(57)【要約】【課題】  クリーニング装置と感光体との関係を検知してクリーニング条件を制御することで、感光体におけるトナーのすり抜け量の少ない画像形成装置を提供することである。また、他の課題として、クリーニング時におけるクリーニングブレードのめくれの少ない画像形成装置を提供する。【解決手段】  感光体５の表面の摩擦係数μを検知する検知手段と、検知手段で検知した摩擦係数μによって、感光体５のクリーニング条件を調整する調整手段とを備え、さらに、前記検知手段は、感光体５の駆動トルクを測定して、摩擦係数μを検知する画像形成装置１である。【選択図】      図１
2005249896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像を形成する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、帯電した像担持体表面に画像データに基づいて露光し、潜像を書き込む露光装置と、像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し、可視像化する現像装置と、像担持体表面の可視像を直接又は中間転写体に転写した後に記録媒体に転写する転写装置と、像担持体又は中間転写体をクリーニングするクリーニング装置と、記録媒体上のトナー像を定着させる定着装置と  を備える画像形成装置において、
前記画像形成装置は、像担持体又は中間転写体の表面の摩擦係数を検知する検知手段と、
検知手段で検知した摩擦係数によって、像担持体又は中間転写体のクリーニング条件を調整する調整手段と  を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記検知手段は、像担持体又は中間転写体の駆動トルクを測定して、摩擦係数を検知する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記検知手段は、像担持体又は中間転写体を駆動させるモータの電流を測定して、摩擦係数を検知する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記クリーニング装置は、クリーニングブレードを備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像形成装置において、
前記クリーニング装置は、クリーニングブレードの当接圧を調整する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項４又は５のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記クリーニング装置は、クリーニングブレードの当接角を調整する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項４ないし６のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記クリーニング装置は、クリーニングブレードの当接量を調整する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項４ないし７のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、像担持体の摩擦係数が０．１以上である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８に記載の画像形成装置において、
前記クリーニング装置は、像担持体の摩擦係数μが０．１未満ではクリーニングブレードの当接圧Ｙを、０．１Ｎ／ｃｍ以上にし、
像担持体の摩擦係数μが０．１以上では、Ｙ（Ｎ／ｃｍ）≧ｋ×μ（ｋ：比例係数で１）
の関係を満足するように調整する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置が、体積平均粒径が１０μｍ以下で、体積平均粒径と個数平均粒径との比（分散度）が、１．００ないし１．４０の範囲にあるトナーを用いる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置が、平均円形度が０．９３ないし１．００の範囲にあるトナーを用いる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置が、外観形状がほぼ球形状であって、
長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲であって、長軸ｒ１≧短軸ｒ２≧厚さｒ３の関係を満足するトナーを用いる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１０ないし１２のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置が、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を用いる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記帯電装置は、像担持体に対して非接触のローラ状の帯電部材を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１ないし１４のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、少なくとも像担持体とクリーニング装置とを一体化して支持し、画像形成装置本体に着脱自在にするプロセスカートリッジを備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
潜像を形成する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、帯電した像担持体表面に画像データに基づいて露光し、潜像を書き込む露光装置と、像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し、可視像化する現像装置と、像担持体表面の可視像を直接又は中間転写体に転写した後に記録媒体に転写する転写装置と、像担持体又は中間転写体をクリーニングするクリーニング装置と、記録媒体上のトナー像を定着させる定着装置と  を備え、かつ、前記画像形成装置は、像担持体又は中間転写体の表面の摩擦係数を検知する検知手段と、  検知手段で検知した摩擦係数によって、像担持体又は中間転写体のクリーニング条件を調整する調整手段と  を備える画像形成装置に用いるトナーにおいて、
前記トナーは、体積平均粒径が１０μｍ以下で、体積平均粒径と個数平均粒径との比（分散度）が、１．００ないし１．４０の範囲にあるトナーを用いる
ことを特徴とするトナー。
【請求項１７】
請求項１６に記載のトナーにおいて、
前記トナーが、平均円形度が０．９３ないし１．００の範囲にある
ことを特徴とするトナー。
【請求項１８】
請求項１６又は１７に記載のトナーにおいて、
前記トナーが、外観形状がほぼ球形状であって、
長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲で、厚さと短軸との比（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
ことを特徴とするトナー。
【請求項１９】
請求項１６ないし１８のいずれかに記載のトナーにおいて、
前記トナーが、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
ことを特徴とするトナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の静電複写プロセスにより画像を形成する画像形成装置に関するものであり、また、この画像形成装置が用いるトナーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを用いる画像形成装置は、潜像担持体として感光体を備え、感光体の表面に放電によって電荷を与え帯電させ、帯電した感光体表面を露光して静電潜像を形成し、その静電潜像にトナーを供給して可視像化し、形成された感光体表面の可視像を転写紙表面に転写した後、定着して排出する。
近年高画質化への要求が高まっており、特に高精細なカラー画像形成を実現させるため、トナーの小粒径化、球形化が進められている。小粒径化により、ドットの再現性が良好になり、球形化により現像性、転写性の向上を図ることができる。従来の混練粉砕法により、このような小粒径化、球形化したトナーを製造するのは非常に困難であることから、懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法等により製造された重合トナーが採用されつつある。
【０００３】
しかしながら、球形化、小粒径化されたトナーを用いた場合、画像形成後に行われる感光体上のクリーニングにいくつかの問題を生じている。
その一つは、感光体上に未転写で残るトナーのクリーニングが、一般的に用いられているブレードクリーニング方式では難しいということである。クリーニングブレードは感光体表面を摺擦しながらトナーを除去するが、感光体との摩擦抵抗によりクリーニングブレードのエッジの部分が変形するため、感光体とクリーニングブレードの間には微小な空間が生じる。この空間には小粒径のトナーであるほど侵入しやすい。そして、侵入したトナーが球形に近い形状であるほど転がり摩擦力が小さいため、感光体とクリーニングブレードとの空間で転がり始め、クリーニングブレードをすり抜け、クリーニング不良につながるというものである。
このような問題点に関し、小粒径トナーを異形化する手法などが提案されている。例えば、懸濁重合後の重合体を分散媒中でガラス転移点以上に加熱し凝集粒子を得、その凝集粒子を加温されたジェット気流中に導入し、凝集粒子を解砕すると同時に乾燥することにより、不定形状の小粒径トナーを得る方法（例えば、特許文献１参照。）、バインダー樹脂と着色剤とを水と混和しない溶媒中で混合し、分散安定剤の存在下で水系媒体中に分散させ、得られた懸濁液から加熱および／または減圧により溶剤を除去することにより、表面に凹凸を有するトナー粒子を得る方法（例えば、特許文献２参照。）等である。
【０００４】
