誘導体、メタロセン誘導体、フェノチアジン誘導体、ピラゾリン化合物、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、スチリルヒドラゾン化合物、エナミン化合物、ブタジエン化合物、ジスチリル化合物、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、チアゾール化合物、イミダゾール化合物、トリフェニルアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アミノスチルベン誘導体、トリフェニルメタン誘導体等の一種あるいは多種を混合して使用することができる。
【００９３】
上記電荷発生層、電荷輸送層の感光層を形成するのに使用する結着樹脂としては、電気絶縁性であり、それ自体公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂及び光導電性樹脂等を使用することができ、適当な結着樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリエステル、フェノキシ樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネ−ト、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ＡＢＳ樹脂等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、イソシアネート樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、熱硬化性アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン等の光導電性樹脂など一種の結着樹脂あるいは多種と結着樹脂の混合物を挙げることができるが、特にこれらのものに限定されるものではない。
【００９４】
酸化防止剤としては、例えば以下のものが使用される。
・モノフェノール系化合物
２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−エチルフェノール、ステアリル−β−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシニソールなど。
【００９５】
・ビスフェノール系化合物
２，２’−メチレン−ビス−（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，２’−メチレン−ビス−（４−エチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス−（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−ブチリデンビス−（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）など。
【００９６】
・高分子フェノール系化合物
１，１，３−トリス−（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、テトラキス−［メチレン−３−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、ビス［３，３’−ビス（４’−ヒドロキシ−３’−ｔ−ブチルフェニル）ブチリックアシッド］グリコールエステル、トコフェノール類など。
【００９７】
・パラフェニレンジアミン類
Ｎ−フェニル−Ｎ’−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジ−ｔーブチル−ｐ−フェニレンジアミンなど。
【００９８】
・ハイドロキノン類
２，５−ジ−ｔ−オクチルハイドロキノン、２，６−ジドデシルハイドロキノン、２−ドデシルハイドロキノン、２−ドデシル−５−クロロハイドロキノン、２−ｔ−オクチル−５−メチルハイドロキノン、２−（２−オクタデセニル）−５−メチルハイドロキノンなど。
【００９９】
・有機硫黄化合物類
ジラウリル−３，３’−チオジプロピオネート、ジステアリル−３，３’−チオジプロピオネート、ジテトラデシル−３，３’−チオジプロピオネートなど。
【０１００】
・有機燐化合物類
トリフェニルホスフィン、トリ（ノニルフェニル）ホスフィン、トリ（ジノニルフェニル）ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ（２，４−ジブチルフェノキシ）ホスフィンなど。
【０１０１】
可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレートなどの一般的な樹脂の可塑剤として使用されているものがそのまま使用でき、その使用量は結着樹脂１００質量部に対して０〜３０質量部程度が適当である。
【０１０２】
電荷輸送層中にレベリング剤を添加してもかまわない。レベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類や、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマーあるいはオリゴマーが使用され、その使用量は、バインダー樹脂１００質量部に対して、０〜１質量部が適当である。
【０１０３】
表面層は前述のように、感光体の機械的強度、耐磨耗性、耐ガス性、クリーニング性等の向上のため設けられる。表面層としては、感光層よりも機械的強度の高い高分子、高分子に無機フィラーを分散させたものが例示できる。表面層は薄い膜厚であれば、電荷輸送能力を有していなくても支障はないが、電荷輸送能力を有しない表面層を厚く形成すると、感光体の感度低下、露光後電位上昇、残留電位上昇を引き起こしやすいため、表面層中に前述の電荷輸送物質を含有させたり、表面層に用いる高分子には電荷輸送能力を有するものを用いることが好ましい。感光層と表面層との機械的強度は一般に大きく異なるため、クリーニングブレードとの摩擦により表面層が磨耗し、消失すると、すぐに感光層は磨耗していってしまうため、表面層を設ける場合には、表面層は十分な膜厚とすることが重要であり、０．１〜１２μｍ、好ましくは１〜１０μｍ、さらに好ましくは２〜８μｍとすることが好ましい。表面層の膜厚が０．１μｍ未満では、薄すぎてクリーニングブレードとの摩擦により部分的に消失しやすくなり、消失した部分から感光層の磨耗が進んでしまうため好ましくない。表面層の膜厚が１２μｍを超えると、感度低下、露光後電位上昇、残留電位上昇が生じやすく、特に電荷輸送能力を有する高分子を用いる場合には、電荷輸送能力を有する高分子のコストが高くなってしまうため好ましくない。
【０１０４】
表面層に用いる高分子としては、画像形成時の書き込み光に対して透明で、絶縁性、機械的強度、接着性に優れたポリカーボネートを用いるが、この他に、ＡＢＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル、アリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリレート、ポリアリルスルホン、ポリブチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、アクリル樹脂、ポリメチルベンテン、ポリプロピレン、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エポキシ樹脂等の樹脂を含有してもよい。これらの高分子は熱可塑性高分子であっても良いが、高分子の機械的強度を高めるため、多官能のアクリロイル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、アミノ基等を持つ架橋剤により架橋し、熱硬化性高分子とすることで、表面層の機械的強度は増大し、クリーニングブレードとの摩擦による磨耗を大幅に減少させることができる。
