(57)【要約】【課題】電子写真方式感光体に塗布する固形潤滑剤の加圧手段自身が温度によって加圧力が変化する形状記憶合金を用いることで、簡単な構成で固形潤滑剤の加圧力を温度によって自動的に変化させる。【解決手段】固形潤滑剤を塗布手段を介して感光体表面に押圧して塗布する潤滑剤塗布装置であって、前記潤滑剤塗布装置は前記感光体に押圧する押圧部材と固定部とを有し、前記押圧部材は所定温度以上になると前記固形潤滑剤を前記塗布手段に付勢する付勢力を調整する潤滑剤塗布装置を主たる構成にする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固形潤滑剤を塗布手段を介して感光体表面に押圧して塗布する潤滑剤塗布装置であって、前記潤滑剤塗布装置は、前記感光体に押圧する押圧部材と固定部とを有し、前記押圧部材は、所定温度以上になると前記固形潤滑剤を前記塗布手段に付勢する付勢力を調整することを特徴とする潤滑剤塗布装置。
【請求項２】
固形潤滑剤を塗布手段を介して感光体表面に押圧して塗布する潤滑剤塗布装置であって、前記潤滑剤塗布装置は、前記感光体に押圧する押圧部材と固定部とを有し、前記押圧部材に形状記憶材料を用い前記押圧部材を前記固定部と前記固形潤滑剤との間に設けることを特徴とする潤滑剤塗布装置。
【請求項３】
前記押圧部材は、所定温度以上になると、前記形状記憶材料が記憶された形状に復元されるようにして前記押圧部材の押圧力を調整することを特徴とする請求項１または２に記載の潤滑剤塗布装置。
【請求項４】
前記押圧部材は、形状記憶合金または形状記憶樹脂の少なくとも１つを用いることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の潤滑剤塗布装置。
【請求項５】
前記塗布手段により塗布される潤滑剤が、ステアリン酸の金属塩化合物であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の潤滑剤塗布装置。
【請求項６】
前記塗布手段は、ロールブラシであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の潤滑剤塗布装置。
【請求項７】
前記潤滑剤塗布装置に使用されるトナーの体積平均粒径が３〜８μｍの範囲にあり、体積平均粒径Ｄｖと個数平均粒径Ｄｎとの比（Ｄｖ／Ｄｎ）で定義される分散度が１．００〜１．４０の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の潤滑剤塗布装置。
【請求項８】
前記潤滑剤塗布装置に使用されるトナーが形状係数ＳＦ−１で１００〜１８０の範囲にあり、かつ形状係数ＳＦ−２で１００〜１８０の範囲にあることを特徴とする請求項７に記載の潤滑剤塗布装置。
【請求項９】
前記潤滑剤塗布装置に使用されるトナーが略球形であり、長軸と短軸の比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲で、厚さと短軸の比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲であって、長軸ｒ１≧短軸ｒ２≧厚さｒ３の関係を満足することを特徴とする請求項７に記載の潤滑剤塗布装置。
【請求項１０】
少なくとも感光体と請求項１から９のいずれか１項に記載の潤滑剤塗布装置を有し、画像形成装置本体から着脱可能であるプロセスカートリッジ。
【請求項１１】
感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、帯電された前記感光体に潜像を書き込む潜像書き込み手段と、前記潜像書き込み手段により得られた潜像をトナーを用いて現像する現像手段と、得られた現像を転写する転写手段と、前記転写手段により転写されたトナー画像を媒体上に定着する定着手段と、前記感光体からのトナー画像を転写した後の感光体の残トナーを除去してクリーニングするクリーニング手段とを有する画像形成装置であって、さらに前記画像形成装置は請求項１から９のいずれか１項に記載の潤滑剤塗布装置を有す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、電子写真方式の画像形成装置に使用可能な潤滑剤塗布装置およびプロセスカートリッジに関し、特に電子写真方式の画像形成装置に使用可能な感光体表面に潤滑剤を塗布する塗布ローラの構成部材の発明に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、感光体に固形潤滑剤を塗布する画像形成装置において、ブラシローラなどの塗布ローラに固形潤滑剤をバネで加圧して押し付ける方式を用いた画像形成装置が多く採用されている。
【０００３】
しかし、例えば低温環境では、常温など他の温度環境よりも消費量が多くなるなど、温度環境によって消費量が異なる場合があった。これはブラシが低温環境で硬くなるなどのために固形潤滑剤を削る量が多くなると思われる。固形潤滑剤の消費量が多いと、必要以上に感光体上に運滑材を塗布することになり、クリーニングブレードからのトナーのすり抜け量が多くなったり、帯電ローラに汚れを付着させやすくしたり、不具合が発生する虞があった。
【０００４】
このため、固形潤滑剤の加圧力を温度によって変化させるように、温度検出手段と荷重切替手段を備えた発明が知られている。
【０００５】
例えば特許文献１では、荷重切換手段が、上記温度検出手段により検出した像担持体の温度に応じて荷重の切り替えを行うことを特徴とする画像形成装置用の潤骨剤供給装置を提案している。
【０００６】
また特許文献２では、像担持体と固形潤滑剤とに押圧されて配置され、前記潤滑剤を掻き取って像担持体に供給する塗布ブラシと、潤滑剤を収容する潤骨剤ケースと、塗布用ブラシに潤滑剤を押圧付勢するスプリングからなる加圧手段とを有した構成で、加圧手段であるスプリングの挟持位置を変更することで、塗布用ブラシに対する加圧力を調整可能にして塗布用ブラシの毛倒れによる塗布ムラを防ぐ画像形成装置が提案されている。