また、クリーニング不良に対する一つは、クリーニングブレードの磨耗を連続的に検出する手段を設けるとともに、検出手段により検出されるクリーニングブレード磨耗量に応じて該クリーニングブレードの感光体への圧接角度を該クリーニングブレードと感光体との摩擦力を強める方向に自動調節する手段を設けたクリーニング装置が開示されている（例えば、特許文献３）。しかし、クリーニングブレードの摩耗量を正確に測定することは困難である。また、クリーニングブレードの状態のみを把握して当接条件を調整してもブレードメクレを防止することは困難である。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１８８６４２号公報
【特許文献２】特開平９−１５９０３号公報
【特許文献３】特開平７−３６３３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、クリーニング装置と感光体との関係を検知してクリーニング条件を制御することで、感光体におけるトナーのすり抜け量の少ない画像形成装置を提供することである。また、他の課題として、クリーニング時におけるクリーニングブレードのめくれの少ない画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
１．本発明の画像形成装置は、潜像を形成する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、帯電した像担持体表面に画像データに基づいて露光し、潜像を書き込む露光装置と、像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し、可視像化する現像装置と、像担持体表面の可視像を直接又は中間転写体に転写した後に記録媒体に転写する転写装置と、像担持体又は中間転写体をクリーニングするクリーニング装置と、記録媒体上のトナー像を定着させる定着装置とを備える画像形成装置において、像担持体又は中間転写体の表面の摩擦係数を検知する検知手段と、検知手段で検知した摩擦係数によって、像担持体又は中間転写体のクリーニング条件を調整する調整手段とを備えることを特徴とする。
２．また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記検知手段は、像担持体又は中間転写体の駆動トルクを測定して、摩擦係数を検知することを特徴とする。
３．また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記検知手段は、像担持体又は中間転写体を駆動させるモータの電流を測定して、摩擦係数を検知することを特徴とする画像形成装置。
４．また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記クリーニング装置は、クリーニングブレードを備えることを特徴とする。
５．また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記クリーニング装置は、クリーニングブレードの当接圧を調整することを特徴とする。
６．また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記クリーニング装置は、クリーニングブレードの当接角を調整することを特徴とする。
７．また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記クリーニング装置は、クリーニングブレードの当接量を調整することを特徴とする。
８．また、本発明の画像形成装置は、さらに、像担持体の摩擦係数が０．１以上であることを特徴とする。
９．また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記クリーニング装置は、像担持体の摩擦係数μが０．１未満ではクリーニングブレードの当接圧Ｙを、０．１Ｎ／ｃｍ以上にし、
像担持体の摩擦係数μが０．１以上では、Ｙ（Ｎ／ｃｍ）≧ｋ×μ（ｋ：比例係数で１）
の関係を満足するように調整することを特徴とする。
【０００８】
１０．また、本発明の画像形成装置は、さらに、体積平均粒径が１０μｍ以下で、体積平均粒径と個数平均粒径との比（分散度）が、１．００ないし１．４０の範囲にあるトナーを用いることを特徴とする。
１１．また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記画像形成装置が、平均円形度が０．９３ないし１．００の範囲にあるトナーを用いることを特徴とする。
１２．また、本発明の画像形成装置は、さらに、外観形状がほぼ球形状であって、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲であって、長軸ｒ１≧短軸ｒ２≧厚さｒ３の関係を満足するトナーを用いることを特徴とする。
１３．また、本発明の画像形成装置は、さらに、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を用いることを特徴とする。
１４．また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記帯電装置は、像担持体に対して非接触のローラ状の帯電部材を備えることを特徴とする。
１５．また、本発明の画像形成装置は、さらに、少なくとも像担持体とクリーニング装置とを一体化して支持し、画像形成装置本体に着脱自在にするプロセスカートリッジを備えることを特徴とする。
【０００９】
１６．本発明のトナーは、潜像を形成する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、帯電した像担持体表面に画像データに基づいて露光し、潜像を書き込む露光装置と、像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し、可視像化する現像装置と、像担持体表面の可視像を直接又は中間転写体に転写した後に記録媒体に転写する転写装置と、像担持体又は中間転写体をクリーニングするクリーニング装置と、記録媒体上のトナー像を定着させる定着装置と  を備え、かつ、前記画像形成装置は、像担持体又は中間転写体の表面の摩擦係数を検知する検知手段と、  検知手段で検知した摩擦係数によって、像担持体又は中間転写体のクリーニング条件を調整する調整手段と  を備える画像形成装置に用いるトナーにおいて、体積平均粒径が１０μｍ以下で、体積平均粒径と個数平均粒径との比（分散度）が、１．００ないし１．４０の範囲にあるトナーを用いることを特徴とする。
１７．また、本発明のトナーは、さらに、平均円形度が０．９３ないし１．００の範囲にあることを特徴とする。
１８．本発明のトナーは、外観形状がほぼ球形状であって、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲で、厚さと短軸との比（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トナー。
１９．また、本発明のトナーは、さらに、前記画像形成装置が、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ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、上記解決するための手段によって、本発明の画像形成装置は、感光体の表面状態、特に、摩擦係数の状態を捉え、その状態に応じてクリーニング条件を変化させることで、長期に安定したクリーニングブレード方式のクリーニングを行うことができる。また、これによって、帯電ローラのトナー汚染を防止して、高品位の画像を得ることができる。
また、本発明のトナーの一つである球形形状のトナーでクリーニング性が低くとも、長期にわたってクリーニングすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明の最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態である画像形成装置の構成を示す概略図である。図１は、この発明をフルカラーの小型プリンタに適用した例を示す全体構成図である。画像形成装置本体（以下、単に「装置本体」と記す。）１内には、４個の像担持体である感光体を有する画像形成ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄを、装置本体１に対してそれぞれ着脱可能に装着している。装置本体１の略中央に転写ベルト３１を複数のローラ間に矢示Ａ方向に回動可能に装着した転写装置３を配置している。
その転写ベルト３１の上側の面に、画像形成ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄにそれぞれ設けられている感光体５が接触するように配置している。そして、その画像形成ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄに対応させて、それぞれ使用するトナーの色が異なる現像装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄを配置している。
画像形成ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄは、同一の構成をしたユニットであり、画像形成ユニット２Ａはマゼンタ色に対応する画像を形成し、画像形成ユニット２Ｂはシアン色に対応する画像を形成し、画像形成ユニット２Ｃはイエロー色に対応する画像を形成し、画像形成ユニット２Ｄはブラック色に対応する画像を形成する。
【００１３】
また、その画像形成ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄの上方には書込みユニット６を、転写ベルト３１の下方には両面ユニット７をそれぞれ配置している。この小型プリンタは、装置本体１の左方に、画像形成後の転写紙を反転させて排出したり、両面ユニット７へ搬送したりする反転ユニット８を装着している。
書込みユニット６は、各色毎に用意されたレーザダイオード（ＬＤ）方式の４つの光源と、６面のポリゴンミラーとポリゴンモータから構成される１組のポリゴンスキャナと、各光源の航路に配置されたｆθレンズ、長尺シリンドルカルレンズ等のレンズやミラーから構成されている。レーザダイオードから射出されたレーザー光はポリゴンスキャナにより偏向走査され感光体５上に照射される。
両面ユニット７は、対をなす搬送ガイド板４５ａ、４５ｂと、対をなす複数（この例では４組）の搬送ローラ４６とからなり、転写紙の両面に画像を形成する両面画像形成モード時には、片面に画像が形成されて反転ユニット８の反転搬送路５４に搬送されてスイッチバック搬送された転写紙を受入れて、それを給紙部に向けて搬送する。
【００１４】