【０１０５】
表面層中には表面層の機械的強度を高めるために金属、又は金属酸化物の微粒子（フィラー）を分散させることができる。金属酸化物としてはアルミナ、酸化チタン、酸化錫、チタン酸カリウム、ＴiＯ2、ＴiＮ、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化アンチモン等が挙げられる。その他、耐摩耗性を向上する目的でポリテトラフルオロエチレンのような弗素樹脂、シリコーン樹脂、及びこれらの樹脂に無機材料を分散したもの等を添加することができる。
【０１０６】
中間転写媒体としては、体積抵抗１０5〜１０11Ω・ｃｍの導電性を示すものが好ましい。前記体積抵抗が１０5Ω・ｃｍを下回る場合には、感光体から中間転写体上へトナー像の転写が行われる際に、放電を伴いトナー像が乱れるいわゆる転写チリが生じることがあり、１０11Ω・ｃｍを上回る場合には、中間転写体から紙などの記録媒体へトナー像を転写した後に、中間転写体上へトナー像の対抗電荷が残留し、次の画像上に残像として現れることがある。また、表面抵抗は１０8〜１０13Ω／ｓｑ．を示すものが好ましい。表面抵抗が１０8Ω／ｓｑ．を下回る場合には、トナー像が乱れる、転写チリが生じる等の不具合が起こることがあり、１０13Ω／ｓｑ．を上回る場合には、一次転写がしにくくなることがある。
【０１０７】
中間転写媒体としては、例えば、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物やカーボンブラック等の導電性粒子や導電性高分子を、単独または併用して熱可塑性樹脂と共に混練後、押し出し成型したベルト状もしくは円筒状のプラスチックなどを使用することができる。この他に、熱架橋反応性のモノマーやオリゴマーを含む樹脂液に、必要により上述の導電性粒子や導電性高分子を加え、加熱しつつ遠心成型を行い、無端ベルト上の中間転写媒体を得ることもできる。
【０１０８】
中間転写媒体に表面層を設ける際には、上述の感光体表面層に使用した表面層材料の内、電荷輸送材料を除く組成物に、適宜、導電性物質を併用して抵抗調整を行い、使用することができる。
【０１０９】
［実施形態５］
次に、本発明に係るプロセスカートリッジや画像形成装置において好適に用いられるトナーについて説明する。
まず、本発明の画像形成装置に用いるトナーは、平均円形度が０．９３〜１．００であることが好ましい。本発明では、下記の式１より得られた値を円形度と定義する。この円形度はトナー粒子の凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合１．００を示し、表面形状が複雑になるほど円形度は小さな値となる。
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：（式１）
【０１１０】
平均円形度が０．９３〜１．００の範囲では、トナー粒子の表面は滑らかであり、トナー粒子同士、トナー粒子と感光体との接触面積が小さいために転写性に優れる。
トナー粒子に角がないため、現像装置内での現像剤の攪拌トルクが小さく、攪拌の駆動が安定するために異常画像が発生しない。ドットを形成するトナーの中に、角張ったトナー粒子がいないため、転写で転写媒体に圧接する際に、その圧がドットを形成するトナー全体に均一にかかり、転写中抜けが生じにくい。トナー粒子が角張っていないことから、トナー粒子そのものの研磨力が小さく、像担持体の表面を傷つけたり、磨耗させたりしない。なお、平均円形度は、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−１０００（東亜医用電子社製）を用いて測定することができる。
【０１１１】
本発明の画像形成装置に用いるトナーは、上記の円形度に加えて、トナーの重量平均径Ｄ４が３〜１０μｍであることが好ましい。この範囲では、微小な潜像ドットに対して、十分に小さい粒径のトナー粒子を有していることから、ドット再現性に優れる。
重量平均径Ｄ４が３μｍ未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象が発生しやすい。また、重量平均径Ｄ４が１０μｍを超えると、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しい。
【０１１２】
さらに本発明に係るトナーは、重量平均径Ｄ４と個数平均径Ｄ１の比（Ｄ４／Ｄ１）が１．００〜１．４０であることが好ましい。（Ｄ４／Ｄ１）の値が１に近づくほど、そのトナーの粒度分布がシャープであることを意味する。よって、（Ｄ４／Ｄ１）が１．００〜１．４０の範囲では、トナー粒径による選択現像が起きないため、画質の安定性に優れる。
トナーの粒度分布がシャープであることから、摩擦帯電量分布もシャープとなり、カブリの発生が抑えられる。また、トナー粒径が揃っていると、潜像ドットに対して、緻密に、かつ整然と並ぶように現像されるので、ドット再現性に優れる。
【０１１３】
次にトナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−IIやコールターマルチサイザーII（いずれもコールター社製）が挙げられる。
【０１１４】
また、このような略球形の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／又は伸長反応させるトナーが好ましい。この反応で製造されたトナーは、トナー表面を硬化させることで、ホットオフセットの少なくすることができ、定着装置の汚れとなって、それが画像上に表れるのを抑えることができる。
【０１１５】
トナー作製に使用できる変性ポリエステル系樹脂から成るプレポリマーとしては、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）が挙げられ、また、該プレポリマーと伸長または架橋する化合物としては、アミン類（Ｂ）が挙げられる。
【０１１６】
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、ポリオール（１）とポリカルボン酸（２）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ポリイソシアネート（３）と反応させた物などが挙げられる。
【０１１７】
ポリオール（１）としては、ジオール（１−１）および３価以上のポリオール（１−２）が挙げられ、（１−１）単独、または（１−１）と少量の（１−２）の混合物が好ましい。ジオール（１−１）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価以上のポリオール（１−２）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。
【０１１８】