【０００７】
また特許文献３では、潤滑部材と加圧部材を一体にモジュール化し、潤滑ユニットとして本体に対して取り外し可能にすることで、潤滑剤の交換性を格段に改善することができ、ユーザの交換も可能にした簡単な構成で取り付け位置の制限を受けず安定して塗布することができる潤滑剤塗布装置およびこれを備える画像形成装置が提案されている。
【０００８】
また特許文献４では、棒状に成型された固形潤滑剤をブラシローラ側に加圧する加圧部材を固形潤滑剤の長手方向に複数有し、長手方向端部領域に位置する加圧部材の圧力よりも、中央領域に位置する加圧部材の圧力を小さくした潤滑剤塗布装置が提案されている。
【０００９】
また特許文献５では、潤滑剤塗手段が像担持体と固形潤滑剤とに押圧されて配置され、潤滑剤を掻き取って像担持体に供給する塗布用ブラシと、潤滑剤を収容する潤滑剤ケースに設けられ、塗布用ブラシに潤滑剤を押圧付勢するスプリングからなる加圧手段と、前記潤滑剤ケースに設けられ、潤滑剤との間にスプリングを挟持する階段状に配置された複数の凹部を有し、該スプリングを挟持する凹部の位置を変更することによりスプリングを加圧する加圧力変更手段を有する画像形成装置が提案されている。
【００１０】
さらに特許文献６では、滑剤が常に一定の圧力で供給部材に当接させることで、像担持体および中間転写体に一定量の滑剤を供給できるクリーニング装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、またこれらに用いるトナーが提案されている。
【特許文献１】特許第３４５９０５５号公報
【特許文献２】特開２００５−３２１８３３号公報
【特許文献３】特開２００５−１９５７２０号公報
【特許文献４】特開２００５−１４０８７５号公報
【特許文献５】特許第３７１７６９３号公報
【特許文献６】特開２００５−９９１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に開示された方法では、装置の小型化や構成の簡略化を行うために、温度検出手段や荷重切替手段を無くすことが望ましいという問題もある。
【００１２】
本発明は、上述した実情を考慮してなされたもので、固形潤滑剤の消費量が温度の変化した環境によって大きく異なることを防ぐため、固形潤滑剤の加圧手段自身が温度によって加圧力を変化させ得る材質を用いることにより、簡単な構成で固形潤滑剤の加圧力を温度によって可変（調整）することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、固形潤滑剤を塗布手段を介して感光体表面に押圧して塗布する潤滑剤塗布装置であって、前記潤滑剤塗布装置は、前記感光体に押圧する押圧部材と固定部とを有し、前記押圧部材は、所定温度以上になると前記固形潤滑剤を前記塗布手段に付勢する付勢力を調整する潤滑剤塗布装置であることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、固形潤滑剤を塗布手段を介して感光体表面に押圧して塗布する潤滑剤塗布装置であって、前記潤滑剤塗布装置は、前記感光体に押圧する押圧部材と固定部とを有し、前記押圧部材に形状記憶材料を用い前記押圧部材を前記固定部と前記固形潤滑剤との間に設ける潤滑剤塗布装置であることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の潤滑剤塗布装置において、前記押圧部材は、所定温度以上になると、前記形状記憶材料が記憶された形状に復元されるようにして前記押圧部材の押圧力を調整することを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の潤滑剤塗布装置において、前記押圧部材は、形状記憶合金または形状記憶樹脂の少なくとも１つを用いることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の潤滑剤塗布装置において、前記塗布手段により塗布される潤滑剤が、ステアリン酸の金属塩化合物であることを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の潤滑剤塗布装置において、前記塗布手段は、ロールブラシであることを特徴とする。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の潤滑剤塗布装置において、前記潤滑剤塗布装置に使用されるトナーの体積平均粒径が３〜８μｍの範囲にあり、体積平均粒径Ｄｖと個数平均粒径Ｄｎとの比（Ｄｖ／Ｄｎ）で定義される分散度が１．００〜１．４０の範囲にあることを特徴とする。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の潤滑剤塗布装置において、前記潤滑剤塗布装置に使用されるトナーが形状係数ＳＦ−１で１００〜１８０の範囲にあり、かつ形状係数ＳＦ−２で１００〜１８０の範囲にあることを特徴とする。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の潤滑剤塗布装置において、前記潤滑剤塗布装置に使用されるトナーが略球形であり、長軸と短軸の比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲で、厚さと短軸の比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲であって、長軸ｒ１≧短軸ｒ２≧厚さｒ３の関係を満足することを特徴とする。
【００２２】