反転ユニット８は、それぞれ対をなす複数の搬送ローラ４６と、対をなす複数の搬送ガイド板４５とからなり、上述したように両面画像形成する際の転写紙を表裏反転させて両面ユニット７へ搬出したり、画像形成後の転写紙をそのままの向きで機外に排出したり、表裏を反転させて機外に排出したりする働きをする。給紙カセット１１、１２が設けられている給紙部には、転写紙を１枚ずつ分離して給紙する分離給紙部５５、５６が、それぞれ設けられている。
転写ベルト３１と反転ユニット８との間には、画像が転写された転写紙の画像を定着する定着装置９が設けられている。その定着装置９の転写紙搬送方向下流側には、反転排紙路２０を分岐させて形成し、そこに搬送した転写紙を排紙ローラ対２５により排紙トレイ２６上に排出可能にしている。
また、装置本体１の下部には、上下２段にサイズの異なる転写紙を収納可能な給紙カセット１１、１２を、それぞれ配設している。さらに、装置本体１の右側面には、手差しトレイ１３を矢示Ｂ方向に開閉可能に設け、その手差しトレイ１３を開放することにより、そこから手差し給紙ができるようにしている。
【００１５】
次に、この画像形成装置の画像形成における動作について説明する。画像形成の動作を開始させると、各感光体が図１で時計回り方向にそれぞれ回転する。そして、その各感光体５の表面が帯電ローラ１４１により一様に帯電される。そして、画像形成ユニット２の感光体５には、書込みユニット６によりマゼンタの画像に対応するレーザ光が、画像形成ユニット２Ｂの感光体５にはシアンの画像に対応するレーザ光が、画像形成ユニット２Ｃの感光体５にはイエローの画像に対応するレーザ光が、さらに画像形成ユニット２Ｄの感光体５にはブラックの画像に対応するレーザ光がそれぞれ照射され、各色の画像データに対応した潜像がそれぞれ形成される。各潜像は、感光体５が回転することにより現像装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの位置に達すると、そこでマゼンタ、シアン、イエロー及びブラックの各トナーにより現像されて、４色のトナー像となる。
【００１６】
一方、給紙カセット１１、１２から転写紙が分離給紙部により給紙され、それが転写ベルト３１の直前に設けられているレジストローラ対５９により、各感光体５上に形成されているトナー像と一致するタイミングで搬送される。転写紙は、転写ベルト３１の入口付近に配設している紙吸着ローラ５８によりプラスの極性に帯電され、それにより転写ベルト３１の表面に静電的に吸着される。そして、転写紙は、転写ベルト３１に吸着した状態で搬送されながら、マゼンタ、シアン、イエロー及びブラック色の各トナー像が順次転写されていき、４色重ね合わせのフルカラーのトナー画像が形成される。その転写紙は、定着装置９で熱と圧力が加えられることによりトナー像が溶融定着され、その後は指定されたモードに応じた排紙系を通って、装置本体１上部の排紙トレイ２６に反転排紙されたり、定着装置９から直進して反転ユニット８内を通ってストレート排紙されたり、あるいは、両面画像形成モードが選択されているときには、前述した反転ユニット８内の反転搬送路に送り込まれた後にスイッチバックされて両面ユニット７に搬送され、そこから再給紙されて画像形成ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄが設けられている画像形成部で、裏面に画像が形成された後に排出される。
一方、転写ベルト３１から離れた感光体５はそのまま回転を続け、ブラシ状ローラ１６１が潤滑剤成型体１６２から掻き取った潤滑剤を感光体５に塗布する。
以後の画像形成では、上述した画像形成プロセスが繰り返されるが、感光体５上に形成される潤滑剤の膜は非常に薄いために帯電装置１４による帯電を阻害することない。その後、感光体５上に再度現像されたトナー像は、転写ベルト３１に吸着した状態の転写紙に転写される。
【００１７】
現像装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄは感光体５に対向した現像ローラ、現像剤を搬送・撹拌するスクリュー、トナー濃度センサ等から構成される。現像ローラは外側の回転自在のスリーブと内側に固定された磁石から構成されている。トナー濃度センサの出力に応じて、トナー補給装置よりトナーが補給される。本実施例では現像剤としてトナーとキャリアからなる二成分現像剤を用いる。
キャリアは芯材それ自体からなるか、芯材上に被覆層を設けたものが一般に使用される。本発明において用いることのできる樹脂被覆キャリアの芯材としては、フェライト、マグネタイトである。この芯物質の粒径は２０〜６５μｍ、好ましくは３０〜６０μｍ程度が適当である。キャリア被覆層形成に使用される樹脂は、スチレン樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂又はこれらの混合物、共重合体を用いることができる。被覆層の形成法としては、従来と同様、キャリア芯材粒子の表面に噴霧法、浸漬法等の手段で樹脂を塗布すればよい。
【００１８】
図２は、画像形成ユニットの構成を示す概略図である。その画像形成ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄは、図２に示すように、静電潜像が形成される感光体５と、その感光体５の表面を帯電させる帯電装置１４と、感光体５の表面をクリーニングするクリーニングするクリーニング装置１５とから構成されている。
帯電装置１４における帯電ローラ１４１は、導電性又は半導電性で、直流及び／又は交流の電圧を印加して感光体５上に電荷を付与して感光体５を帯電させる。帯電ローラ１４１にはローラ表面をクリーニングするための帯電ローラクリーニングブラシ１４２が当接している。
クリーニング装置１５は、感光体５表面の未転写トナーをクリーニングするクリーニングブレード１５１、クリーニングブレード１５１を支持する支持体１５４、クリーニングブレード１５１の当接圧を調整するブレード加圧スプリング１５２、クリーニングブレード１５１の当接圧により回動させる回動支点１５３を備えている。
また、潤滑剤の塗布装置１６は、潤滑剤を塗布するブラシ状ローラ１６１、潤滑剤を箱形に成型した潤滑剤成型体１６２、ブラシ状ローラに付着したトナーを分離するブラシ状ローラスクレーパー１５８，潤滑剤成型体１６２のブラシ状ローラに押し当てる圧力を調整するバー加圧スプリング１６３を備える。
また、本発明の画像形成装置は、感光体５、転写搬送ベルト３１の他に、中間転写体、帯電ローラ１４等の回転体の表面の摩擦係数を検知する検知手段と、検知手段で検知した摩擦係数によって、感光体５等のクリーニング条件を調整する調整手段とを備える。これらに関しては、後述する。
【００１９】
図３は、クリーニングブレードの当接条件を示す概略図である。クリーニングブレード１５１の当接方式は、カウンター方式、トレーリング方式のいずれであってもよい。特に、カウンター方式が好ましい。感光体５に対する当接圧が小さくてもクリーニング性が高く、感光体５の摩耗が少ない。
また、クリーニングブレード１５１は、硬度（ＪＩＳ―Ａ）が、６５〜８５°の範囲が好ましい。硬度が６５未満ではクリーニングブレード１５１の変形が大きくトナー等のクリーニングが困難になり、硬度が８５を越えると感光体５の摩耗が大きくなり、画像形成装置の寿命を短くする。また、本発明のクリーニング装置におけるクリーニングブレード１５１は、均一な当接角と当接圧を維持するために、支持板１５４に固定又は一体成形されていることが好ましい。
【００２０】
さらに、クリーニング装置に備えるときのクリーニングブレード１５１の当接条件のうち当接圧は、０．１Ｎ／ｃｍ以上にすることが好ましい。さらに、０．６Ｎ／ｃｍ以下が好ましい。当接圧が０．１Ｎ／ｃｍ未満では２μｍ未満のトナーのクリーニングが困難であり、０．６Ｎ／ｃｍを越えるとクリーニングブレード１５１先端がめくれ又はバウンディングが生じやすくなり、ビビリ等のクリーニング不良が生じやすくなって、クリーニング性が低下する。
【００２１】
クリーニングブレード１５１の当接条件のうち、クリーニングブレード１５１の自由長、厚さ、弾性率等の材質に関する条件によりニップ幅を調整してもよい。
例えば、弾性率は４．５ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下、クリーニングブレード１５１の自由長は５ｍｍ以上１２ｍｍ以下、クリーニングブレード１５１の厚さは１ｍｍ以上２ｍｍ以下、当接角は５°以上２５°以下、食い込み量は０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下が好ましい。クリーニングブレード１５１の当接角は、当接位置の接線から５°以上２５°以下の範囲になることが好ましい。当接角が５°未満ではトナーのすり抜けによるクリーニング不良が発生しやすく、２５°を越えるとクリーニング時にブレードまくれが生じることがある。クリーニングブレード１５１の感光体５への食い込み量は、０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲にあることが好ましい。０．１ｍｍ未満では、クリーニングブレード１５１と感光体５の接触する面積が小さく、トナーがすり抜けるクリーニング不良が生じ、２．０ｍｍを越えると感光体５との摩擦力が大きくなりブレードめくれやバウンディングが生じやすくなる。また、ブレードの振動による鳴き、ビビリ等のクリーニング不良が生ずる。
【００２２】
また、このクリーニング装置１５は、潤滑剤成型体１６２に接触して潤滑剤を削り取り、感光体５の表面に供給するブラシ状ローラ１６１と、ブラシ状ローラ１６１に付着したトナーを除去するブラシ状ローラスクレーパ１５８と、潤滑剤成型体１６２をブラシ状ローラ１６１に所定の圧力で押圧する加圧スプリング１６３とを備えている。  潤滑剤成型体１６２の潤滑剤としては、例えば、オレイン酸鉛、オレイン酸亜鉛、オレイン酸銅、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸鉄、ステアリン酸銅、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸銅、リノレン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩類や、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリトリフルオロクロルエチレン、ジクロロジフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−オキサフルオロプロピレン共重合体等のフッ素系樹脂が挙げられる。特に、感光体５の摩擦を低減する効果の大きいステアリン酸金属塩、さらにはステアリン酸亜鉛が一層好ましい。この潤滑剤成型体１６２は、ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩を融解固化させて棒状に加工したものを用いることができる。ブラシ状ローラ１６１は感光体５の軸方向に延びる形状を有している。加圧スプリング１６３は、潤滑剤成型体１６２をほぼ全てを使い切れるように、ブラシ状ローラ１６１に対して付勢されている。潤滑剤成型体１６２は消耗品であるため経時的にその厚みが減少するが、加圧スプリング１６３で加圧されているために常時ブラシ状ローラ１６１に当接させることで潤滑剤を掻き取り、その後感光体５に供給・塗布する。これらの潤滑剤を固定し、ブラシ状ローラ１６１に当接させる。潤滑剤塗布量を調整する場合にはバネ材である加圧スプリング１６３で感光体５への塗布量を調整することができる。
