(57)【要約】【課題】  感光体の耐磨耗性が良好で、帯電不良を起こしにくく、しかも転写性が良好な画像形成装置を提供する。【解決手段】  表面保護層に金属酸化物微粒子が含有された有機系感光体５と、この感光体５を均一に帯電する帯電ローラ１４と、感光体５の表面をクリーニングするブラシローラ１５とを備えている。感光体５と帯電ローラ１４の帯電部材１４ｂとは、感光体５の画像領域で微小ギャップを有している。そして、前記クリーニングブラシには、固形潤滑剤１６が当接しており、クリーニングブラシ１５が感光体５の表面をクリーニングするとともに、感光体５の表面に潤滑剤を塗布する。【選択図】  図３
2005077662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、該像担持体の表面を帯電させる帯電手段とを備えた画像形成装置において、前記帯電手段は、前記像担持体と所定ギャップをもって近接配置されており、前記像担持体は、その最外層に金属酸化物を含有した像担持体であるとともに、前記像担持体に潤滑剤を供給する供給手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、前記像担持体に供給される潤滑剤が脂肪酸金属塩であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２の画像形成装置において、前記像担持体の最外層の厚さを３μｍ以上、８μｍ以下であり、最外層に含まれる金属酸化物微粒子の量を最外層の全重量に対して５重量％以上、４０重量％以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１、２または３の画像形成装置において、前記像担持体から転写されたトナー像を搬送する搬送手段と、該搬送手段上のトナー像を検知する検知手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４の画像形成装置において、前記像担持体の摩擦係数が前記搬送手段の摩擦係数と同等、または低いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項４または５の画像形成装置において、前記搬送手段は、中間転写体であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６の画像形成装置において、前記像担持体の摩擦係数が、０．１０以上０．３０以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６または７の画像形成装置において、前記像担持体を複数設けることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項１、２、３、４、５、６、７または８の画像形成装置において、前記トナーは、体積平均粒径が３μｍ以上７μｍ以下で、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００以上１．４０以下であり、形状係数ＳＦ−１が１００以上１８０以下、形状係数ＳＦ−２が１００以上１８０以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９記載の画像形成装置において、前記トナーは、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、水系媒体中で架橋および、または伸長反応させて得られるトナーであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の画像形成装置において、前記トナーに脂肪酸金属塩粒子が添加されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の画像形成装置において、前記帯電手段は、ＤＣバイアスに放電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧を有するＡＣバイアスを供給して、像担持体の表面を帯電させるとともに、前記帯電手段と像担持体とのギャップが１０μｍ以上、８０μｍ以下であり、前記印加するＡＣバイアスの周波数が像担持体の線速の７倍以上、１２倍以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２の画像形成装置において、前記帯電手段の帯電部材が導電性樹脂材料で構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
像担持体と、他の画像形成プロセス手段とを一体化して画像形成装置に対して着脱可能に構成したプロセスカートリッジにおいて、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２または１３に記載の画像形成装置に対して着脱可能に構成したことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１５】