請求項１０に記載の発明は、少なくとも感光体と請求項１から９のいずれか１項に記載の潤滑剤塗布装置を有し、画像形成装置本体から着脱可能であるプロセスカートリッジであることを特徴とする。
【００２３】
請求項１１に記載の発明は、感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、帯電された前記感光体に潜像を書き込む潜像書き込み手段と、前記潜像書き込み手段により得られた潜像をトナーを用いて現像する現像手段と、得られた現像を転写する転写手段と、前記転写手段により転写されたトナー画像を媒体上に定着する定着手段と、前記感光体からのトナー画像を転写した後の感光体の残トナーを除去してクリーニングするクリーニング手段とを有する画像形成装置であって、さらに前記画像形成装置は請求項１から９のいずれか１項に記載の潤滑剤塗布装置を有する画像形成装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、固体状に成形された固形潤滑剤を塗布ローラに押し付けながら当該塗布ローラが前記固形潤滑剤を削り取り、削り取った該固形潤滑剤を、さらに感光体表面に塗布する潤滑剤塗布装置であって、当該潤滑剤塗布装置を前記感光体に押し付ける作用を持つ部材を形状記憶材料としたことを特徴とする潤滑剤塗布装置により、簡単な構成で温度による潤滑剤の消費量の差を抑制することができ、温度環境に関わらず最適な塗布量で感光体上へ潤滑剤を塗布することができ、部材の変形に電力等を使用しないので、省エネ効果もある。
【００２５】
また、固形潤滑剤の加圧部材を小型化でき、プロセスカートリッジとして使用可能であるため、交換パーツを最小限なものとし、ユーザの負担軽減と環境への配慮を行うことができる。
【００２６】
さらに、高画質でクリーニング性に優れた画像形成装置およびプロセスカートリッジを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２８】
図1は従来および本発明における実施例のカラー画像形成装置構成図である。
【００２９】
本実施形態の画像形成装置は、たとえば、感光体と、前記感光体を帯電する帯電手段と、前記帯電された感光体に潜像を書き込む潜像書き込み手段と、前記潜像書き込み手段により得られた潜像をトナーを用いて現像する現像手段と、得られた現像を転写する転写手段と、前記転写手段により転写されたトナー画像を媒体上に定着する定着手段と、前記感光体からのトナー画像を転写した後の感光体の残トナーを除去してクリーニングするクリーニング手段とを有する画像形成装置であって、さらに前記画像形成装置は潤滑剤塗布装置を有する。たとえば本実施形態の画像形成装置はイエロ（以下Ｙ）、シアン（以下Ｃ）、マゼンダ（以下Ｍ）、ブラック（以下Ｋ）の４色トナーを用いて、一画像を形成する装置である。この画像形成装置は、像担持体として４つの感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋを備えており、それぞれ中間転写ベルト３１に接触しながら図中Ａの方向に回転駆動する。
【００３０】
図２は、４つの作像ユニットのうちの１つの概略図であって、４色（Ｙ、Ｃ、Ｍ及びＫ）とも同一構成のため、その１つについて図示したものである。図２に示すように、各作像ユニットは、各感光体１（１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ）の周りに、感光体１の表面に電荷を与える帯電装置２、感光体１表面に形成された潜像を各色トナーで現像してトナー像を形成する現像装置４、感光体１の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置３、トナー像転写後の感体光１表面のクリーニングをするクリーニング装置８がそれぞれ配置されている。
【００３１】
次にカラー画像を得る工程について説明する。図１において、図中左からイエロ、シアン、マゼンタ、黒のトナーが充填されたトナーを補給するトナーボトル１０から図示しない搬送経路によって、所定の補給量だけ各色の現像装置４にトナーが補給される。転写紙２０が、給紙コロ２１でフィードされ、２次転写ローラ３４と中間転写ベルト３１のニップに搬送される。なお、図２に示すように、予め帯電ローラ２によって一様に帯電された感光体ドラム１は、図１に示す書き込みユニット２５によってレーザー光により露光走査され、図２に示す感光体ドラム１上に静電潜像が作られる。各静電潜像は、それぞれ各色の現像装置４（図２）により現像され、これにより感光体ドラム１表面にイエロ、シアン、マゼンタ、黒のトナー像が形成される。次に転写ローラ３２（図１）に電圧が印加され各感光体ドラム１（図２）上のトナーが、中間転写ベルト３１（図１）上に順次転写されていく。このとき、各色の作像動作は、素のトナー像が中間転写ベルト３１（図１）の同じ位置に重ねて転写されるように、上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。中間転写ベルト３１上に形成された画像は、２次転写ローラ３４（図１）の位置まで搬送され転写紙２０（図１）に２次転写される。各色のトナー像が転写された転写紙２０は定着ユニット４０（図１）に搬送されて熱定着され排紙ローラ４１（図１）で排紙される。なお、感光体上ドラム１（図２）上の残留トナーは、それぞれのクリーニング手段８（図２）によって、また中間転写ベルト３１上の残留トナーは転写クリーニング手段３３（図１）によってクリーニングされ、これらの廃トナーは各クリーニングユニット内の廃トナー搬送スクリュにより、プロセスカートリッジから画像形成装置に設けられた図示しない廃トナーボトルに排出される。
【００３２】