【００２３】
このときに、ブラシ状ローラ１６１がクリーニングブレード１５１を摺擦するように配置する。これによって、クリーニングブレード１５１がクリーニングして、クリーニングブレード１５１先端に集まっているトナーを潤滑剤を塗布するブラシ状ローラ１６１で掻き取り、ブラシ状ローラ１６１でトナー搬送オーガ１５５側に移動させ、ブラシ状ローラスクレーパー１５８でブラシからはじき出させて分離し、トナー搬送オーガ１５５を回転させることにより回収した廃トナーを、図示しない廃トナー収納部に搬送するようにしている。クリーニング装置１５には、クリーニングブレード１５１でクリーニングしたトナーをクリーニング装置１５内に搬送するブラシ又はフィルムで搬送していたが、潤滑剤を塗布するブラシ状ローラ１６１と兼用することで、潤滑剤の塗布機構をクリーニング装置１５内に配置することができ、構造を簡単にすることができる。
【００２４】
ブラシ状ローラ１６１は、スチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、ナイロン等のポリアミド樹脂から選択する繊維を用いることができる。特に、摩耗に強いポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂がよく、導電性粉末を含有させず、絶縁性のままが好ましい。具体的には電気抵抗は１０１２Ωｃｍ以上にする。導電性では、帯電したトナーが鏡像力でブラシに吸着するために、ブラシ状ローラスクレーパー１５８でも分離することが困難である。ブラシを絶縁性にすることで、クリーニングブレード１５１からのトナーを掻き取りやすく、かつ、ブラシ状ローラスクレーパー１５８で分離しやすくすることで、クリーニングされたトナーの回収を早くして、クリーニングブレード１５１が安定したクリーニングができる。また、ブラシ状ローラ１６１に掻き取られたトナーが、潤滑剤成型体１６２から潤滑剤を細かくして掻き取って、クリーニングブレード１５１又は感光体５に潤滑剤を塗布することで、感光体５に潤滑剤を一様に塗布することで、クリーニング不良の発生を抑え、地肌汚れを防止することができる。
【００２５】
ここで、潤滑剤成型体１６２を、自重を含め加圧スプリング１６３で２００ｍＮ以上の圧力でブラシ状ローラ１６１に押圧する。圧力が大きくなるにしたがって、ブラシ状ローラ１６１が潤滑剤成型体１６２から掻き取る潤滑剤が多くなり、感光体５に塗布される潤滑剤の量が多くなって感光体５の摩擦係数を低下させることができる。
また、ブラシ状ローラ１６１は、感光体５と接触する部分では同方向に回転させる。この方向に回転させることでブラシ状ローラ１６１に付着している潤滑剤を、感光体５に衝撃を与えることなく供給することができる。この、ブラシ状ローラ１６１で感光体５に供給する際に潤滑剤の膜を形成する必要はなく、感光体５上に供給された潤滑剤はクリーニングブレード１５１の押圧力で潤滑剤の膜を形成する。したがって、ここでは、衝撃を与えることなく供給するために同方向で回転させることが好ましい。さらに、ブラシ状ローラ１６１と感光体５との周速比（感光体周速／ブラシ状ローラの周速）は、０．８〜１．２の範囲にあることが好ましい。周速比が０．８未満では潤滑剤の供給量が少なくなり、１．２を越えると衝撃で感光体５に傷をつけることがあり、感光体５の寿命を短くすることがある。さらに、小さな衝撃でブラシから感光体５に潤滑剤を供給するために、１．０〜１．１の範囲にあることが、さらに、好ましい。
【００２６】
この潤滑剤を感光体５表面に供給することで、感光体５表面に潤滑剤の膜を形成し、摩擦係数を０．１以上にする。さらに、感光体５の摩擦係数は、０．４以下、さらに、０．２以下にすることが好ましい。摩擦係数が０．４以下にすることで、感光体５とトナーの相互作用を減少させ、感光体５上のトナーを離れやすくすることで転写率を高めることができる。また、クリーニングブレード１５１と感光体５との摩擦が大きくなるのを抑え、クリーニング効率を高めることができる。特に、円形度が高いトナーでは、トナーが感光体５上で転がりやすくなるためにクリーニング不良の発生を抑えることができる。また、転写率を上げてクリーニングされるトナー量を低減させることで長期間の使用によるクリーニング不良の発生を抑えることができる。さらに、０．２以下が一層好ましい。一方、摩擦係数が０．１未満になると、クリーニングブレード１５１との間で滑りすぎて感光体５上のトナーのクリーニングブレード１５１をすり抜けるクリーニング不良が発生する。
【００２７】
ここで、感光体５の摩擦係数は以下のように、オイラーベルト方式にて測定した。この場合、ベルトとして中厚の上質紙を紙すきが長手方向になるようにして感光体のドラム円周１／４に張架し、ベルトの一方に例えば０．９８Ｎ（１００ｇｒ）の荷重を掛け、他方にフォースゲージを設置してフォースゲージを引っ張り、ベルトが移動した時点での荷重を読み取って、摩擦係数μｓ＝２／π×１ｎ（Ｆ／０．９８）（但し、μ：静止摩擦係数、Ｆ：測定値）に代入して算出する。なお、この画像形成装置１における感光体５の摩擦係数は、画像形成によって定常状態になったときの値をいう。これは、感光体５の摩擦係数は、画像形成装置１に配設される他の装置の影響を受けるために、画像形成直後の摩擦係数の値から変化する。しかし、Ａ４版記録紙で１，０００枚程度の画像形成により摩擦係数の値はほぼ一定の値となる。したがって、ここにいう摩擦係数とは、この定常状態における一定になったときの摩擦係数をいう。
【００２８】
また、上述したように、本発明の画像形成装置は、感光体５、転写搬送ベルト３１の他に、中間転写体、帯電ローラ１４等の回転体の表面の摩擦係数を検知する検知手段と、検知手段で検知した摩擦係数によって、感光体５等のクリーニング条件を調整する調整手段とを備える。
この画像形成装置は、感光体５又は転写ベルト３１の表面の摩擦係数を検知するために、図示しない検出手段が設けられている。感光体５等における表面摩擦は一定ではなく、例えば、温湿度等の環境条件、実際に現像されるトナー量、濃淡の画像の有無等の画像形成モードによって変化する。トナーの存在状態が変わることでトナーとクリーニングブレードによって感光体５等に押圧されたトナーが感光体５等の表面の潤滑剤を削り取られるために、摩擦係数が変化する。この他にも、現像装置１０の現像スリーブ上の磁気ブラシが回転しながら感光体５を摺擦することで感光体５上の潤滑剤を削り取られる。また、転写装置３の記録部材又は転写ベルトが押圧されながら接触することで感光体５上の潤滑剤を削り取られる。そこで、検知手段を設けることで、そのときの感光体５等の摩擦係数を検知する。
【００２９】
この検知手段としては、感光体５、転写ベルト３１を回転駆動させる駆動軸に駆動トルクを測定することで検知することができる。この検知手段は、感光体５を駆動させるモータ制御部よりモータを駆動させ、感光体５を回転させ、この駆動時に対する感光体５の回転トルクを直接測定する。感光体５の重量、直径等の感光体条件、現像装置１０の現像スリーブ上の現像剤を感光体５に接触させたときの負荷、転写ベルト３１を接触させたときの負荷等を予め入力したテーブルを作成しておき、次に、クリーニングブレード１５１を当接したときの駆動トルクの初期状態と使用時における駆動トルクの差を検知する。さらに、この駆動トルクの差と感光体５との摩擦係数μの関係を示すテーブルを作成しておき、ここから感光体μの摩擦係数を導き出す。または、予め所定の画像形成動作をさせた後に感光体５を停止させ、モータを設定したトルクで回転させ、このときの駆動トルクを測定し、感光体５の摩擦特性を測定してもよい。
また、この検知手段としては、モータを回転させるときの電流値を検知し、一定速度で、感光体５又は転写ベルトを回転させたときの初期状態と使用している時におけるモータにかかる負荷電流の差を測定する。この場合、予め、モータの負荷電流の差と感光体５等の摩擦係数の関係を示すテーブルを作成しておく。この電流の差から感光体５等の摩擦係数を検知することができる。
また、感光体５の駆動軸に設けられるエンコーダーで検知してもよい。エンコーダーは、駆動軸上に取り付けられた格子状に開けられた穴を有するスリット円板に、発光素子・受光素子を挟んだおき、駆動軸の回転速度を、光のＯＮ／ＯＦＦ信号として検出する。この時に、感光体５の回転速度、回転量を検知して、予め作成した、これらと感光体５の摩擦係数との関係を示すテーブルから、与えられたデータに基づき、摩擦計数μを検知することができる。
【００３０】
さらに、この検知した摩擦係数に応じたクリーニング条件を調整する調整手段を用いて、クリーニングブレード１５１の当接条件を調整する。
クリーニングブレード１５１又はその支持板１５４に、クリーニングブレード１５１の変位を検知できるラインセンサ等を設けておき、そのセンサの信号によりクリーニングブレード１５１の当接角を検知することができる。この検知した角度に応じて、クリーニングブレード１５１の当接条件を制御する。当接角を制御するには、クリーニングブレード１５１を支持する支持板１５４の両端に軸を設け、この軸をクリーニング装置筐体に設けられた軸受で軸支して、その軸にギアを設けて、画像形成装置１本体からの制御用信号により、ギアにかみ合わせたギアを有するステッピングモータを回転させて調整することができる。また、このクリーニング装置は、ソレノイドを備え、そのソレノイドを作動することでアームを介して、支持板１５４を回動し、クリーニングブレード１５１の感光体に対する当接角を制御してもよい。また、このソレノイドにカムを回転させることで制御するものであってもよい。また、同様に、クリーニングブレード１５１を支持する支持板１５４を移動させることで、当接量を制御することができる。
【００３１】