ポリカルボン酸（２）としては、ジカルボン酸（２−１）および３価以上のポリカルボン酸（２−２）が挙げられ、ジカルボン酸（２−１）単独、およびジカルボン酸（２−１）と少量の３価以上のポリカルボン酸（２−２）の混合物が好ましい。
ジカルボン酸（２−１）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価以上のポリカルボン酸（２−２）としては、炭素数９〜２０の芳香族ポリカルボン酸（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、ポリカルボン酸（２）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）を用いてポリオール（１）と反応させてもよい。
【０１１９】
ポリオール（１）とポリカルボン酸（２）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。
【０１２０】
ポリイソシアネート（３）としては、脂肪族ポリイソシアネート（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）；イソシアヌレート類；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。
【０１２１】
ポリイソシアネート（３）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、変性ポリ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。末端にイソシアネート基を有するプレポリマー（Ａ）中のポリイソシアネート（３）構成成分の含有量は、通常０．５〜４０重量％、好ましくは１〜３０重量％、さらに好ましくは２〜２０重量％である。０．５重量％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、４０重量％を超えると低温定着性が悪化する。
【０１２２】
イソシアネート基を有するプレポリマー（Ａ）中の１分子当たりに含有す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。
【０１２３】
アミン類（Ｂ）としては、ジアミン（Ｂ１）、３価以上のポリアミン（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。ジアミン（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価以上のポリアミン（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。
【０１２４】
さらに、必要により伸長停止剤を用いて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。伸長停止剤としては、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。
【０１２５】
アミン類（Ｂ）の比率は、イソシアネート基を有するプレポリマー（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（ｉ）の分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。本発明においては、ウレア結合で変性されたポリエステル（ｉ）中に、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。
【０１２６】
これらの反応により、本発明のトナーに用いられる変性ポリエステル、中でもウレア変性ポリエステル（ｉ）が作製できる。これらウレア変性ポリエステル（ｉ）は、ワンショット法、プレポリマー法により製造される。ウレア変性ポリエステル（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。１万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステルの数平均分子量は、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およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。
【０１２７】
また、本発明においては、前記ウレア結合で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、変性されていないポリエステル（ii）を結着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、低温定着性およ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ポリオール（１）とポリカルボン酸（２）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。
【０１２８】
（ii）のピーク分子量は、通常１０００〜３００００、好ましくは１５００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００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）の酸価は通常１〜３０、好ましくは５〜２０である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすい傾向がある。
【０１２９】
本発明において、結着樹脂のガラス転移点（Ｔg）は通常５０〜７０℃、好ましくは５５〜６５℃である。５０℃未満ではトナーの高温保管時のブロッキングが悪化し、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樹脂の共存により、本発明の乾式トナーにおいては、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。結着樹脂の貯蔵弾性率としては、測定周波数２０Ｈzにおいて１００００dyne／ｃｍ2となる温度（ＴＧ’）が、通常１００℃以上、好ましくは１１０〜２００℃である。１００℃未満では耐ホットオフセット性が悪化する。結着樹脂の粘性としては、測定周波数２０Ｈzにおいて１０００ポイズとなる温度（Ｔη）が、通常１８０℃以下、好ましくは９０〜１６０℃である。１８０℃を超えると低温定着性が悪化する。すなわち、低温定着性と耐ホットオフセット性の両立の観点から、ＴＧ’はＴηより高いことが好ましい。言い換えるとＴＧ’とＴηの差（ＴＧ’−Ｔη）は０℃以上が好ましい。さらに好ましくは１０℃以上であり、特に好ましくは２０℃以上である。差の上限は特に限定されない。また、耐熱保存性と低温定着性の両立の観点から、ＴηとＴgの差は０〜１００℃が好ましい。さらに好ましくは１０〜９０℃であり、特に好ましくは２０〜８０℃である。
【０１３０】
結着樹脂は以下の方法などで製造することができる。ポリオール（１）とポリカルボン酸（２）を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を溜去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで４０〜１４０℃にて、これにポリイソシアネート（３）を反応させ、イソシアネート基を有するプレポリマー（Ａ）を得る。さらに、イソシアネート基を有するプレポリマー（Ａ）にアミン類（Ｂ）を０〜１４０℃にて反応させ、ウレア結合で変性されたポリエステルを得る。
