(57)【要約】【課題】クリーニング手段交換時、堆積トナーのクリーニング手段スリ抜けを防止するクリーニング装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】ベルト状の中間転写体を備え、感光体ドラム上に形成された互いに異なる色のトナー像からなる画像を、順次中間転写体に重ね合わせて１次転写し、前記中間転写体上に１次転写された画像を記録媒体上に２次転写してカラー画像を形成する画像形成装置に使用するクリーニング装置であって、前記中間転写体の表面の残留トナーを除去するクリーニング手段３４、３５を備え、転写装置２とクリーニング手段３４、３５が一体となって画像形成装置本体に対し着脱可能であり、かつ、クリーニング手段３４、３５独立での着脱も可能であり、前記クリーニング手段交換時、脱着レバー３６と連動して前記中間転写体１１を回転させるカップリング機構１２ａ、３６ａを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト状の中間転写体を備え、感光体ドラム上に形成された互いに異なる色のトナー像からなる画像を、順次中間転写体に重ね合わせて１次転写し、前記中間転写体上に１次転写された画像を記録媒体上に２次転写してカラー画像を形成する画像形成装置に使用するクリーニング装置であって、
前記中間転写体の表面の残留トナーを除去するクリーニング手段を備え、転写装置と前記クリーニング手段が一体となって画像形成装置本体に対し着脱可能であり、かつ、クリーニング手段独立での着脱も可能であり、前記クリーニング手段交換時、脱着レバーと連動して前記中間転写体を回転させるカップリング機構を有することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
前記カップリング機構は、前記クリーニング手段取り外し時、前記脱着レバーと連動して前記中間転写体を作像方向と逆に回転させることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
【請求項３】
前記カップリング機構は、前記クリーニング手段セット後に、前記脱着レバーと連動して前記中間転写体を作像方向と同方向に回転させることを特徴とする請求項１記載のクリーニング装置。
【請求項４】
前記中間転写体の回転操作は、前記中間転写体が掛け回されている支持ローラの内の少なくとも１つを回転させることにより行うことを特徴とする請求項２又は３記載のクリーニング装置。
【請求項５】
前記中間転写体を逆転させる操作後に、前記クリーニング手段が取り外し可能になることを特徴とする請求項４記載のクリーニング装置。
【請求項６】
前記中間転写体を回転させる操作と前記クリーニング手段を前記中間転写体に接離させる動作が連動していることを特徴とする請求項５記載のクリーニング装置。
【請求項７】
ベルト状の中間転写体を備え、感光体ドラム上に形成された互いに異なる色のトナー像からなる画像を、順次中間転写体に重ね合わせて１次転写し、前記中間転写体上に１次転写された画像を記録媒体上に２次転写してカラー画像を形成する画像形成装置であって、
請求項１から６のいずれか１項に記載のクリーニング装置を搭載することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記トナー像で使用されるトナーは、体積平均粒径が３〜８μｍで、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請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記トナー像で使用されるトナーは、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請求項７記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記トナー像で使用されるトナーは、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、ポリエステル、着色剤、離型剤を有機溶媒中に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請求項７記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記トナー像で使用されるトナーは、略球形状であることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記トナー像で使用されるトナーは、その形状が長軸ｒ１、短軸ｒ２、厚さｒ３で規定され（但し、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３とする。）、長軸ｒ１と短軸ｒ２との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲にあり、厚さｒ３と短軸ｒ２との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲にあることを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーニング装置及び画像形成装置に関し、特に、堆積トナーのクリーニング手段スリ抜けを防止するクリーニング装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、クリーニング手段使用する中間転写型の画像形成装置は知られており、また、中間転写体（ベルト）上に付着した堆積トナーを除去するために感光体においてクリーニングブレードの交換時の回転動作等を変更する技術も知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００３】
特許文献１では、例えば、静電潜像に応じたトナー像が形成される感光体ドラムと、この感光体ドラム上のトナー像が中間的に転写される中間転写ベルトと、この中間転写ベルトに対して感光体ドラム上のトナー像を転写させる１次転写装置と、中間転写ベルト上に転写されたトナー像を用紙に一括して２次転写させる２次転写装置とを備えた中間転写型の画像形成装置が開示されている。
【０００４】
この中間転写ベルトは多層構造となっており、ベース層を、例えば、伸びの少ないフッ素樹脂やＰＶＤＦシート、ポリイミド系樹脂で作り、表面をフッ素系樹脂等の平滑性のよいコート層で覆ってなる。
【０００５】
像担持体に形成されるトナー像は中間転写ベルトに１次転写された後、記録媒体上に２次転写されカラー画像が形成される。２次転写後、中間転写ベルトに残留したトナー像はクリーニング手段によってクリーニングされる。
【０００６】
上記クリーニング手段としては、クリーニングブレードで物理的にトナーを掻き落す方法や、ブラシローラを用いて静電的に残留トナーを除去する方法等が知られている。近年の高画質化等の要求から、トナーの小粒径化や重合トナーによる球形化が進み、ベルト上に残留したトナーをクリーニングすることが益々難しくなってきている。