次に潤滑剤塗布装置３について、図２及び図３を参照しながら詳細に説明する。潤滑剤塗布装置３は、固定されたケース３内に固形潤滑剤３ｂ（図２）と、固形潤滑剤３ｂに接触して潤滑剤の一部を削り取り、感光体１に塗布するブラシローラ３ａ（図２）とを備える。固形潤滑剤３ｂは脂肪酸金属塩、フッ素系樹脂等からなるものが使用でき、特に脂肪酸金属塩が好ましい。脂肪酸金属塩としては、例えば、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、アレイン酸等の直鎖状炭化水素の脂肪酸の金属塩が挙げられ、金属としては、リチウム、マグネシウム、カルシウムバリウム、ストロンチウム、亜鉛、カドミウム、アルミニウム、セリウム、チタン、鉄などが挙げられる。また場合によっては、金属として、カリウム、ナトリウムなども含まれる。要するに、本発明における固形潤滑剤は、常温（たとえば４０℃でも固形状である固形潤滑剤）では固形である潤滑剤を意味し、常温で液体の潤滑剤は除く意味である。より具体的には、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸鉄、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸ナトリウムなどのステアリン酸塩が好ましく、特にステアリン酸亜鉛が好ましい。上記のような脂肪酸金属塩をたとえば直方体などの形状に成形した固形潤滑剤３ｂは、潤滑剤保持部材３ｃに固定されている。潤滑剤保持部材３ｃには、固形潤滑剤３ｂをブラシローラ３ａ側に付勢する加圧部材３ｄが長手方向に対して複数配置されている（図３ａ）。図３では、長手方向両端部近傍に設けられた構成となっているが、複数であれば特に制限されず、また場合によっては、１つであっても良いこともある。
【００３３】
固形潤滑剤３ｂは保持部材３ｃに両面テープ或いは接着剤などを用いて固定されることが出来、押圧手段としての加圧部材３ｄによってブラシローラ３ａ側に付勢されている。すなわち、加圧部材３ｄは、付勢可能な形状であれば良く、加圧部材３ｄとしては板バネ、コイルバネ、皿バネ、圧縮バネ等のバネが用いられ、特に図３ｂに示すように圧縮バネが多く用いられている。
【００３４】
潤滑剤塗布機構の構成、潤滑剤あるいはブラシの材質などに依存して、従来の課題に示したように固形潤滑剤の消費量が温度環境によって異なる場合がある。このような例を図４に示す。図４に示すように、高温（３０℃）あるいは常温（２５℃）に比べて、低温時（１０℃）に消費量が多い機構の場合には、本発明では、部材自身の形状が温度で変化して固形潤滑剤のブラシローラへの加圧力を温度で変化させることができる材質を採用することとし多。例えばＴｉ−Ｎｉ、Ｔｉ−Ｎｉ−Ｃｕ系、Ｃｕ系、Ｆｅ系などの形状記憶合金では、図５に示すように、温度Ａと温度Ｂでそれぞれ形状Ａ、Ｂのように可逆的に二方向に変形する形状を記憶させることが可能である。
【００３５】
図６に、固形潤滑剤の加圧に圧縮バネを用いる場合を考える。バネ高さ７ｍｍの時に常温（２５℃）で０．５Ｎで有る荷重を、低温（１０℃）では０．４Ｎに下げるようにした場合を説明する。常温（２５℃）時のバネ内径、自由長をそれぞれφ１、Ｌ１、低温（１０℃）バネ内径、自由長をそれぞれφ２、Ｌ２とする（図６）。この時、例えば圧縮バネを線経０．３ｍｍ、総巻数１５．５で製作した場合、常温（２５℃）でφ１＝５．２ｍｍ、Ｌ１＝２１．１３ｍｍのバネ形状が、低温（１０℃）時にφ２＝５．６ｍｍ、Ｌ２＝２０．９５ｍｍとなる形状を記憶させておけば、上述の荷重に変化させることができる。
【００３６】
また、図６に示す付制部材以外の付制部材として、図７に示す板バネで固体潤滑剤の加圧を行う場合を挙げることができる。この図７に示す場合でも、同様に、板バネの曲げの高さを常温（２５℃）時をＨ１、低温（１０℃）時をＨ２とすると、低温時にはΔ
Ｈ（＝Ｈ１−Ｈ２）だけ曲げ高さが低くなり、低温時の加圧力を常温時よりも低くすることができる（図８）。
【００３７】
また、図９に、本実施形態の潤滑剤塗布装置に使用される押圧部３ｅの他の例を示す。また図１０〜１１は、その押圧部として形状記憶材料として、形状記憶金属または形状記憶樹脂の少なくとも１つを用いた場合の形状記憶が発揮されない前の状態（上部）と、形状記憶が発揮されて形状が記憶された状態になったときを矢印の下側に示す。たとえば、形状記憶材料をその記憶が発揮されない低温度下にある場合（たとえば１０℃以下）、板状の形状体となっている。この状態で潤滑剤塗布装置にセットする。
【００３８】
このような潤滑剤塗布装置またはこの装置をプロセスカートリッジとして画像形成装置本体にセットする。画像形成装置内部でたとえば冬季など、潤滑剤塗布装置の周囲の温度がある所定温度以下であるような場合には、取り付け時の形状である板状態が保持されている。このような板状態に保持されている潤滑剤塗布装置においては、潤滑材３ｂは塗布ローラ３ａに対し、押圧（圧力印加）の程度は、低い押圧状態となっており、よって、固形潤滑剤は塗布ローラ３ａに対して低い塗布量が維持された状態のままとなっている。
【００３９】
その後、画像形成装置内で、潤滑剤塗布装置３（または潤滑剤塗布装置を含むプロセスカートリッジ）の周囲温度が常温程度（２０〜２５℃）に達するとする。そうすると、押圧部３ｄである形状記憶材料は記憶されていない、たとえば板状態の形状（図１０〜１１の矢印の上部参照）から、形状の記憶機能が発揮されて、記憶された形状が発揮された形状となって（図１０〜１１の矢印の方向参照）、記憶された元の状態に復帰するかまたは復帰するようになろうとするために、固定部３ｆおよび３ｃを形状記憶が発揮される前の状態よりもさらに付勢して固形潤滑剤３ｂを塗布ローラに押し当て、固形潤滑剤３ｂの塗布量はこれによって調整されることとなる。
【００４０】