【０１３１】
ポリイソシアネート（３）を反応させる際、およびイソシアネート基を有するプレポリマー（Ａ）とアミン類（Ｂ）を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤（トルエン、キシレンなど）；ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）；エステル類（酢酸エチルなど）；アミド類（ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど）およびエーテル類（テトラヒドロフランなど）などのイソシアネート（３）に対して不活性なものが挙げられる。
【０１３２】
また、本発明に用いるトナーは概ね以下の方法で製造することができるが勿論これらに限定されることはない。
本発明に用いる水系媒体としては、水単独でもよいが、水と混和可能な溶剤を併用することもできる。混和可能な溶剤としては、アルコール（メタノール、イソプロパノール、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）などが挙げられる。
【０１３３】
トナー粒子は、水系媒体中でイソシアネート基を有するプレポリマー（Ａ）からなる分散体を、アミン類（Ｂ）と反応させて形成しても良いし、あらかじめ製造したウレア変性ポリエステル（ｉ）を用いても良い。水系媒体中でウレア変性ポリエステル（ｉ）やプレポリマー（Ａ）からなる分散体を安定して形成させる方法としては、水系媒体中にウレア変性ポリエステル（ｉ）やプレポリマー（Ａ）からなるトナー原料の組成物を加えて、せん断力により分散させる方法などが挙げられる。プレポリマー（Ａ）と他のトナー組成物である（以下トナー原料と呼ぶ）着色剤、着色剤マスターバッチ、離型剤、荷電制御剤、未変性ポリエステル樹脂などは、水系媒体中で分散体を形成させる際に混合してもよいが、あらかじめトナー原料を混合した後、水系媒体中にその混合物を加えて分散させたほうがより好ましい。また、本発明においては、着色剤、離型剤、荷電制御剤などの他のトナー原料は、必ずしも、水系媒体中で粒子を形成させる時に混合しておく必要はなく、粒子を形成せしめた後、添加してもよい。たとえば、着色剤を含まない粒子を形成させた後、公知の染着の方法で着色剤を添加することもできる。
【０１３４】
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。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。高温な方が、ウレア変性ポリエステル（ｉ）やプレポリマー（Ａ）からなる分散体の粘度が低く、分散が容易な点で好ましい。
【０１３５】
ウレア変性ポリエステル（ｉ）やプレポリマー（Ａ）を含むトナー組成物１００部に対する水系媒体の使用量は、通常５０〜２０００質量部、好ましくは１００〜１０００質量部である。５０質量部未満ではトナー組成物の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。２００００質量部を超えると経済的でない。また、必要に応じて、分散剤を用いることもできる。分散剤を用いたほうが、粒度分布がシャープになるとともに分散が安定である点で好ましい。
【０１３６】
プレポリマー（Ａ）からウレア変性ポリエステル（ｉ）を合成する工程は水系媒体中でトナー組成物を分散する前にアミン類（Ｂ）を加えて反応させても良いし、水系媒体中に分散した後にアミン類（Ｂ）を加えて粒子界面から反応を起こしても良い。この場合製造されるトナー表面に優先的にウレア変性ポリエステルが生成し、粒子内部で濃度勾配を設けることもできる。
【０１３７】
トナー組成物が分散された油性相を水が含まれる液体に乳化、分散するための分散剤として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陰イオン界面活性荊、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四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤、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。
【０１３８】
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−［オメガーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１１）オキシ］−１−アルキル（Ｃ３〜Ｃ４）スルホン酸ナトリウム、３−［オメガー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。
【０１３９】
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-ｌ２９（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ-１０１、ＤＳ-ｌ０２、（タイキン工莱社製）、メガファックＦ-ｌｌ０、Ｆ-ｌ２０、Ｆ-１１３、Ｆ-１９１、Ｆ-８１２、Ｆ-８３３（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ-１０２、ｌ０３、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、Ｆ-１５０（ネオス社製）などが挙げられる。
【０１４０】
カチオン界面活性剤としては、フルオロアルキル基を有する脂肪族一級、二級もしくは二級アミン酸、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-ｌ３２（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。
【０１４１】
水に難溶の無機化合物分散剤として、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なども用いることができる。
また、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−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一テル類、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、例えば酢酸ピニル、プロピオン酸ピニル、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、ピニルビリジン、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窒素原子、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エニルエーテル、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。
【０１４２】
なお、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、微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。