【０００７】
そのため、クリーニング手段を決められたメンテナンス間隔にて交換することが不可欠になっている。とくに、クリーニング手段の寿命が他のユニットより短寿命である場合は、クリーニングユニットが他のユニットとは別体で交換可能な構成への要求が高まっている。
【特許文献１】特開平５−３２３７０４号公報
【特許文献２】特開２００４−３２５８５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、クリーニング手段交換時、クリーニング手段が中間転写体から離間後、クリーニング手段（とくにブレード）に堆積していたトナーがベルト上に残るという問題がある。上記技術では、感光体においてクリーニングブレードの交換時の回転動作等を変化することが提案されているが、クリーニング手段交換直後、交換操作によって堆積したトナーとクリーニング手段の位置がずれてしまう。
【０００９】
また、クリーニング手段の当接が安定するまでの助走距離が無いために、ベルト上の堆積トナーがクリーニング手段をスリ抜けて、異常画像の原因となることも考えられる。クリーニングブレード下流にブラシローラがある場合は、ブラシローラが前記スリ抜けトナーで汚れ、ブラシローラの円周ピッチでライン状の汚れが画像に発生する可能性が有る。
【００１０】
一方、クリーニング手段交換直後は、ブレードの当接が安定しないため、いきなり機械の駆動手段によって中間転写体が回転されると、ブレードが捲れる可能性が有り、問題となる。
【００１１】
そこで本発明は、上述した実情を考慮して、クリーニング手段交換時、クリーニング手段取り外し前に脱着レバーと連動して中間転写体を逆転させ、ベルト上に付着した堆積トナーを除去若しくは作像上流側に移動し、堆積トナーのクリーニング手段スリ抜けを防止するクリーニング装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１記載の発明は、ベルト状の中間転写体を備え、感光体ドラム上に形成された互いに異なる色のトナー像からなる画像を、順次中間転写体に重ね合わせて１次転写し、前記中間転写体上に１次転写された画像を記録媒体上に２次転写してカラー画像を形成する画像形成装置に使用するクリーニング装置であって、前記中間転写体の表面の残留トナーを除去するクリーニング手段を備え、転写装置と前記クリーニング手段が一体となって画像形成装置本体に対し着脱可能であり、かつ、クリーニング手段独立での着脱も可能であり、前記クリーニング手段交換時、脱着レバーと連動して前記中間転写体を回転させるカップリング機構を有することを特徴とするクリーニング装置である。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の装置において、前記カップリング機構は、前記クリーニング手段取り外し時、前記脱着レバーと連動して前記中間転写体を作像方向と逆に回転させることを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の装置において、前記カップリング機構は、前記クリーニング手段セット後に、前記脱着レバーと連動して前記中間転写体を作像方向と同方向に回転させることを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の装置において、前記中間転写体の回転操作は、前記中間転写体が掛け回されている支持ローラの内の少なくとも１つを回転させることにより行うことを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の装置において、前記中間転写体を逆転させる操作後に、前記クリーニング手段が取り外し可能になることを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の装置において、前記中間転写体を回転させる操作と前記クリーニング手段を前記中間転写体に接離させる動作が連動していることを特徴とする。
【００１８】
請求項７記載の発明は、ベルト状の中間転写体を備え、感光体ドラム上に形成された互いに異なる色のトナー像からなる画像を、順次中間転写体に重ね合わせて１次転写し、前記中間転写体上に１次転写された画像を記録媒体上に２次転写してカラー画像を形成する画像形成装置であって、請求項１から６のいずれか１項に記載のクリーニング装置を搭載することを特徴とする画像形成装置である。
【００１９】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の装置において、前記トナー像で使用されるトナーは、体積平均粒径が３〜８μｍで、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。
【００２０】
請求項９記載の発明は、請求項７記載の装置において、前記トナー像で使用されるトナーは、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。
【００２１】
請求項１０記載の発明は、請求項７記載の装置において、前記トナー像で使用されるトナーは、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、ポリエステル、着色剤、離型剤を有機溶媒中に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。
【００２２】
請求項１１記載の発明は、請求項７記載の装置において、前記トナー像で使用されるトナーは、略球形状であることを特徴とする。
【００２３】
請求項１２記載の発明は、請求項７記載の装置において、前記トナー像で使用されるトナーは、その形状が長軸ｒ１、短軸ｒ２、厚さｒ３で規定され（但し、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３とする。）、長軸ｒ１と短軸ｒ２との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲にあり、厚さｒ３と短軸ｒ２との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲にあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、クリーニング手段交換時、中間転写体を回転させることにより、クリーニング手段交換直後に画像に汚れが発生するのを防止するとともに、交換後クリーニングブレードの当接を安定化することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、本発明の実施形態に係るクリーニング装置及び画像形成装置を、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００２６】
図１は本発明の実施形態に係るタンデム型間接転写方式の電子写真式の画像形成装置を示す概略図である。図１において、電子写真式の画像形成装置である複写装置１０本体には、中央に、無端ベルト状の中間転写体１１を設けている。