このような押圧部として使用される形状記憶材料では、図１０に示すように、板状態の形状記憶素子を１枚（形態の変化１つのみ）で押圧部を構成してもよく、また、図１１に示すように、２以上の形態変化を組み合わせたものとして構成してもよい。このような形状記憶材料を設ける箇所も図７に示すように両端部２箇所、あるいは中央部１箇所、中央部と両端部、全箇所など、適宜選択可能である。また、たとえば形状記憶材料として、形状が発揮される温度の異なる材料を複数選択して、押圧力を複数の段階に分けて発揮させるようにすることもできる。
【００４１】
たとえば閾温度値を２つ設け、常温ではそのうちの１つの形状記憶材料が形状記憶機能を発揮して押圧力をｋ１とし、高温でもう１つの形状記憶材料が先に形状記憶を発揮した形状によって押圧する方向を抑圧するように−ｋ２としておくことによって、押圧力ｋ１からたとえばｋ１−ｋ２に抑えるようにでき、これによって、高温化での固形潤滑剤３ｂの塗布量を調整することができる。なお図１０〜１１において、押圧部を構成する形状記憶材料３ｄまたは３ｅの幅は、図３（ｂ）の３ｄに示すような３ｃと同程度またはそれ以下の幅であってよい。
【００４２】
次に画像形成装置に好適に使用されるトナーに関して説明する。
【００４３】
本実施形態の潤滑剤塗布装置を有する画像形成装置は、現像装置４で使用するトナーが、平均円形度０．９３以上と円形度の高いトナーが好ましい。円形度の高いトナーは、ブレード方式のクリーニングでは感光体１とクリーニングブレードの隙間に入り込み、すり抜けやすいが、転写率が高いことで、転写残トナー量が少ない。また、トナーが略球形に近いトナーが一層好ましい。略球形トナーは、以下の形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２の値で規定することができる。本画像形成装置で用いるトナーとしては、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０のトナーである。図９ は、形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式（１）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）2／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）・・・式（１）
上記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、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）2／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）・・・式（２）
上記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。
【００４４】
トナーの形状が略球形になると、トナーとトナーあるいはトナーと感光体１との接触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１との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。さらに、ブラシ状ローラによるバイアスに対応して回収・放出されやすい。尚、ＳＦ−１とＳＦ−２が大きくなると、正規帯電トナーＴ０及び逆帯電トナーＴ１のいずれも回収・放出されにくいために、前の画像が表れたるゴースト画像、地肌カブリ等の異常画像の発生することがあるため、ＳＦ−１とＳＦ−２は１８０を越えない方が好ましい。
【００４５】
また、トナーの体積平均粒径が３〜８μｍ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の範囲にある小粒径で粒径分布も狭くすることで、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、転写率を高くすることができることで、一時保持手段に対する回収トナー量を減らすことができ、画像形成装置の安定性を向上させることで長期間使用することができる。このような小粒径トナーは、外添剤微粒子等の含有率が相対的に高くなる傾向にあるため、これらがトナーから脱離して感光体１上にフィルミングを発生しやすいが、ブラシ状ローラ４１で感光体１を摺擦することで、フィルミングを機械的に除去し、また、フィルミングの発生を抑えることができる。
【００４６】
この画像形成装置に好適に用いられるトナーは、少なくとも窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋反応又は伸長反応の少なくとも１つの反応を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。
【００４７】
（変性ポリエステル）
本実施形態の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。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。
【００４８】
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。
【００４９】