分散剤を使用した場合には、該分散剤がトナー粒子表面に残存したままとすることもできるが、伸長および／または架橋反応後、洗浄除去するほうがトナーの帯電面から好ましい。
【０１４３】
さらに、トナー組成物の粘度を低くするために、ウレア変性ポリエステル（ｉ）やプレポリマー（Ａ）が可溶の溶剤を使用することもできる。溶剤を用いたほうが粒度分布がシャープになる点で好ましい。該溶剤は揮発性であることが除去が容易である点から好ましい。該溶剤としては、例えば、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く、中でもトルエン、キシレン等の芳香族系溶媒がより好ましい。プレポリマー（Ａ）１００部に対する溶剤の使用量は、通常０〜３００部、好ましくは０〜１００部、さらに好ましくは２５〜７０部である。溶剤を使用した場合は、伸長および／または架橋反応後、常圧または減圧下にて加温し除去する。
【０１４４】
伸長および／または架橋反応時間は、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）の組み合わせによる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。
【０１４５】
得られた乳化分散体から有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に昇温し、液滴中の有機溶媒を完全に蒸発除去する方法を採用することができる。あるいはまた、乳化分散体を乾燥雰囲気中に噴霧して、液滴中の非水溶性有機溶媒を完全に除去してトナー微粒子を形成し、合せて水系分散剤を蒸発除去することも可能である。乳化分散体が噴霧される乾燥雰囲気としては、空気、窒素、炭酸ガス、燃焼ガス等を加熱した気体、特に使用される最高沸点溶媒の沸点以上の温度に加熱された各種気流が一般に用いられる。スプレイドライアー、ベルトドライアー、ロータリーキルンなどの短時間の処理で十分目的とする品質が得られる。
【０１４６】
乳化分散時の粒度分布が広く、その粒度分布を保って洗浄、乾燥処理が行われた場合、所望の粒度分布に分級して粒度分布を整えることができる。
分級操作は液中でサイクロン、デカンター、遠心分離等により、微粒子部分を取り除くことができる。もちろん乾燥後に粉体として取得した後に分級操作を行っても良いが、液体中で行うことが効率の面で好ましい。得られた不要の微粒子、または粗粒子は再び混練工程に戻して粒子の形成に用いることができる。その際微粒子、または粗粒子はウェットの状態でも構わない。また、用いた分散剤は得られた分散液からできるだけ取り除くことが好ましいが、先に述べた分級操作と同時に行うのが好ましい。
【０１４７】
得られた乾燥後のトナーの粉体は、離型剤微粒子、帯電制御性微粒子、流動化剤微粒子、着色剤微粒子などの異種粒子とともに混合したり、混合粉体に機械的衝撃力を与えることによって、表面で固定化、融合化させ、得られる複合体粒子の表面からの異種粒子の脱離を防止することができる。
具体的な手段としては、高速で回転する羽根によって混合物に衝撃力を加える方法、高速気流中に混合物を投入し、加速させ、粒子同士または複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法などがある。装置としては、オングミル（ホソカワミクロン社製）、Ｉ式ミル（日本ニューマチック社製）を改造して、粉砕エアー圧カを下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム（奈良機械製作所社製）、クリプトロンシステム（川崎重工業社製）、自動乳鉢などがあげられる。
【０１４８】
また、トナーに使用される着色剤としては、従来からトナー用着色剤として使用されてきた顔料及び染料が使用でき、具体的には、カーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、群青、ニグロシン染料、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローＧ、ローダミン６Ｃレーキ、カルコオイルブルー、クロムイエロー、キナクリドンレッド、ベンジジンイエロー、ローズベンガル等を単独あるいは混合して用いることができる。
【０１４９】
さらに、必要により、トナー粒子自身に磁気特性を持たせるには、フェライト、マグネタイト、マグヘマイト等の酸化鉄類、鉄、コバルト、ニッケル等の金属あるいは、これらと他の金属との合金等の磁性成分を単独または混合して、トナー粒子へ含有させればよい。また、これらの成分は、着色剤成分として使用／併用することもできる。
【０１５０】
本発明で用いられるトナー中の着色剤の個数平均径は０．５μｍ以下であることが望ましく、好ましくは０．４μｍ以下、より好ましくは０．３μｍ以下が望ましい。
トナー中の着色剤の個数平均径が０．５μｍより大きいときには、顔料の分散性が充分なレベルには到らず、好ましい透明性が得られないことがある。さらに、０．５μｍより大きな粒径の着色剤が多く存在していると、トナー粒子表面から着色剤が脱離し、カブリ、ドラム汚染、クリーニング不良といった種々の問題を引き起こしやすいため、好ましくない。特に、０．７μｍより大きな粒径の着色剤は、全着色剤の１０個数％以下であることが好ましく、５個数％以下であることが、より好ましい。
【０１５１】
また、着色剤を結着樹脂の一部もしくは全部と共に、予め湿潤液を加えた上で混練しておくことにより、初期的に結着樹脂と着色剤が十分に付着した状態となって、その後のトナー製造工程でのトナー粒子中における着色剤分散がより効果的に行なわれ、着色剤の分散粒径が小さくなり、一層良好な透明性を得ることができる。
予めの混錬に用いる結着樹脂としては、トナー用結着樹脂として例示した樹脂類をそのまま使用することができるが、これらに限定されるものではない。
【０１５２】
前記の結着樹脂と着色剤の混合物を予め湿潤液と共に混練する具体的な方法としては、例えば、結着樹脂、着色剤及び湿潤液を、ヘンシェルミキサー等のブレンダーにて混合した後、得られた混合物を二本ロール、三本ロール等の混練機により、結着樹脂の溶融温度よりも低い温度で混練して、サンプルを得る。
また、湿潤液としては、結着樹脂の溶解性や、着色剤との塗れ性を考慮しながら、一般的なものを使用できるが、特に、アセトン、トルエン、ブタノン等の有機溶剤や水が、着色剤の分散性の面から好ましい。中でも、水の使用は、環境への配慮及び、後のトナー製造工程における着色剤の分散安定性維持の点から、一層好ましい。
この製法によると、得られるトナーに含有される着色剤粒子の粒径が小さくなるばかりでなく、該粒子の分散状態の均一性が高くなるため、ＯＨＰによる投影像の色の再現性がより一層良くなる。
【０１５３】
この他、本発明の構成をとる限り、トナー中に結着樹脂や着色剤とともにワックスに代表される離型剤を含有させることもできる。
離型剤としては公知のものが使用でき、例えばポリオレフィンワッックス（ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど）；長鎖炭化水素（パラフィンワッックス、サゾールワックスなど）；カルボニル基含有ワックスなどが挙げられる。
【０１５４】