請求項１４のプロセスカートリッジにおいて、前記他の画像形成プロセス手段の少なくともひとつは、請求項１、１２または１３に記載の帯電手段であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置、またはこの画像形成装置に対して着脱可能に構成したプロセスカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置には、感光体表面を一様に帯電させる帯電手段としての帯電ローラ、像担持体としての感光体、感光体表面に静電潜像を形成する露光手段、この静電潜像にトナーを付着させて感光体表面にトナー像を形成する現像手段等を備えるものが知られている。また、この画像形成装置は、このトナー像を転写紙や転写ベルトに転写する転写手段、転写手段によって転写されずに感光体に付着したトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニングブラシやクリーニングブレード等も備えている。
【０００３】
上記画像形成装置に用いられる感光体として、安価、大量生産性、無公害性等の利点から、有機系材料からなる有機系感光体が使用されている。しかしながら、有機感光体は、耐磨耗性が低く、無機系感光体に比べ、耐久性に劣っていた。そこで、有機系感光体の耐磨耗性を向上させる目的で感光体表面層に、金属酸化物微粒子を含ませたものが知られている。
【０００４】
また、近年の高画質化に伴い、トナーの小粒径化や球形化が進んでいる。このような小粒径で球形のトナーを用いた画像形成装置では、ブラシローラやクリーニングブレード等のクリーニング装置では、クリーニングしきれず、このクリーニング装置で除去しきれなかったトナーが帯電ローラに付着し、感光体への帯電不良等が起こる場合があった。そこで、特許文献１には、感光体に対して帯電ローラを所定ギャップ離して設けることで、帯電ローラへのトナーの付着を低減し、感光体への帯電不良を防止するものが記載されている。また、特許文献１では、帯電ローラと感光体との間のギャップのばらつきによる帯電ムラを防止するため、ＤＣ電圧にＡＣバイアスを重畳したＡＣローラ帯電としている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１０９２３５号公報
【特許文献２】特開２００２−４９１９３号公報
【特許文献３】特開２００２−１４８８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のＡＣローラ帯電は、感光体の近傍で高エネルギーの放電が発生するため、オゾンなどの放電生成物がＤＣ電圧の帯電ローラに比べて多く発生してしまう。そして、この放電生成物が感光体表面の性質を変質させて摩擦係数を上昇させる。しかも、上記の感光体表面層に金属酸化物微粒子を含んだ感光体は、耐磨耗性が高いため、変質した感光体表面が摩耗しにくい。その結果、上記表面の変質がさらに進んでしまい、摩擦係数の上昇が顕著となってしまう。このように、感光体表面の摩擦係数が上昇してしまうと、転写不良が発生し易くなる。特に、転写する転写面が平滑な場合、感光体表面の摩擦係数の上昇による転写不良が顕著に現れてしまう。
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑みなされたものであり、その目的は、感光体の耐磨耗性が良好で、帯電不良を起こしにくく、しかも転写性が良好な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】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体と、該像担持体の表面を帯電させる帯電手段とを備えた画像形成装置において、前記帯電手段は、前記像担持体と所定ギャップをもって近接配置されており、前記像担持体は、その最外層に金属酸化物を含有した像担持体であるとともに、前記像担持体に潤滑剤を供給する供給手段を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２の画像形成装置は、請求項１の画像形成装置において、前記像担持体に供給される潤滑剤が脂肪酸金属塩であることを特徴とするものである。
また、請求項３の画像形成装置は、請求項１または２の画像形成装置において、前記像担持体の最外層の厚さを３μｍ以上、８μｍ以下であり、最外層に含まれる金属酸化物微粒子の量を最外層の全重量に対して５重量％以上、４０重量％以下であることを特徴とするものである。
また、請求項４の画像形成装置は、請求項１、２または３の画像形成装置において、前記像担持体から転写されたトナー像を搬送する搬送手段と、該搬送手段上のトナー像を検知する検知手段とを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項５の画像形成装置は、請求項４の画像形成装置において、前記像担持体の摩擦係数が前記搬送手段の摩擦係数と同等、または低いことを特徴とするものである。
また、請求項６の画像形成装置は、請求項４または５の画像形成装置において、前記搬送手段は、中間転写体であることを特徴とするものである。
また、請求項７の画像形成装置は、請求項１、２、３、４、５または６の画像形成装置において、前記像担持体の摩擦係数が、０．１０以上０．３０以下であることを特徴とするものである。
また、請求項８の画像形成装置は、請求項１、２、３、４、５、６または７の画像形成装置において、前記像担持体を複数設けることを特徴とするものである。