【００２７】
中間転写体である中間転写ベルト１１は、多層構造となっており、ベース層を、例えば、伸びの少ないフッ素樹脂やＰＶＤＦシート、ポリイミド系樹脂で作り、表面をフッ素系樹脂等の平滑性のよいコート層で被ってなる。そして、図１に示すとおり、支持ローラ１２、１３、１４、１５に掛け回して、図中、反時計回りに回転搬送可能としている。本実施形態では、支持ローラ１２の左に、画像転写後に中間転写ベルト１１上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１６を設けている。
【００２８】
また、支持ローラ１３と支持ローラ１５間に張り渡した中間転写ベルト１１上には、その搬送方向に沿って、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４つの画像形成手段を横に並べて配置することによりタンデム画像形成ユニット２１を構成している。
【００２９】
このタンデム画像形成ユニット２１の下には、図１に示すように、さらに露光装置４を設けている。一方、中間転写ベルト１１の支持ローラ１５の対向側には、２次転写ユニット２２を備えている。
【００３０】
２次転写ユニット２２は、図示の実施の形態では、２つのローラ２３、２４間に、無端ベルトである２次転写ベルト２５を掛け渡して構成し、中間転写体１１を介して支持ローラ１５に押し当てて配置し、中間転写ベルト１１上の画像を記録媒体に転写する。
【００３１】
上記２次転写ユニット２２は、これに代えて、後述の図２に示すように、２次転写ローラ２７を用いることもできる。２次転写ユニット２２の上には、記録媒体上の転写画像を定着する定着装置３０を設けている。この定着装置３０は、定着ローラ３０ａに加圧ローラ３０ｂを押し当てて構成する。
【００３２】
上述した２次転写ユニット２２には、画像転写後の記録媒体をこの定着装置３０へと搬送する記録媒体搬送機能も備えてなる。もちろん、２次転写ユニットとして、上述した転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
【００３３】
また、図示してないスタートスイッチを押すと、同様に図示してない駆動モータで支持ローラ１２、１４、１５の１つを回転駆動して他の４つの支持ローラを従動回転し、中間転写ベルト１１を回転搬送する。
【００３４】
同時に、個々の画像形成手段でその感光体ドラム１を回転して各感光体ドラム１上に、それぞれ、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト１１の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写ベルト１１上に合成カラー画像を形成する。
【００３５】
一方、スタートスイッチを押すと、給紙テーブルの給紙ローラ１７の１つを選択回転し、ペーパーバンクに多段に備える給紙カセット２６の１つからシートを繰り出す。
【００３６】
分離ローラで１枚ずつ分離して給紙路１９に入れ、搬送ローラで搬送して複写機本体内の給紙路１９に導き、レジストローラ１８に突き当てて止める。図中、符号２０は１次転写ローラであり、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの画像形成手段に対応して４本設置されている。また、符号２８は２次転写ユニットのクリーニング装置を示している。
【００３７】
その後、中間転写ベルト１１上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ１８を回転し、中間転写ベルト１１と２次転写ユニット２２との間に記録媒体を送り込み、２次転写ユニット２２で転写して記録媒体上にカラー画像を記録する。
【００３８】
画像転写後の記録媒体は、２次転写ユニット２２で搬送して定着装置３０へと送り込み、定着装置３０で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、搬送経路３１を通って排出ローラ３２で排出し、排紙トレイ３３上にスタックする。
【００３９】
一方、画像転写後の中間転写ベルト１１は、中間転写体クリーニング装置１６によって、画像転写後に中間転写ベルト１１上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置による再度の画像形成に備える。
【００４０】
図２は図１の画像形成装置の実施の形態で中間転写部の別の２次転写ユニットを示す概略図である。無端ベルト状の中間転写ベルト１１が支持ローラ１２、１３、１４、１５に掛け回して、図中、反時計回りに回転搬送可能とする。支持ローラのうち、ローラ１４は駆動ローラで、符号２７で示す２次転写ローラの２次転写対向ローラも兼ねている。
【００４１】
支持ローラ１２はクリーニング対向ローラで、左に画像２次転写後に中間転写ベルト１１上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１６を設けている。支持ローラ１３、１５は従動ローラで、１次転写ニップを安定化する機能がある。
【００４２】
クリーニング対向ローラである支持ローラ１２は本構成ではテンションローラも兼ねており、中間転写ベルト１１に一定の張力を付与する働きをしている。ローラ２０は一次転写ローラでブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの画像形成手段に対応して４本設置されている。図中、符号１は感光体ドラム、１８はレジストローラを示している。
【００４３】
本発明では、中間転写体クリーニング装置１６が転写装置と一体となって画像形成装置本体に対し着脱可能であり、かつ、クリーニング手段独立での着脱も可能である装置を想定している。
【００４４】
図３は本発明によるクリーニング装置の第１の実施の形態のクリーニング手段交換前のセット状態を示す概略正面図である。図４は図３のセット状態を示す概略側面図である。図５は中間転写体を逆転させて交換可能になった状態を示す概略正面図である。図６は図５の交換可能になった状態を示す概略側面図である。
【００４５】
クリーニング手段取り外し前の状態である図３及び図４を参照して、クリーニング装置１６は、中間転写ベルト表面の残留トナーを除去するクリーニング手段としてブレード３４及びブラシローラ３５を備え、転写装置とクリーニング手段が一体となって画像形成装置本体に対し着脱可能である。クリーニング手段交換時、脱着レバー３６と連動して中間転写ベルト１１を回転させるカップリング機構を有する。
【００４６】
カップリング機構は、脱着レバー３６のカップリング結合部分３６ａが対向ローラ１２のカップリング結合部分１２ａとカップリング嵌合することによって構成され、圧縮スプリング３７の圧力によって脱着レバー３６が対向ローラ１２の軸方向に移動することによって脱着レバー３６の回転と対向ローラ１２の回転が連動するようになる。
【００４７】