これらのうち好ましいものは、カルボニル基含有ワックスである。カルボニル基含有ワックスとしては、ポリアルカン酸エステル（カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、１，１８−オクタデカンジオールジステアレートなど）；ポリアルカノールエステル（トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなど）；ポリアルカン酸アミド（エチレンジアミンジベヘニルアミドなど）；ポリアルキルアミド（トリメリット酸トリステアリルアミドなど）；およびジアルキルケトン（ジステアリルケトンなど）などが挙げられる。
【０１５５】
これらカルボニル基含有ワックスのうち好ましいものは、ポリアルカン酸エステルである。これら離型剤の融点は、通常４０〜１６０℃であり、好ましくは５０〜１２０℃、さらに好ましくは６０〜９０℃である。融点が４０℃未満のワックスは耐熱保存性に悪影響を与え、１６０℃を超えるワックスは低温での定着時にコールドオフセットを起こしやすい。また、ワックスの溶融粘度は、融点より２０℃高い温度での測定値として、５〜１０００ｃｐｓが好ましく、さらに好ましくは１０〜１００ｃｐｓである。１０００ｃｐｓを超えるワックスは、耐ホットオフセット性、低温定着性への向上効果に乏しい。トナー中のワックスの含有量は通常０〜４０重量％であり、好ましくは３〜３０重量％である。
【０１５６】
また、トナー帯電量及びその立ち上がりを早くするために、トナー中に、必要に応じて帯電制御剤を含有してもよい。ここで、電荷制御剤として有色材料を用いると色の変化が起こるため、無色、白色に近い材料が好ましい。
帯電制御剤としては公知のものが全て使用でき、例えば、トリフェニルメタン系染料、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。具体的には第四級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、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）、第四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）、第四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、第四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）、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、四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。
【０１５７】
本発明において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質量部に対して、０．１〜１０質量部の範囲で用いられる。好ましくは、０．２〜５質量部の範囲がよい。１０質量部を越える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、主帯電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。これらの帯電制御剤はマスターバッチ、樹脂とともに溶融混練した後溶解分散させる事もできるし、有機溶剤に直接溶解、分散する際に加えても良いし、トナー表面にトナー粒子作製後固定化させてもよい。
また、トナー製造過程で水系媒体中にトナー組成物を分散させるに際して、主に分散安定化のための樹脂微粒子を添加してもよい。
【０１５８】
使用される樹脂微粒子は、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が、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。樹脂微粒子としては、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。
【０１５９】
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樹脂、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が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
【０１６０】
さらに、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は、無機微粒子を好ましく用いることができる。
この無機微粒子の一次粒子径は、５ｍμ〜２μｍであることが好ましく、特に５ｍμ〜５００ｍμ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０．０１〜５重量％であることが好ましく、特に０．０１〜２．０重量％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、ペンガラ、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。
【０１６１】
この他、高分子系微粒子、例えばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。
【０１６２】
このような流動化剤は表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止することができる。例えばシランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが好ましい表面処理剤として挙げられる。
【０１６３】
また、感光体や中間転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するためのクリーニング性向上剤としては、例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸など脂肪酸金属塩、例えばポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子などのソープフリー乳化重合などによって製造された、ポリマー微粒子などを挙げることかできる。ポリマー微粒子は比較的粒度分布が狭く、体積平均粒径が０．０１から１μｍのものが好ましい。
【０１６４】
これらのトナーを用いることにより、上述の如く、現像の安定性に優れる、高画質なトナー像を形成することができる。しかしながら、転写装置にて転写媒体もしくは中間転写媒体に転写されず、像担持体上に残存してしまったトナーは、その微細さや転動性の良さのために、クリーニング装置による除去が困難で通過してしまうことがある。トナーを像担持体から完全に除去するには、例えばクリーニングブレードのようなトナー除去部材を像担持体に対して強力に押しつける必要がある。この様な負荷は、像担持体やクリーニング装置の寿命を短くするだけでなく、余計なエネルギーを使用してしまうことになる。
像担持体に対する負荷を軽減した場合には、像担持体上のトナーや小径のキャリアの除去が不十分となり、これらはクリーニング装置を通過する際に、像担持体表面を傷つけ、画像形成装置の性能を変動させる要因となる。
【０１６５】