多価カルボン酸（ＰＣ）としては、２価カルボン酸（ＤＩＣ）および３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）が挙げられ、（ＤＩＣ）単独、および（ＤＩＣ）と少量の（ＴＣ）との混合物が好ましい。２価カルボン酸（ＤＩＣ）としては、アルキレンジカルボン酸（コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など）；アルケニレンジカルボン酸（マレイン酸、フマール酸など）；芳香族ジカルボン酸（フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など）などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数４〜２０のアルケニレンジカルボン酸および炭素数８〜２０の芳香族ジカルボン酸である。３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）としては、炭素数９〜２０の芳香族多価カルボン酸（トリメリット酸、ピロメリット酸など）などが挙げられる。なお、多価カルボン酸（ＰＣ）としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル（メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど）を用いて多価アルコール（ＰＯ）と反応させてもよい。多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の比率は、水酸基［ＯＨ］とカルボキシル基［ＣＯＯＨ］の当量比［ＯＨ］／［ＣＯＯＨ］として、通常２／１〜１／１、好ましくは１．５／１〜１／１、さらに好ましくは１．３／１〜１．０２／１である。
【００５０】
多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）としては、脂肪族多価イソシアネート（テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，６−ジイソシアナトメチルカプロエートなど）；脂環式ポリイソシアネート（イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど）；芳香族ジイソシアネート（トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど）；芳香脂肪族ジイソシアネート（α，α，α'，α'−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど）；イソシアネート類；前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの；およびこれら２種以上の併用が挙げられる。多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）の比率は、イソシアネート基［ＮＣＯ］と、水酸基を有するポリエステルの水酸基［ＯＨ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＯＨ］として、通常５／１〜１／１、好ましくは４／１〜１．２／１、さらに好ましくは２．５／１〜１．５／１である。［ＮＣＯ］／［ＯＨ］が５を超えると低温定着性が悪化する。［ＮＣＯ］のモル比が１未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
ここ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。
【００５５】
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。
【００５６】
（未変性ポリエステル）
ここにおいては、変性されたポリエステル（ｉ）単独使用だけでなく、この変性されたポリエステル（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。未変性ポリエステル（ｉｉ）としては、変性されたポリエステル（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。
【００５７】
また、未変性ポリエステル（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。変性されたポリエステル（ｉ）と未変性ポリエステル（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、変性されたポリエステル（ｉ）のポリエステル成分と未変性ポリエステル（ｉｉ）は類似の組成が好ましい。
【００５８】
未変性ポリエステル（ｉｉ）を含有させる場合の変性されたポリエステル（ｉ）と未変性ポリエステル（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）の重量日が５％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。未変性ポリエステル（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。未変性ポリエステル（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。未変性ポリエステル（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現像剤に用いるトナーにはマッチしやすい。
【００５９】
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。
【００６０】
（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Ｓ、ハンザイエロ（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロ、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロ、オイルイエロ、ハンザイエロ（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエロＬ、ベンジジンイエロ（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロ（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロ（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエロレーキ、アンスラザンイエロＢＧＬ、イソインドリノンイエロ、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。