図３及び図４では、脱着レバー３６がクリーニング手段に掛かり、対向ローラ１２から離れているため、セット状態では対向ローラ１２の回転によって脱着レバー３６が回転することは無い。
【００４８】
そこで、このクリーニング装置１６では、クリーニング手段交換時、中間転写ベルト１１を回転させることにより、クリーニング手段交換直後に画像に汚れが発生するのを防止するとともに、交換後クリーニングブレードの当接を安定化するような効果を狙っている。
【００４９】
まず、クリーニング手段取り外し時を示す図５及び図６を参照して、取り外し前に脱着レバー３６と連動して中間転写体である中間転写体ベルト１１を逆転させ、この中間転写ベルト１１上に付着した堆積トナーを作像の上流側に移動する。
【００５０】
クリーニング手段交換操作中に、クリーニング手段（ブレード３４）の位置がずれて堆積トナーがクリーニング手段の下流側に付き、堆積トナーがスリ抜けて画像に汚れが発生することが無いようにさせる。
【００５１】
同時に、堆積トナーをクリーニング手段の上流側に移動することにより、クリーニング手段として用いるブレードの当接が安定した状態で堆積トナーが通過するようになるため、交換後のクリーニング手段による堆積トナーのクリーニング不良が発生することが無い。
【００５２】
このように、クリーニング手段交換前に中間転写ベルト１１を逆転させることにより、クリーニング手段であるブレード３４に堆積していたトナーを除去もしくは作像上流に移動させることにより、クリーニング手段交換後の画像に汚れが発生することを防止している。
【００５３】
上述したように、クリーニング手段交換前のセット状態では、脱着レバー３６がクリーニング手段に掛かり、対向ローラ１２から離れているため、セット状態では対向ローラ１２の回転によって脱着レバー３６が回転することは無い。
【００５４】
しかし、脱着レバー３６を回転させると、クリーニング手段の引っ掛かりが外れる。これによって圧縮スプリング３７の圧力によって脱着レバー３６が対向ローラ１２の軸方向に移動することによって脱着レバー３６のカップリング結合部分３６ａが対向ローラ１２のカップリング結合部分１２ａとカップリング嵌合し、脱着レバー３６の回転と対向ローラ１２の回転が連動するようになる。
【００５５】
このように、対向ローラ１２のような中間転写ベルト１１が掛け回されている支持ローラの少なくとも１つを回転させることにより、中間転写ベルト１１を容易なかつ簡単な構成で回転させることが可能である。
【００５６】
また、解除レバー（図示せず）により支持ローラを回し中間転写ベルト１１を回転させるため、画像形成装置の電源がオフになっている状態でも中間転写体を回転させることが可能である。脱着レバー３６を、一定量回転後、クリーニング手段の取り出しが可能になるようにすれば、クリーニング手段の取り外し時確実に回転（逆転）動作をさせることができる。
【００５７】
クリーニング装置は、また、クリーニング手段セット直後に中間転写ベルト１１を正転させることにより、ブレード３４の当接を安定化させ、初期のブレード捲れの発生を防止している。
【００５８】
手順は、クリーニング手段取り出し時と逆の手順を行ない、図５及び図６の状態で交換後のクリーニング手段をセットし、脱着レバー３６を回して中間転写ベルト１１を一定量正転させ図３及び図４のセット状態にする。
【００５９】
図７は本発明によるクリーニング装置の第２の実施の形態のクリーニング手段交換前のセット状態を示す概略正面図である。図８は図７のセット状態を示す概略側面図である。図９は中間転写体を逆転させて交換可能になった状態を示す概略正面図である。図１０は図９の交換可能になった状態を示す概略側面図である。
【００６０】
第２の実施の形態のクリーニング装置において、中間転写ベルト（中間転写体）１１を回転させる操作とクリーニング部材を中間転写ベルト１１に接離させる動作が連動するように構成されている。脱着動作時、中間転写ベルト１１とブレード３４が接触することが無く、ブレードエッジを保護することができる。
【００６１】
図７乃至図１０を参照して、脱着レバー３６にはギヤ３６ｂが付いており、アイドラギヤ３８を介してブレード３４を解除するための解除カム３９が付いたギヤ４０に連結されている。
【００６２】
脱着レバー３６を回転させると、中間転写ベルト１１の回転と同時にクリーニング手段の接離を行うことができる。クリーニング手段を取り出した状態においても、前記解除カム３９は上死点を超えてブレード３４に食い込んでおり、ブレード３４が解除された状態を維持できる。
【００６３】
次に、本発明によるクリーニング装置を搭載する画像形成装置に好適に使用されるトナーについて説明する。画像形成装置において、６００ｄｐｉ以上の微少ドットを再現するためには、トナーの体積平均粒径は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。
【００６４】
（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している。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。
【００６５】
図１１は形状係数ＳＦ−１を説明するためのトナーの形状を模式的に表した図である。図１２は形状係数ＳＦ−２を説明するためのトナーの形状を模式的に表した図である。
【００６６】
図１１及び図１２に示すごとく、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。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、下記の式（１）で表される。
【００６７】
形状係数ＳＦ−１は、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２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。
【００６８】
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、下記の式（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２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）
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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又は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。
【００７１】
本発明のクリーニング装置を搭載する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、ポリエステル、着色剤、離型剤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。