本発明の画像形成装置は、前述の如く、感光体表面状態の変動、特に低抵抗部位の存在に対しての許容範囲に優れ、感光体への帯電性能変動等を、高度に抑制した構成であるため、上記構成のトナーと併用することにより、極めて高画質な画像を、長期にわたって安定して得ることができるものである。
また、本発明の画像形成装置は、上述のような、高品質な画像を得るに適した構成のトナーとの併用ばかりでなく、粉砕法による不定形のトナーに対しても適用でき、装置寿命を大幅に延ばすことは言うまでもない。
【０１６６】
このような、粉砕法のトナーを構成する材料としては、通常、電子写真用トナーとして使用されるものが、特に制限なく、適用可能である。
該トナーに使用される一般的な結着剤樹脂の例としては、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単重合体；スチレン／ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン／プロピレン共重合体、スチレン／ビニルトルエン共重合体、スチレン／ビニルナフタレン共重合体、スチレン／アクリル酸メチル共重合体、スチレン／アクリル酸エチル共重合体、スチレン／アクリル酸ブチル共重合体、スチレン／アクリル酸オクチル共重合体、スチレン／メタクリル酸メチル共重合体、スチレン／メタクリル酸エチル共重合体、スチレン／メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン／α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン／アクリロニトリル共重合体、スチレン／ビニルメチルケトン共重合体、スチレン／ブタジエン共重合体、スチレン／イソプレン共重合体、スチレン／マレイン酸共重合体等のスチレン系共重合体；ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸ブチル、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸ブチル等のアクリル酸エステル系単重合体やその共重合体；ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル等のポリビニル誘導体；ポリエステル系重合体、ポリウレタン系重合体、ポリアミド系重合体、ポリイミド系重合体、ポリオール系重合体、エポキシ系重合体、テルペン系重合体、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂などが挙げられ、単独あるいは混合して使用できるが特にこれらに限定するものではない。中でも、スチレン−アクリル系共重合樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオール系樹脂より選ばれる少なくとも１種以上であることが、電気特性、コスト面等から、より好ましいものである。更には、良好な定着特性を有するものとして、ポリエステル系樹脂および／またはポリオール系樹脂の使用が、一層好ましい。
【０１６７】
粉砕法のトナーでは、これらの樹脂成分と共に、前述のような着色剤成分、ワックス成分、電荷制御成分等を、必要により前混合後、樹脂成分の溶融温度近傍以下で混練して、これを冷却後、粉砕分級工程を経て、トナーを作製すれば良く、また、必要により前述の外添成分を、適宜、添加混合すれば良い。
【実施例】
【０１６８】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【０１６９】
本実施例で使用する感光体の製造は、以下のように行った。
（感光体）
直径４０ｍｍのアルミニウムドラム（導電性支持体）上に、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層および表面層を、その順に塗布した後、乾燥し、３．６μｍの下引き層、約０．１４μｍの電荷発生層、２３μｍの電荷輸送層、約３．５μｍの表面層からなる感光体を作製した。このとき、表面層の塗工はスプレー法により行ない、それ以外は浸漬塗工法により行なった。各層の詳細については以下の通りとした。
【０１７０】
〔下引き層用塗工液〕
・アルキッド樹脂（ベッコゾール１３０７−６０−ＥＬ、
大日本インキ化学工業株式会社製）・・・・・・６質量部
・メラミン樹脂（スーパーベッカミンＧ−８２１−６０、
大日本インキ化学工業株式会社製）・・・・・・４質量部
・酸化チタン・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・４０質量部
・メチルエチルケトン・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・２００質量部
【０１７１】
〔電荷発生層用塗工液〕
・Ｙ型オキソチタニルフタロシアニン顔料・・・・・・・・・・・・・・・２質量部
・ポリビニルブチラール（エスレックＢＭ−Ｓ、
積水化学株式会社製）・・・・・・・・・０．２質量部
・テトラヒドロフラン・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・５０質量部
【０１７２】
〔電荷輸送層用塗工液〕
・ビスフェノールＡ型ポリカーボネート
（帝人株式会社製、パンライトＫ１３００）・・・・・・・・・１０質量部
・下記構造式で表される低分子電荷輸送物質・・・・・・・・・・・・・１０質量部
【化１】
2011138106.tif 000002
・塩化メチレン・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１００質量部
【０１７３】
〔表面層塗工液〕
・ポリカーボネート・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１０質量部
・下記構造式で表される低分子電荷輸送物質・・・・・・・・・・・・・・７質量部
・アルミナ微粒子（中心粒径０．３０μｍ）・・・・・・・・・・・・・・６質量部
・分散助剤（ビックケミージャパン社製、ＢＹＫ−Ｐ１０４）・・・０．０８質量部
・テトラヒドロフラン・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・７００質量部
・シクロヘキサノン・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・２００質量部
【０１７４】
【化２】
2011138106.tif 000003
【０１７５】
使用する保護剤バーの製造は、以下のように行った。
（保護剤バー（１）（ステアリン酸亜鉛とパルミチン酸亜鉛の混合物のみ）の製造方法）
ステアリン酸亜鉛とパルミチン酸亜鉛の混合物の粉を内寸法８ｍｍ×３５０ｍｍのアルミニウム製の金型に入れ、油圧式プレス機で圧力をかけ、真比重に対して９５％まで圧縮して、厚み７ｍｍの保護剤バーを作製した。ステアリン酸亜鉛とパルミチン酸亜鉛の混合比は、ステアリン酸亜鉛：パルミチン酸亜鉛＝５５：４５とした。
作製した保護剤バーを、長手方向の両端を切断し、底面を切削して７ｍｍ×８ｍｍ×３１０ｍｍの保護剤バー（１）を作製した。保護剤バー（１）の底面に両面テープを貼り付け金属製支持体に固定した。
【０１７６】
（保護剤バー（２）〜（４）（ＢＮ含有）の製造方法）
金属石鹸とＢＮの各粉末を混合して攪拌し、攪拌後の粉を内寸法８ｍｍ×３５０ｍｍのアルミニウム製の金型に入れ、油圧式プレス機で圧力をかけ、真比重に対して９５％まで圧縮して、厚み７ｍｍの保護剤バー（２）〜（４）を作製した。ステアリン酸亜鉛とパルミチン酸亜鉛の混合比は、保護剤バー（１）と同じとした。