また、請求項９の画像形成装置は、請求項１、２、３、４、５、６、７または８の画像形成装置において、前記トナーは、体積平均粒径が３μｍ以上７μｍ以下で、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００以上１．４０以下であり、形状係数ＳＦ−１が１００以上１８０以下、形状係数ＳＦ−２が１００以上１８０以下であることを特徴とするものである。
また、請求項１０の画像形成装置は、請求項９記載の画像形成装置において、前記トナーは、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、水系媒体中で架橋および、また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ものである。
また、請求項１１の画像形成装置は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０の画像形成装置において、前記トナーに脂肪酸金属塩粒子が添加されていることを特徴とするものである。
また、請求項１２の画像形成装置は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１の画像形成装置において、前記帯電手段は、ＤＣバイアスに放電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧を有するＡＣバイアスを供給して、像担持体の表面を帯電させるとともに、前記帯電手段と像担持体とのギャップが１０μｍ以上、８０μｍ以下であり、前記印加するＡＣバイアスの周波数が像担持体の線速の７倍以上、１２倍以下であることを特徴とするものである。
また、請求項１３の画像形成装置は、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２の画像形成装置において、前記帯電手段の帯電部材が導電性樹脂材料で構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項１４のプロセスカートリッジは、像担持体と、他の画像形成プロセス手段とを一体化して画像形成装置に対して着脱可能に構成したプロセスカートリッジにおいて、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２または１３に記載の画像形成装置に対して着脱可能に構成したことを特徴とするものである。
また、請求項１５のプロセスカートリッジは、請求項１４のプロセスカートリッジにおいて、前記他の画像形成プロセス手段の少なくともひとつは、請求項１、１２または１３に記載の帯電手段であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１乃至１３の発明によれば、像担持体は、その最外層に金属酸化物を含有している。これにより、耐久性に優れた像担持体を得ることができる。また、帯電手段は、像担持体と所定ギャップをもって近接配置している。これにより、像担持体上に付着したトナー等の汚れが帯電手段に付着して、感光体を均一に帯電できなくなることが起こりにくい。また、帯電手段を像担持体から離間して設けるため、像担持体表面を均一に帯電させるために、帯電手段に高い電圧を印加して、放電によって帯電させる必要がある。このとき発生するオゾン等の放電生成物質が像担持体の最外層を化学的に変質させて、摩擦係数を上昇させる。一方、上述の最外層に金属酸化物微粒子を含んだ像担持体は、耐磨耗性に優れているため、変質した像担持体表面が従来の像担持体表面に比べ摩耗しにくい。その結果、像担持体の放電生成物質による変質が進み、像担持体の摩擦係数が従来の像担持体に比べてさらに高くなってしまう。像担持体の摩擦係数が高くなると、像担持体のトナー像の転写性が悪くなってしまう。特に、像担持体のトナー像が転写される転写面が平滑で摩擦係数の低い場合、像担持体の摩擦係数上昇による転写性の低下が顕著に現れてしまう。しかし、本発明においては、像担持体に潤滑剤を供給している。よって、像担持体の表面が変質しても、像担持体に潤滑剤を供給して、像担持体の摩擦係数を望ましい範囲に維持することができる。これにより、トナー像の転写性を良好に保つことができる。以上のことから、本発明の画像形成装置は、像担持体の耐磨耗性に優れ、帯電不良が起こりにくく、しかも転写性が良好な画像形成装置を得ることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を適用した本発明を適用した画像形成装置として、タンデム直接転写方式のフルカラープリンタに適用した例を示す。
図１は本発明をタンデム直接転写方式のフルカラープリンタに適用した例を示す全体構成図である。装置本体１内には、像担持体である感光体５を含む４個の感光体ユニット２Ｍ、２Ｃ、２Ｙおよび２Ｂを、装置本体に対してそれぞれ着脱可能に装着している。感光体ユニット２Ｍ、２Ｃ、２Ｙおよび２Ｂは、同一の構成をしたユニットであり、感光体ユニット２Ｍはマゼンタ（Ｍ）色に対応する画像を形成し、感光体ユニット２Ｃはシアン（Ｃ）色に対応する画像を形成し、感光体ユニット２Ｙはイエロー（Ｙ）色に対応する画像を形成し、感光体ユニット２Ｂはブラック（Ｂ）色に対応する画像を形成する。
【００１１】