感光体５の摩擦係数μは、０．１以上で、さらに、０．４以下が好ましい。これは、上述したように、トナーのクリーニング性に大きく影響する。さらに、感光体５の摩擦係数が、０．１未満では、クリーニングブレード１５１のめくれ又はビビリ音の発生等の異常は少なくなるが、潤滑剤のクリーニングブレード１５１をすり抜ける量が多くなる。この潤滑剤のすり抜け量が多くなると、帯電ローラ１４１、現像装置１０の現像スリーブ上のキャリアに付着し現像装置１０内を汚すなどの問題が生ずる。
そこで、本発明の画像形成装置１では、感光体５の摩擦係数が０．１未満になると、検知手段でこれを検知して、調整手段でクリーニングブレード１５１の当接角を大きくして、クリーニングブレード１５１の異常の発生を防止する。また、感光体５の摩擦係数μが、０．４を越えると、クリーニングブレードからのトナーのすり抜け量が少なくなり、白い斑点のある異常画像は形成されにくくなる。しかし、クリーニングブレード先端にかかる応力が大きくなり、クリーニングブレード１５１のめくれ又はビビリ音の発生等の異常が発生することがある。この場合は、調整手段でクリーニングブレード１５１の当接角を小さくすることで、異常発生を防止することができる。
【００３２】
また、クリーニングブレード１５１の当接圧Ｙは、感光体５の摩擦係数μに対して、当接圧Ｙ（Ｎ／ｃｍ）≧ｋ×μ（ｋ：比例係数で１）の関係を満足する。上述したように、摩擦係数μが小さくなると、トナーの感光体に対する付着力が低下して、クリーニング性が向上しクリーニングが容易になる。したがって、クリーニングブレード１５１におけるクリーニング性の大きな要因である当接圧が小さくてもトナーをクリーニングすることができる。一方、摩擦係数μが大きくなって、トナーの感光体に対する付着力が大きくなりクリーニング性が低下して、トナーのクリーニングに大きな当接圧が必要になる。このように、当接圧Ｙと摩擦係数μとは比例関係にあり、実用上の画像形成装置では比例係数ｋの関係が成立する。さらに、当接圧Ｙを摩擦係数μより大きくすることで、クリーニングブレード１５１のめくれ又はビビリ音の発生を大きく抑制することができる。
このときに、最初から当接圧Ｙを大きくすると、感光体５への機械的ダメージが大きくなり、感光体５表面の摩耗が速くなり、また、感光体５表面に部分的な凸凹が形成されるためにクリーニングブレード１５１との当接が不均一になり、この当接圧が低い部分からクリーニング不良が発生することがある。
一方、長期の使用によって感光体５への放電生成物とトナー成分の付着などで感光体５の摩擦係数μが大きくなる。これを潤滑剤を塗布してできるだけ、感光体５表面の摩擦係数μを低くし、かつ、当接圧Ｙを低くして使用する。しかしながら、この感光体５表面の摩擦係数μが上昇したときには、クリーニング不良の発生を防止するために、併せて当接圧Ｙを大きくすることが好ましい。
【００３３】
また、ここでは、トナーとしては、少なくとも結着樹脂と着色剤を含有するトナ−であれば、粉砕系又は重合系であっても良い。粉砕系トナ−は、結着樹脂、着色剤と離型剤等を熱と圧力で溶融して混合し、冷却した後に粉砕していた。粉砕は、空気の圧力で衝撃板に衝突させたり、トナ−同士を衝突させる。また、重合系トナ−は、結着樹脂、着色剤と離型剤等を投入した溶媒中で粒子を形成し単量体を重合反応させ、その後乾燥させてトナ−を形成する。
ただ、クリーニング性が低下する小粒径・球形形状のトナーの実用に適している。トナ−の体積平均粒径（Ｄｖ）が１０μｍ以下であることが好ましい、特に、３〜８μｍであることが好ましい。トナ−の粒径は小さければ小さい程、高解像で高画質の画像を得る為に有利であると言われているが、逆に転写性やクリ−ニング性に対しては不利である。また、上記の範囲よりも体積平均粒径が小さい場合、二成分現像剤では現像装置における長期の攪拌において磁性キャリアの表面にトナ−が融着し、磁性キャリアの帯電能力を低下させ、一成分現像剤として用いた場合には、現像ロ−ラへのトナ−のフィルミングや、トナ−を薄層化する為のブレ−ド等の部材へのトナ−の融着を発生させやすくなる。逆に、トナ−の体積平均粒径が上記の範囲よりも大きい場合には、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなると共に、現像剤中のトナ−の収支が行われた場合にトナ−の粒径の変動が大きくなる場合が多い。そこで、１０μｍ以下にすることで、高品位の画像が得られる、とりわけフルカラ−画像形成装置に用いた場合に画像の優れた解像力が得られる。
また、また、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の範囲にあることが好ましい。比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．４０を超えると、帯電量分布が広くなり、解像力も低下するため好ましくない。
その、トナ−の平均粒径及び粒度分布は、コ−ルタ−カウンタ−ＴＡ−II、コ−ルタ−マルチサイザ−II（いずれもコ−ルタ−社製）を用いて測定することができる。本発明においてはコ−ルタ−カウンタ−ＴＡ−II型を用い個数分布、体積分布を出力するインタ−フェイス（日科技研製）及びＰＣ９８０１パ−ソナルコンピュ−タ−（ＮＥＣ製）に接続し、測定した。
【００３４】
また、本発明の画像形成装置は、トナ−の平均円形度φは、０．９３〜１．００の範囲のトナーに適している。円軽度を高くすることで、ドット再現性がよく解像力に優れ、転写性も良好なことから高画質を得られる。平均円形度φが０．９３未満でトナ−が球形から離れた形状である場合は、十分な転写性又はチリのない高品位の画像が得られにくい。トナ−の円形度は、光学的に粒子を検知して、投影面積の等しい相当円の周囲長で除した値である。具体的には、フロ−式粒子像分析装置（ＦＰＩＡ−２０００；シスメックス社製）を用いて測定を行う。所定の容器に、予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍＬを入れ、分散剤として界面活性剤０．１〜０．５ｍＬを加え、さらに、測定試料０．１〜９．５ｇ程度を加える。試料を分散した懸濁液を超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、分散液濃度を３，０００〜１０，０００個／μＬにしてトナ−の形状及び分布を測定する。
【００３５】
また、トナ−は、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあることが好ましい。
図４は、形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナ−の形状を模式的に表した図である。
形状係数ＳＦ−１は、トナ−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−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）
トナ−の形状係数ＳＦ−１が１００に近い値であれば、トナ−の形状は球形に近くなり、トナ−とトナ−、あるいはトナ−と感光体との接触が点接触になるため、トナ−同士の付着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナ−と感光体との付着力も弱くなって、転写率は高くなる。一方、形状係数ＳＦ−１の値が１８０より大きくなると、不定形になるため、現像性、転写性が低下するので好ましくない。
【００３６】
形状係数ＳＦ−２は、トナ−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−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）
ＳＦ−２の値が１００に近いほどトナ−表面の凹凸は少なく滑らかになる。クリ−ニング性の向上のためには、表面に適度に凹凸を有することがよいが、形状係数ＳＦ−２が１８０より大きくなると、凹凸が顕著になるため、画像上にトナ−が散るなどして画像品位を低下させるので好ましくない。
なお、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−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。
【００３７】
また、本発明の画像形成装置は、感光体を帯電させる帯電部材として、非接触の帯電ローラを用いる。帯電ローラ１４１は、導電性基体とその周囲の抵抗層を備えている。導電性基体は、直径が８〜２０ｍｍ、のステンレス綱（以下、ＳＵＳと呼ぶ場合もある）の円筒部材である。導電性基体は、アルミニウムを用いて、軽量化を図ってもよい。また、抵抗層は、導電性材料をＡＢＳ樹脂などに練り込んだ高分子材料からなり、その表面には、フッ素系の樹脂が薄層としてある。導電性材料としては、金属イオン錯体、カーボンブラックなどがある。
帯電ローラ１４１は、その長手方向両端部にスペーサが設けてあり、これらのスペーサを感光体５両端部の非画像形成領域に当接させることで、感光体表面の被帯電面と帯電ローラ１４１表面の帯電面との間の空隙を、その最近接部での距離が５〜１００μｍになるように保持している。この最近接距離は、さらに好ましくは、３０〜６５μｍに設定するとよい。非接触にすることで、クリーニングブレード１５１からすり抜けたトナーが、帯電ローラ１４１に付着することを防止することができる。帯電ローラは、画像形成の最初であり、ここで、帯電ローラ１４１にトナーが付着すると、感光体５の帯電が不均一になり、高品位の画像を得ることができない。
【００３８】
また、本発明の画像形成装置に用いるトナーは、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、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナ−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。以下に、トナ−の構成材料及び製造方法について説明する。
ここでは、湿式重合方法によるトナ−の構成材料と製造例とについて説明するが、本発明のトナ−は乾式溶融混錬方法であっても良い。
【００３９】
（変性ポリエステル）
ポリエステル樹脂中に酸、アルコ−ルのモノマ−ユニットに含まれる官能基と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。
例えば、ポリエステル末端をエステル結合以外のもので反応させたもの。具体的には末端に酸基、水酸基と反応するイソシアネ−ト基などの官能基を導入し、活性水素化合物とさらに反応させ末端を変性したり伸長反応させたものも含まれる。