作製した保護剤バーを、長手方向の両端を切断し、底面を切削して７ｍｍ×８ｍｍ×３１０ｍｍの保護剤バーを作製した。保護剤バーの底面に両面テープを貼り付け金属製支持体に固定した。
【０１７７】
（保護剤バー（５）及び（６）（ＢＮおよびアルミナ含有）の製造方法）
金属石鹸とＢＮとアルミナ粒子の各粉末を、混合して攪拌し、攪拌後の粉を内寸法８ｍｍ×３５０ｍｍのアルミニウム製の金型に入れ、油圧式プレス機で圧力をかけ、真比重に対して９５％まで圧縮して、厚み７ｍｍの保護剤バーを作製した。ステアリン酸亜鉛とパルミチン酸亜鉛の混合比は、保護剤バー（１）と同じとした。
作製した保護剤バーを、長手方向の両端を切断し、底面を切削して７ｍｍ×８ｍｍ×３１０ｍｍの保護剤バーを作製した。保護剤バーの底面に両面テープを貼り付け金属製支持体に固定した。
【０１７８】
表１に、各バーの金属石鹸、ＢＮ、アルミナの混合比を示す。
【０１７９】
【表１】
2011138106.tif 000004
【０１８０】
評価には、図３に示すような、保護剤塗布装置を具備した画像形成部（プロセスカートリッジ）を複数有する画像形成装置（imagio ＭＰＣ５０００（タンデム型カラー画像形成装置、リコー製）を用いた。評価はすべて低温低湿（室温１５℃、湿度３０％）環境下で行なった。
評価用の出力チャートとして、ＩＳＯテストチャート（ＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ １／ＳＣ ２８のホームページhttp://www.iso.org/jtc1/sc28）および図４の画像を用いた。
【０１８１】
［実施例１〜８］
実施例１〜５および８について、表２に示す条件で、ＩＳＯテストチャートおよび図４の画像を５万枚出力した。尚、実施例４および８については、滑剤塗布ブレードをimagio ＭＰＣ５０００の標準ブレード（９０°）から図５−３のような鈍角ブレード（１２０°）につけかえている。５万枚目の出力画像について、目視評価を行なったところ、高画質な画像が保持されていた。続けて、さらにＩＳＯテストチャートおよび図４の画像を５万枚出力した。計１０万枚目の出力画像について、目視評価を行なったところ、高画質な画像が保持されていた。
【０１８２】
また、実施例６および７については、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ全てのカラーの感光体線速を２３０ｍｍ／secから３４５ｍｍ／secにあげ、その他はすべて実施例５と同じ条件で、画像を５万枚出力した。５万枚目の出力画像について、目視評価を行なったところ、高画質な画像が保持されていた。続けて、さらにＩＳＯテストチャートおよび図４の画像を５万枚出力した。計１０万枚目の出力画像について、目視評価を行なったところ、高画質な画像が保持されていた。
【０１８３】
実施例１〜８の画像出力後の感光体上にＫＢrの粉をまぶし、感光体上の付着物を回収してＫＢr錠剤を作製し、ＫＢr法で、分析したところ、すべてのカラー（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）の感光体からＢＮに由来するピークが検出された。ＫＢr法には、ＦＴ／ＩＲ６１００（日本分光社製）を用いた。また、画像形成後の帯電ローラ上には、微量の付着物は付着していたものの特に大きな変化は見られなかった。
【０１８４】
次に実施例１〜８の計５万枚目の出力画像について顕微鏡観察を行い比較したところ、出力画像に大きな差は見られなかった。
さらに実施例１〜８の計１０万枚目の出力画像について顕微鏡観察を行い比較したところ、実施例１および４〜８の出力画像は、ドットが綺麗に並んでいたが、実施例２の画像は、ドットが他の出力画像より多少広がっており、実施例３の画像は、場所による濃度差が見られた。再度、目視で実施例１〜８の画像について比較を行ったが、目視においては、８つの画像に有意な差は見られなかった。
【０１８５】
なお、表２の画像評価結果の欄における記号の意味は以下の通りである。
○：高画質画像
△：目視では確認できないが、顕微鏡で拡大すると濃度が薄い箇所がある（実使用上は問題なし）
×：異常画像。
【０１８６】
【表２】
2011138106.tif 000005
【０１８７】
［比較例１］
表２に示す条件で、ＩＳＯテストチャートおよび図４の画像を５万枚出力した。５万枚目の出力画像について、目視評価を行なったところ、白い縦筋が見られた。続けて、さらにＩＳＯテストチャートおよび図４の画像を５万枚出力した。計１０万枚目の出力画像について、目視評価を行なったところ、縦筋は５万枚の時よりも顕著になっていた。
画像形成後の帯電ローラ上には、白いスジ状の付着物が多量に付着していた。
【符号の説明】
【０１８８】
１        感光体
１０      画像形成部
１１      プロセスカートリッジ
１２      二次転写装置
１３      搬送装置
１４      定着装置
１５      搬送装置
１６      排紙ローラ
１７      排紙トレイ
２        保護剤塗布装置
２１      保護剤バー
２２      保護剤供給材
２２ａ    ブラシ
２２ｂ    支持体
２３      押圧力付与機構
２４      保護層形成機構
２４ａ    ブレード状部材
２４ｂ    押圧力部材
２４ｃ    ブレード支持体
２５      保護剤バー支持ガイド
３        帯電装置
４        クリーニング装置
４１      クリーニング部材
４２      クリーンング押圧機構
５        現像装置
５１      現像ローラ
５２      現像剤攪拌搬送部材
５３      現像剤攪拌搬送部材
６        一次転写装置
７        転写媒体
８        潜像形成装置
９        ベルトクリーニング装置
１００    画像形成装置
１１０    画像形成装置本体（プリンタ部）
１２０    原稿読取部（スキャナ部）
１３０    原稿自動供給装置（ＡＤＦ）
２００    給紙部
２０１ａ  給紙カセット
２０１ｂ  給紙カセット
２０１ｃ  給紙カセット
２０１ｄ  給紙カセット
２０２    給紙ローラ
２０３    分離ローラ
２０４    搬送ローラ
２０５    搬送ローラ
２０６    搬送ローラ
２０７    レジストローラ
２１０    両面用搬送装置
Ｌ        レーザー光
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１８９】
【特許文献１】特開２００８−１３４４６７号公報
【特許文献２】特公昭５２−０３６０１６号公報
【図１】
2011138106.tif 000006
【図２】
2011138106.tif 000007
【図３】
2011138106.tif 000008
【図４】
2011138106.tif 000009
【図５−１】
2011138106.tif 000010
【図５−２】
2011138106.tif 000011
【図５−３】
2011138106.tif 000012
【図５−４】
2011138106.tif 000013
【図６−１】
2011138106.tif 000014
【図６−２】
2011138106.tif 000015