【００７２】
ポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる。多価アルコール化合物（ＰＯ）としては、２価アルコール（ＤＩＯ）および３価以上の多価アルコール（ＴＯ）が挙げられ、（ＤＩＯ）単独、または（ＤＩＯ）と少量の（ＴＯ）との混合物が好ましい。
【００７３】
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）などが挙げられる。
【００７４】
また、２価アルコール（ＤＩＯ）としては、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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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、及び（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。
【００７８】
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及び炭素数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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の重縮合反応は、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０°Ｃに加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。ポリエステルの水酸基価は５以上であることが好ましく、ポリエステルの酸価は通常１〜３０、好ましくは５〜２０である。
【００８２】
酸価を持たせることで負帯電性となりやすく、さらには記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。しかし、酸価が３０を超えると帯電の安定性、とくに環境変動に対し悪化傾向がある。
【００８３】
また、重量平均分子量１万〜４０万、好ましくは２万〜２０万である。重量平均分子量が１万未満では、耐オフセット性が悪化するので好ましくない。また、４０万を超えると低温定着性が悪化するので好ましくない。
【００８４】
ポリエステルには、上記の重縮合反応で得られる未変性ポリエステルの他に、ウレア変性のポリエステルが好ましく含有される。ウレア変性のポリエステルは、上記の重縮合反応で得られるポリエステルの末端のカルボキシル基や水酸基等と多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）とを反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマ（Ａ）を得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋及び／又は伸長されて得られるものである。
【００８５】
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；及びこれら２種以上の併用が挙げられる。
【００８６】
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。
【００８７】
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマ（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。
【００８８】
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマ（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。
【００８９】
次に、ポリエステルプレポリマ（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。
【００９０】
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）；及び脂肪族ジアミン（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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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（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を超えるか又は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。
【００９４】
また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合ととも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。
【００９５】
ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法、などにより製造される。多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０°Ｃに加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。
【００９６】
次いで４０〜１４０°Ｃにて、これに多価イソシアネート（ＰＩＣ）を反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマ（Ａ）を得る。さらに、この（Ａ）にアミン類（Ｂ）を０〜１４０°Ｃにて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。
【００９７】
（ＰＩＣ）を反応させる際、及び（Ａ）と（Ｂ）を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤（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）及びエーテル類（テトラヒドロフランなど）などのイソシアネート（ＰＩＣ）に対して不活性なものが挙げられる。
【００９８】
また、ポリエステルプレポリマ（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）、及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。
【００９９】
ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常１万以上、好ましくは、２万〜１０００万、さらに好ましくは、３万〜１００万である。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等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、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。
【０１００】
ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常２０００〜１５０００、好ましくは、２０００〜１００００、さらに好ましくは、２０００〜８０００である。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。
【０１０１】
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性及びフルカラー画像形成装置１００に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。なお、未変性ポリエステルはウレア結合以外の化学結合で変性されたポリエステルを含んでも良い。
【０１０２】
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは、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、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとは類似の組成であることが好ましい。
【０１０３】
また、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとの重量比は、通常２０／８０〜９５／５、好ましくは、７０／３０〜９５／５、さらに好ましくは、７５／２５〜９５／５、とくに好ましくは、８０／２０〜９３／７である。ウレア変性ポリエステルの重量比が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。
【０１０４】
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを含むバインダ樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は、通常４５〜６５°Ｃ、好ましくは、４５〜６０°Ｃである。４５°Ｃ未満ではトナーの耐熱性が悪化し、６５°Ｃを超えると低温定着性が不十分となる。
【０１０５】
また、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易いため、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。
【０１０６】
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）が使用できる。
【０１０７】
また、同様に、着色剤としては、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が使用できる。
【０１０８】
さらに、同様に、着色剤としては、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、オイルオレンジが使用できる。
【０１０９】
さらに、同様に、着色剤としては、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。
【０１１０】
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、又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が挙げられる。
【０１１１】
また、マスターバッチの製造、又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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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）が挙げられる。
【０１１４】
また、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、とく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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
離型剤としては、融点が５０〜１２０°Ｃ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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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１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。
【０１２１】
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、とくに、０．０１〜２．０ｗｔ％であることが好ましい。
【０１２２】
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。
【０１２３】
とくに、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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。トナーを製造するために、
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、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。
【０１２６】
有機溶媒は、沸点が１００°Ｃ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。
【０１２７】
とくに、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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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が挙げられる。
【０１３１】
また、界面活性剤として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も挙げられる。
【０１３２】
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が挙げられる。
【０１３３】