【００６１】
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。
【００６２】
（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ＰＳＹＶＰ２０３８、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ＮＥＧＶＰ２０３６、コピーチャージＮＸＶＰ４３４（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。
【００６３】
（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、カルナウバワックス、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。
【００６４】
（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、５×１０-3〜１０２μｍ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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
（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。
【００６８】
（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。
【００６９】
トナー材料液１００重量部に対する水系媒体の使用量は、通常５０〜２０００重量部、好ましくは１００〜１０００重量部である。５０重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。２００００重量部を超えると経済的でない。また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、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。
【００７０】
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〜Ｃ11）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。
【００７１】
また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を有する脂肪族１級、２級もしくは２級アミン酸、パーフルオロアルキル（Ｃ6〜Ｃ10）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンＳ−１２１（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−１３５（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−２０２（ダイキン工業杜製）、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。
【００７２】
樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が１０〜９０％の範囲になるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子１μｍ、及び３μｍ、ポリスチレン微粒子０．５μｍ及び２μｍ、ポリ（スチレン−アクリロニトリル）微粒子１μｍ、商品名では、ＰＢ−２００Ｈ（花王社製）、ＳＧＰ（総研社製）、テクノポリマーＳＢ（積水化成品工業社製）、ＳＧＰ−３Ｇ（総研社製）、ミクロパール（積水ファインケミカル社製）等がある。また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。上記の樹脂微粒子、無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する（メタ）アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−３−クロロ２−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの含窒素化合物、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。
【００７３】
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。
【００７４】
（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。
【００７５】
（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。
【００７６】
（５）上記で得られたトナー母体粒子に、荷電制御剤を打ち込み、ついで、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。荷電制御剤の打ち込み、及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。これにより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状から紡錘形状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。