さらに活性水素基が複数存在する化合物であればポリエステル末端同士を結合させたものも含まれる（ウレア変性ポリエステル、ウレタン変性ポリエステルなど）。
また、ポリエステル主鎖中に二重結合などの反応性基を導入し、そこからラジカル重合を起こして側鎖に炭素−炭素結合のグラフト成分を導入したり二重結合同士を橋かけしたものも含まれる（スチレン変性、アクリル変性ポリエステルなど）
また、ポリエステルの主鎖中に構成の異なる樹脂成分を共重合させたり末端のカルボキシル基や水酸基と反応させたもの。例えば末端がカルボキシル基、水酸基、エポキシ基、メルカプト基によって変性されたシリコ−ン樹脂と共重合させたものも含まれる（シリコ−ン変性ポリエステルなど）以下具体的に説明する。
【００４０】
（変性ポリエステルの合成例）
ウレア変性されたポリエステル（ｉ）としては、例えばイソシアネ−ト基を有するポリエステルプレポリマ−（Ａ）とアミン類（Ｂ）との反応物などが挙げられる。イソシアネ−ト基を有するポリエステルプレポリマ−（Ａ）としては、ポリオ−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−ト（３）と反応させた物などが挙げられる。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−ル性水酸基およびフェノ−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−ル性水酸基である。
【００４１】
ポリオ−ル（１）としては、ジオ−ル（１−１）および３価以上のポリオ−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−ル（１−１）としては、アルキレングリコ−ル（エチレングリコ−ル、１，２−プロピレングリコ−ル、１，３−プロピレングリコ−ル、１，４−ブタンジオ−ル、１，６−ヘキサンジオ−ルなど）；アルキレンエ−テルグリコ−ル（ジエチレングリコ−ル、トリエチレングリコ−ル、ジプロピレングリコ−ル、ポリエチレングリコ−ル、ポリプロピレングリコ−ル、ポリテトラメチレンエ−テルグリコ−ルなど）；脂環式ジオ−ル（１,４−シクロヘキサンジメタノ−ル、水素添加ビスフェノ−ルＡなど）；ビスフェノ−ル類（ビスフェノ−ルＡ、ビスフェノ−ルＦ、ビスフェノ−ルＳなど）；上記脂環式ジオ−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−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−ルおよびビスフェノ−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−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−ルとの併用である。３価以上のポリオ−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−ル（グリセリン、トリメチロ−ルエタン、トリメチロ−ルプロパン、ペンタエリスリト−ル、ソルビト−ルなど）；３価以上のフェノ−ル類（トリスフェノ−ルＰＡ、フェノ−ルノボラック、クレゾ−ルノボラックなど）；上記３価以上のポリフェノ−ル類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
【００４２】
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、（２−１）単独、および（２−１）と少量の（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−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−ル（１）と反応させてもよい。
ポリオ−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。
ポリイソシアネ−ト（３）としては、脂肪族ポリイソシアネ−ト（テトラメチレンジイソシアネ−ト、ヘキサメチレンジイソシアネ−ト、２，６−ジイソシアナトメチルカプロエ−トなど）；脂環式ポリイソシアネ−ト（イソホロンジイソシアネ−ト、シクロヘキシルメタンジイソシアネ−トなど）；芳香族ジイソシアネ−ト（トリレンジイソシアネ−ト、ジフェニルメタンジイソシアネ−トなど）；芳香脂肪族ジイソシアネ−ト（α，α，α'，α'−テトラメチルキシリレンジイソシアネ−トなど）；イソシアヌレ−ト類；前記ポリイソシアネ−トをフェノ−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。
【００４３】
ポリイソシアネ−ト（３）の比率は、イソシアネ−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−ト基を有するプレポリマ−（Ａ）中のポリイソシアネ−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。
【００４４】
イソシアネ−ト基を有するプレポリマ−（Ａ）中の１分子当たりに含有するイソシアネ−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、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。
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−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−ル（Ｂ３）としては、エタノ−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。
【００４５】
さらに、必要により伸長停止剤を用いて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。
アミン類（Ｂ）の比率は、イソシアネ−ト基を有するプレポリマ−（Ａ）中のイソシアネ−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、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。
【００４６】
変性ポリエステルのメインピ−ク分子量は、通常１０００〜１００００、好ましくは２０００〜８０００である。分子量１０００未満成分の量が増えると耐熱保存性が悪化傾向となり、分子量１００００以上成分が増えると単純には低温定着性が低下傾向になるがバランスコントロ−ルで低下を極力押さえることも可能である。また、分子量３００００以上のような高分子の成分の含有量は１％〜１０％で、トナ−材料により異なるが好ましくは３〜６％である。１％未満では充分な耐ホットオフセット性が得られず、１０％以上では光沢性、透明性が悪化するケ−スも発生する。
また、ＴＨＦ不溶分を１〜２５％含むポリエステル樹脂を使用することでホットオフセット向上につながる。また、一成分現像装置内部で長期間の攪拌により、現像ロ−ラとトナ−供給ロ−ラ、層厚規制ブレ−ドや摩擦帯電ブレ−ドなどとによる接触ストレスによりさらにトナ−が粉砕され、極微粒子が発生したり、流動化剤がトナ−表面に埋め込まれるために画像品質が低下といった問題に対して効果をもたらす。また、ＴＨＦ不溶分はカラ−トナ−においてはホットオフセットには効果があるものの光沢性やＯＨＰの透明性については確実にマイナスであるが離型幅を広げるなどには１〜１０％内で効果を発揮するケ−スもある。
【００４７】
（未変性ポリエステル）
前記変性されたポリエステル（ｉ）単独使用だけでなく、この（ｉ）と共に、変性されていないポリエステル（ii）をトナ−バインダ−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−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−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、例えばウレア結合や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。
（ii）のピ−ク分子量は、通常１０００〜２００００、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）の酸価は好ましくは１０〜３０である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすく、さらに定着性が良好になる傾向がある。但し、酸価が３０を超えると特に高温高湿環境下で使用の場合には、トナ−の帯電量が低下し、画像上での地汚れなどの問題が発生する場合がある。
【００４８】
（ii）のガラス転移点（Ｔｇ）は３５〜５５℃、好ましくは４０〜５５℃である。３５未満ではトナ−の耐熱保存性が悪化し、５５℃を超えると低温定着性が不十分となる。変性ポリエステル樹脂の共存により、本発明の乾式トナ−においては、公知のポリエステル系トナ−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。トナ−バインダ−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。トナ−バインダ−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。
【００４９】
（離型剤）
また、トナ−バインダ−、着色剤とともにワックスを含有させることもできる。本発明者らが検討の結果、トナ−中でのワックス存在状態が定着時におけるトナ−の離型性に大きく影響することが明らかになり、ワックスがトナ−中で微分散し、かつトナ−の内部にあって表面近傍に多く存在することで、良好な定着離型性が得られることが明らかになった。特に、ワックスは長径で１μｍ以下に分散されている状態が好ましい。ただし、離型剤がトナ−表面に多く露出した状態では、現像装置内部での長期攪拌により、ワックスがトナ−表面から外れやすくなることによるキャリア表面への付着や、現像装置内の部材表面に付着し、現像剤の帯電量を低下させる場合があるため好ましくない。なお、これら離型剤の分散は、透過型電子顕微鏡を用いて得られた拡大写真から判断する。