装置本体の略中央に転写ベルト３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ユニットを配置している。転写ベルトの内側には４つの転写ブラシ５７が４個の感光体に対応してそれぞれ設けられている。その転写ベルトの上側の面は、各感光体ユニットの感光体に接触可能に配置している。感光体ユニット２Ｍ、２Ｃ、２Ｙおよび２Ｂ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１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｙおよび１０Ｂを配置している。各色の現像装置は、構成が同一のものであり、それらは使用するトナーの色のみが異なる二成分現像方式の現像装置である。その各色の現像装置内には、トナーとキャリアからなる現像剤が収容されている。
【００１２】
現像装置は感光体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、図示しないトナー補給装置より必要量のトナーが補給される。
また、感光体ユニットの上方には書込みユニット６を、転写ベルトの下方には両面ユニット７をそれぞれ配置している。このプリンタは、装置本体の左方に、画像形成後の転写紙Ｐを反転させて排出したり、両面ユニットへ搬送したりする反転ユニット８を装着している。
【００１３】
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、各光源の光路に配置されたｆθレンズ、長尺ＷＴＬ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光はポリゴンスキャナにより偏向走査され感光体上に照射される。
【００１４】
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た後に反転ユニット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Ｐを受入れて、それを給紙部に向けて搬送する。
反転ユニット８は、それぞれ対をなす複数の搬送ローラと、対をなす複数の搬送ガイド板とからなり、上述したように両面画像形成する際の転写紙Ｐ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Ｐ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Ｐ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。
【００１５】
転写ベルト３と反転ユニット８との間には、転写紙に転写された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Ｐ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、装置本体の下部には、上下２段にサイズの異なる転写紙Ｐを収納可能な給紙カセット１１と１２を、それぞれ配設している。さらに、装置本体の右側面には、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。
【００１６】
まず、このフルカラープリンタのフルカラー画像形成時の動作を説明する。このフルカラープリンタがフルカラーの画像データを受け取ると、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により一様に帯電される。そして、各色の感光体ユニット２Ｍ、２Ｃ、２Ｙおよび２Ｂの感光体５に、書込みユニット６により各色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の位置に達すると、Ｍ、Ｃ、Ｙ及びＢ色トナーにそれぞれ現像されて、トナー像を形成する。
【００１７】
一方、給紙カセット１１、１２から転写紙Ｐが分離給紙部５５、５６により給紙され、それが転写ベルト３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Ｐは、転写ベルト３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の表面に静電的に吸着される。そして、転写紙Ｐは、転写ベルト３に吸着した状態で搬送されながら、Ｍ、Ｃ、Ｙ及びＢ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Ｐ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感光体ユニット２Ｍ、２Ｃ、２Ｙおよび２Ｂが設けられている作像部で、裏面に画像が形成された後に排出される。以降、２枚以上の画像形成が指示されているときには、上述した作像プロセスが繰り返される。
【００１８】
次に、このフルカラープリンタの白黒画像形成時の動作を説明する。このフルカラープリンタが白黒の画像データを受け取ると、吸着ローラ５８に対向して転写ベルト３を支持している従動ローラが下方に移動し、転写ベルトがＭ、Ｃ、Ｙの感光体５から離間する。Ｂの感光体が図１の時計回り方向に回転し、Ｂ感光体５の表面が帯電ローラにより一様に帯電される。そして、さらに感光体ユニット２Ｂの感光体５にはＢの画像に対応するレーザ光が照射され、潜像が形成される。潜像は、現像装置１０Ｂの位置に達すると、Ｂのトナーにより現像されてトナー像となる。この際、Ｂ以外の３色の感光体ユニット、現像装置は停止しており、感光体や現像剤の不要な消耗を防止する。