【００７７】
本実施形態に係るトナーの形状は略球形状であり、以下の形状規定によって表すことができる。
【００７８】
図１２は、本実施形態のトナーの形状を模式的に示す図である。図１３において、略球形状の外観を示しており（図１３（ａ）参照）、トナーを長軸ｒ１、短軸ｒ２、厚さｒ３（但し、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３とする。）で規定するとき、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）（図１３（ｂ）参照）が０．５〜１．０で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）（図１３（ｃ）参照）が０．７〜１．０の範囲にあることが好ましい。長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５未満では、真球形状から離れるためにドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７未満では、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。特に、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が１．０では、長軸を回転軸とする回転体となり、トナーの流動性を向上させることができる。なお、ｒ１、ｒ２、ｒ３は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で、視野の角度を変えて写真を撮り、観察しながら測定した。
【００７９】
以上によって製造されたトナーは、磁性キャリアを使用しない一成分の磁性トナー或いは、非磁性トナーとしても用いることができる。また、二成分現像剤に用いる場合には、磁性キャリアと混合して用いれば良く、磁性キャリアとしては、鉄、マグネタイト、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｕ等の２価の金属を含むフェライトであって、体積平均粒径２０〜１００μｍが好ましい。平均粒径が２０μｍ未満では、現像時に感光体１にキャリア付着が生じやすく、１００μｍを越えると、トナーとの混合性が低く、トナーの帯電量が不十分で連続使用時の帯電不良等を生じやすい。また、Ｚｎを含むＣｕフェライトが飽和磁化が高いことから好ましいが、画像形成装置１００のプロセスにあわせて適宜選択することができる。磁性キャリアを被覆する樹脂としては、特に限定されないが、例えばシリコーン樹脂、スチレン−アクリル樹脂、含フッ素樹脂、オレフィン樹脂等がある。その製造方法は、コーティング樹脂を溶媒中に溶解し、流動層中にスプレーしコア上にコーティングしても良く、また、樹脂粒子を静電気的に核粒子に付着させた後に熱溶融させて被覆するものであってもよい。被覆される樹脂の厚さは、０．０５〜１０μｍ、好ましくは０．３〜４μｍがよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本実施形態の潤滑剤塗布装置を用いたカラー画像形成装置の構成断面図である。
【図２】本実施形態の潤滑剤塗布装置を含む作像ユニットの断面図である。
【図３】本実施形態の固形潤滑剤塗布装置の保持部材とこれを加圧する加圧部材の断面図である。
【図４】本実施形態の潤滑剤塗布装置に使用する潤滑剤の温度による消費量の変化を示す説明図である。
【図５】本実施形態の潤滑剤塗布装置に使用する形状記憶合金の温度により可逆的に形状が変化する例を示す斜視図である。
【図６】本実施形態の潤滑剤塗布装置における加圧部に形状記憶材料として形状記憶合金の圧縮バネを用いる場合のバネの変化を示す摸式図である。
【図７】本実施形態の潤滑剤塗布装置に使用する形状記憶材料が板バネ形状である場合の例を示す断面図である。
【図８】本実施形態の潤滑剤塗布装置に使用する形状記憶材料が他の板バネ形状である場合の摸式断面図である。
【図９】本実施形態の固形潤滑剤塗布装置の構成例を示す上面図である。
【図１０】本実施形態の潤滑剤塗布装置に使用される加圧部に使用される形状記憶材料の形状の記憶が発揮される前の状態の板状の形状と、形状記憶が発揮された後の形状例を示す断面図である。
【図１１】本実施形態の潤滑剤塗布装置に使用される加圧部に使用される形状記憶材料の形状の記憶が発揮される前の状態の板状の形状と、形状記憶が発揮された後の形状例の他の例を示す断面図である。
【図１２】本実施形態で使用するトナーの形状係数、形状係数の説明用模式図である。
【図１３】本実施形態で使用の略球形状のトナーの形状を示す模式図である。
【符号の説明】
【００８１】
１、１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ    感光体
２    帯電装置
３    潤滑剤塗布装置
３ａ    ブラシローラ
３ｂ    固形潤滑剤
３ｃ    保持部材
３ｄ、３ｅ    加圧部材
３ｆ    固定部
４    現像装置
８    クリーニング手段
１０    トナーボトル
２０    転写紙
２１    給紙コロ
３１    中間転写ベルト
３４    ２次転写ローラ
４０    定着ユニット
４１    排紙ローラ
Ｌ１    自由長
φ１    常温バネ内径
【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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