ワックス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−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。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−ルプロパントリベヘネ−ト、ペンタエリスリト−ルテトラベヘネ−ト、ペンタエリスリト−ルジアセテ−トジベヘネ−ト、グリセリントリベヘネ−ト、１,１８−オクタデカンジオ−ルジステアレ−トなど）；ポリアルカノ−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−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。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。本発明のワックスの融点は、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−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−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。
【００５０】
（荷電制御剤）
帯電制御剤粒子としては公知のものが全て使用できる。しかし、上述したようにサリチル酸金属塩及びサリチル酸誘導体の金属塩が好ましい。具体的には、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４（オリエント化学工業社製）が挙げられる。好ましくは結晶性化合物で、応力等により１μｍの微細な粒子に解砕されやすいものがより好ましい。これら帯電制御剤粒子は帯電性の補強のために着色剤が含まれる樹脂粒子内部にあらかじめ入れておくこともできる。
（外添剤）
無機微粒子による外添剤としては公知のものが全て使用できる。しかい、上述したように、シリカ、チタニア、アルミナから選択されることが好ましい。
【００５１】
（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−ボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフト−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−マネントイエロ−（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロ−（５Ｇ、Ｒ）、タ−トラジンレ−キ、キノリンイエロ−レ−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−キュリレッド、アンチモン朱、パ−マネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセ−レッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソ−ルファストスカ−レットＧ、ブリリアントファストスカ−レット、ブリリアントカ−ンミンＢＳ、パ−マネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカ−レットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカ−レットＧ、リソ−ルルビンＧＸ、パ−マネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカ−ミン６Ｂ、ポグメントスカ−レット３Ｂ、ボルド−５Ｂ、トルイジンマル−ン、パ−マネントボルド−Ｆ２Ｋ、ヘリオボルド−ＢＬ、ボルド−１０Ｂ、ボンマル−ンライト、ボンマル−ンメジアム、エオシンレ−キ、ロ−ダミンレ−キＢ、ロ−ダミンレ−キＹ、アリザリンレ−キ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマル−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−ムバ−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−、セルリアンブル−、アルカリブル−レ−キ、ピ−コックブル−レ−キ、ビクトリアブル−レ−キ、無金属フタロシアニンブル−、フタロシアニンブル−、ファストスカイブル−、インダンスレンブル−（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブル−、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレ−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−ン、ジンクグリ−ン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリ−ン、ピグメントグリ−ンＢ、ナフト−ルグリ−ンＢ、グリ−ンゴ−ルド、アシッドグリ−ンレ−キ、マラカイトグリ−ンレ−キ、フタロシアニングリ−ン、アントラキノングリ−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−に対して通常１〜１５重量％、好ましくは３〜１０重量％である。
【００５２】
着色剤は樹脂と複合化されたマスタ−バッチとして用いることもできる。マスタ−バッチの製造またはマスタ−バッチとともに混練されるバインダ−樹脂としては、先にあげた変性、未変性ポリエステル樹脂の他にポリスチレン、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；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−ビニルナフタリン共重合体、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−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体；ポリメチルメタクリレ−ト、ポリブチルメタクリレ−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−ル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラ−ル、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族叉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。
本マスタ−バッチはマスタ−バッチ用の樹脂と着色剤とを高せん断力をかけて混合、混練してマスタ−バッチを得る事ができる。この際着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を用いる事ができる。またいわゆるフラッシング法と呼ばれる着色剤の水を含んだ水性ペ−ストを樹脂と有機溶剤とともに混合混練し、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶剤成分を除去する方法も着色剤のウエットケ−キをそのまま用いる事ができるため乾燥する必要がなく、好ましく用いられる。混合混練するには３本ロ−ルミル等の高せん断分散装置が好ましく用いられる。
【００５３】
また、本発明の画像形成装置に用いられるトナ−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。
図５は、本発明に係るトナ−の形状を模式的に示す図である。（ａ）において、略球形状のトナ−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、本発明のトナ−は、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）（（ｂ）参照）が０．５〜１．０で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）（（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−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−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。
【００５４】
図６は、画像形成装置本体から取り出したプロセスカートリッジのの構成を示す概略的断面図である。本発明の画像形成装置１は、感光体５と、塗布装置１６、帯電装置１４、現像装置１０、クリーニング装置１５の中から選択される１以上の装置とが一体に支持されて、着脱可能なプロセスカートリッジを備える。これによって、現像剤、現像装置１０の交換を容易にして、画像形成装置１本体を長期にわたって使用することができる。
【００５５】
本発明の画像形成装置に用いられる乾式トナ−は、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。
（水系媒体中でのトナ−の製造法）
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−ル（メタノ−ル、イソプロパノ−ル、エチレングリコ−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。
水系媒体中でプレポリマ−（Ａ）、及び未変性ポリエステル（ｉｉ）からなる分散体を安定して形成させる方法としては、水系媒体中にプレポリマ−（Ａ）、及び未変性ポリエステル（ｉｉ）からなるトナ−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−（Ａ）、及び未変性ポリエステル（ｉｉ）と他のトナ−組成物である（以下トナ−原料と呼ぶ）着色剤、着色剤マスタ−バッチ、離型剤、荷電制御剤などは、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−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−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。
【００５６】
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。高温なほうが、変性ポリエステル（ｉ）やプレポリマ−（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。