さらに、アニオン性界面活性剤としては、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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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が使用できる。
【０１３９】
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が使用できる。
【０１４０】
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又は共重合体が使用できる。
【０１４１】
また、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。
【０１４２】
分散の方法としてはとく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。分散時間はとくに限定はないが、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°Ｃ（加圧下）、好ましくは４０〜９８°Ｃである。
【０１４３】
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（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。
【０１４４】
反応時間は、ポリエステルプレポリマ（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。
【０１４５】
反応温度は、通常、０〜１５０°Ｃ、好ましくは、４０〜９８°Ｃ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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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質を用いた場合は、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。
【０１４８】
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、次いで、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、ミキサ等を用いた公知の方法によって行なわれる。
【０１４９】
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。
【０１５０】
図１３は本発明のトナーの形状を模式的に示す図である。本発明に係るトナーの形状は略球形状（図１３の（ａ）参照）であり、以下の形状規定によって表すことができる。
【０１５１】
図１３において、略球形状のトナーを長軸ｒ１、短軸ｒ２、厚さｒ３（但し、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３とする。）で規定する時、本発明のトナーは、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）（図１３の（ｂ）参照）が０．５〜１．０で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）（図１３の（ｃ）参照）が０．７〜１．０の範囲にあることが好ましい。
【０１５２】
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。
【０１５３】
とくに、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。
【０１５４】
上述したように、トナーとして重合トナーを用いる画像形成装置では、クリーニング手段が短寿命のため、クリーニング手段の単独交換性が求められ、本発明が有効である。
【０１５５】
以上、本発明を好適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１５６】
【図１】本発明の実施形態に係るタンデム型間接転写方式の電子写真式の画像形成装置の概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る中間転写部の別の２次転写ユニットを示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態に係るクリーニング装置のクリーニング手段交換前のセット状態を示す概略正面図である。
【図４】図３のセット状態を示す概略側面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る中間転写体を逆転させて交換可能になった状態を示す概略正面図である。
【図６】図５の交換可能になった状態を示す概略側面図である。
【図７】本発明の実施形態に係るクリーニング装置のクリーニング手段交換前のセット状態を示す概略正面図である。
【図８】図７のセット状態を示す概略側面図である。
【図９】本発明の実施形態に係る中間転写体を逆転させて交換可能になった状態を示す概略正面図である。
【図１０】図９の交換可能になった状態を示す概略側面図である。
【図１１】形状係数ＳＦ−１を説明するためのトナーの形状を模式的に表した図である。
【図１２】形状係数ＳＦ−２を説明するためのトナーの形状を模式的に表した図である。
【図１３】本発明の実施形態に係るトナーの形状を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【０１５７】
１    感光体ドラム
２    転写装置
４    露光装置
１０    画像形成装置（複写装置）
１１    中間転写体（中間転写ベルト）
１２    クリーニング対向ローラ（支持ローラ）
１２ａ    カップリング機構（対向ローラのカップリング結合部分）
１３、１４、１５    支持ローラ
１６    クリーニング装置
１８    レジストローラ
２０    １次転写ローラ
２１    タンデム画像形成ユニット
２２    ２次転写ユニット
２５    ２次転写ベルト
２７    ２次転写ローラ
３０    定着装置
３０ａ    定着ローラ
３０ｂ    加圧ローラ
３１    搬送経路
３２    排出ローラ
３３    排紙トレイ
３４    クリーニング手段（ブレード）
３５    クリーニング手段（ブラシローラ）
３６    脱着レバー
３６ａ    カップリング機構（脱着レバーのカップリング結合部分）
３７    カップリング機構（圧縮スプリング）
【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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