プレポリマ−（Ａ）、及び未変性ポリエステル（ｉｉ）を含むトナ−組成物１００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−組成物の分散状態が悪く、所定の粒径のトナ−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、必要に応じて、樹脂微粒子と共に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−プになるとともに分散が安定である点で好ましい。
プレポリマ−（Ａ）からウレア変性ポリエステルを合成する工程は水系媒体中でトナ−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−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。
【００５７】
トナ−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−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−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。
【００５８】
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ぴその金属塩、パ−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、３一［オメガ−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−フルオロアルカノイル（Ｃ６〜Ｃ８）一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）カルボン酸及ぴ金属塩、パ−フルオロアルキルカルボン酸（Ｃ７〜Ｃ１３）及びその金属塩、パ−フルオロアルキル（Ｃ４〜Ｃ１２）スルホン酸及ぴその金属塩、パ−フルオロオクタンスルホン酸ジエタノ−ルアミド、Ｎ−プロピル−Ｎ一（２ヒドロキシエチル）パ−フルオロオクタンスルホンアミド、パ−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−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−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−フロンＳ−１１１、Ｓ−１１２、Ｓ−１１３（旭硝子社製）、フロラ−ドＦＣ−９３、ＦＣ−９５、ＦＣ−９８、ＦＣ−ｌ２９（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ一１０１、ＤＳ−ｌ０２、（タイキン工莱社製）、メガファックＦ−ｌｌ０、Ｆ−ｌ２０、Ｆ一１１３、Ｆ−１９１、Ｆ−８１２、Ｆ−８３３（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ一１０２、ｌ０３、１０４、１０５、１１２、１２３Ａ、１２３Ｂ、３０６Ａ、５０１、２０１、２０４、（ト−ケムプロダクツ社製）、フタ−ジェントＦ−１００、Ｆ１５０（ネオス社製）などが挙げられる。
また、カチオン界面活性剤としては、フルオロアルキル基を右する脂肪族一級、二級もしくは二級アミン酸、パ−フルオロアルキル（Ｃ６一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−フロンＳ−ｌ２１（旭硝子社製）、フロラ−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−ケムプロダクツ社製）、フタ−ジェントＦ一３００（ネオス社製）などが挙げられる。
【００５９】
また、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事が出来る。
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ることが特に好ましい。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−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一ヒドロキシエチル、メタクリル酸β一ヒドロキシエチル、アクリル酸β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸β一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一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−２一ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコ−ルモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコ−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−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−ルまたはビニルアルコ−ルとのエ一テル類、例えばビニルメチルエ−テル、ビニルエチルエ−テル、ビニルプロピルエ−テルなど、またはビニルアルコ−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−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−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−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−テル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエ−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−ス、ヒドロキシエチルセルロ−ス、ヒドロキシプロピルセルロ−スなどのセルロ−ス類などが使用できる。
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−粒子表面に残存したままとすることもできるが、伸長及び／又は架橋反応後、洗浄除去するほうがトナ−の帯電面から好ましい。
【００６０】
さらに、トナ−組成物の粘度を低くするために、プレポリマ−（Ａ）、及び未変性ポリエステル（ｉｉ）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−プになる点で好ましい。該溶剤は沸点が１００℃未満の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い。プレポリマ−（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、伸長及び／又は架橋反応後、常圧または減圧下にて加温し除去する。
伸長及び／又は架橋反応時間は、プレポリマ−（Ａ）の有するイソシアネ−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５〜５０℃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−ト、ジオクチルチンラウレ−トなどが挙げられる。
【００６１】
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−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−、ベルトドライア−、ロ−タリ−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。
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−、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。
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。
【００６２】
得られた乾燥後のトナ−の粉体と離型剤微粒子、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−マチック社製）を改造して、粉砕エア−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。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の画像形成装置における画像形成ユニットの構成を示す概略図である。
【図３】クリーニングブレードの当接条件を示す概略図である。
【図４】形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナ−の形状を模式的に表した図である。
【図５】本発明に係るトナ−の形状を模式的に示す図である。
【図６】画像形成装置本体から取り出したプロセスカートリッジの構成を示す概略的断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  画像形成装置
２  画像形成ユニット
２１  プロセスカートリッジ
３  転写装置
３１  転写ベルト
５  感光体（像担持体）
６  露光装置
７  両面ユニット
８  反転ユニット
９  定着装置
１０  現像装置
１１、１２  給紙カセット
１３  手差しトレイ
１４  帯電装置
１４１  帯電ローラ
１４２  帯電ローラクリーニングブラシ
１５  クリーニング手段
１５１  クリーニングブレード
１５２  ブレード加圧スプリング
１５３  ブレード回動支点
１５４  クリーニングブレード支持体
１５５  廃トナー回収コイル
１５８  ブラシ状ローラスクレーパー
１６  塗布装置
１６１  ブラシ状ローラ
１６２  潤滑剤成型体
１６３  バー加圧スプリング
２０  反転排紙路
２５  ローラ対
２６  排紙トレイ
４５ａ、４５ｂ  搬送ガイド板
４６  搬送ローラ
５５、５６  分離給紙部
５８  紙吸着ローラ
５９  レジストローラ対
【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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