一方、給紙カセット１１、１２から転写紙Ｐが分離給紙部５５、５６により給紙され、それが転写ベルト３の直前に設けられているレジストローラ対５９により、Ｂ感光体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Ｐは、転写ベルトの入口付近に配設している紙吸着ローラ５８により帯電され、それにより転写ベルト３の表面に静電的に吸着される。そして、転写紙Ｐは、転写ベルト３に静電吸着した状態で搬送されるので、転写ベルト３がＭ、Ｃ、Ｙの感光体から離間していても転写紙はＢの感光体まで搬送され、Ｂのトナー像が転写される。その転写紙Ｐは、フルカラー画像の場合と同様に定着装置９で定着され、指定されたモードに応じた排紙系を通って処理される。以降、２枚以上の画像形成が指示されているときには、上述した作像プロセスが繰り返される。
【００１９】
転写紙を安定して静電吸着搬送するために転写ベルト３は少なくとも表層が高抵抗の材料で構成されている必要がある。転写ベルトの材質としてはポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂材料をシームレスベルトに成型し使用することができる。これらの材料はそのまま用いたり、カーボンブラック等の導電材により抵抗調整したりすることが可能である。また、これらの樹脂を基層として、スプレーやディッピング等の方法により表層を形成し、積層構造にしても良い。
【００２０】
本実施形態においては、特許文献２や特許文献３同様に、転写ベルト３に定められたパターンのトナー像を直接形成して、このトナー像を付着量センサ３１によって検知する。そして、その結果に基づいて帯電条件や、露光条件、現像条件等の画像形成条件を制御している。
本実施形態においては、転写ベルトをポリフッ化ビニデンやポリエチレンテレフタレート等の透明あるいは半透明な転写ベルトを使用し、転写ベルトの表面に発光素子と受光素子からなる付着量センサ３１を設ける。転写ベルトの裏面に反射部材３２を配置して、転写ベルト３のトナー像を検知するようにしている。
まず、図２に示すように、転写ベルト３上にＭ、Ｙ、Ｃ、Ｂの基準パターンのトナー像を形成する。付着量センサ３１の発光素子から発する光は、検知位置で、反射部材３２によって正反射および乱反射する。この正反射、または乱反射した光のいずれかまたは両方を受光素子で検知し、この光量に基づいてトナー付着量を検知する。検知位置に転写ベルト上に形成した基準パターンが通過したときは、トナー量の増加に応じてトナー層の光透過率が低下するため、付着量センサの発光素子から転写ベルトを透過して反射部材３２に照射される光や、反射部材３２からの反射光の光量が少なくなる。一方、転写ベルト上にトナーが存在しないときは、付着量センサ３１の発光素子から発光される光が転写ベルト３を透過して反射部材３２に照射され、その光を反射効率の高い反射部材３２が反射し、光強度の強い反射光が付着量センサ３１の受光素子に入力される。このため、転写ベルト上にトナーが存在しないときは、付着量センサ３１の出力が高くなる。この結果、転写ベルト上にトナーが存在しないときと、トナーが存在するときとでは、付着量センサ３１の出力の差が大きくなるため、高いＳ／Ｎ比が得ることができ、トナー付着量の検知能力が向上することができる。反射部材３２は、反射部材３２の表面加工を容易にでき、高い反射率を得るために、反射面を平面としている。また、このように、反射部材３２の反射面を平面とすることで、付着量センサ３１の発光素子から反射部材への光の入射位置が多少ずれても反射部材３２からの反射光の反射方向のずれを小さくすることができる。また、反射部材３２は、無端の転写ベルト３の裏面を支持しているので、転写ベルト３の走行面が安定し、この安定した位置で付着量センサ３１の光を照射することが可能となるので、Ｓ／Ｎ比を高めることができる。さらに、反射型の付着量センサ３１を用いることにより、発光素子と受光素子とを一つの支持部材で支持することができ、反射部材３２との相対位置を定めて行う組立作業も透過型の付着量センサに比して容易に行なうことができる。
【００２１】
そして、転写ベルト上のトナー像を検知した後は、転写ベルト上のトナー像を図示しないクリーニング装置より除去する。一方、付着量検知結果に応じて、各色の画像形成条件を制御して、通常の画像印刷を実行する。
【００２２】
上記の、トナー付着量検知手段は、各色のトナー量を検知して、画像形成条件を制御するだけでなく、特許文献３に記載されているように、各色のトナー画像の位置ずれを検知する位置ずれ検知センサとしても用いることができる。
【００２３】
一般的に転写ベルト３は、平滑性が高くトナーの離型性にも優れた材料が使用されるため、感光体上のトナー像を転写ベルト３に転写する転写性が悪い。また、帯電装置の放電時に発生する放電生成物が感光体表面を化学的変質させ、感光体の摩擦係数を上昇させる。すると、転写不良が発生しやすくなり、転写ベルトへの転写性をさらに悪化させる。このように、転写性の悪い状態で、転写ベルト上に図２のような基準パターンを形成すると、基準パターンに白抜けなどが発生してしまう。この白抜き状態の基準パターンがあると、各色のトナー画像の位置ずれを検知する位置ずれ検知センサが正確に検知することができずに、画像の位置ずれ等の画像劣化を引き起こす場合があった。そこで、本実施形態では、感光体５に潤滑剤を供給して、感光体の摩擦係数の上昇を抑えることで、トナー像を転写ベルト３に転写する転写性を良好に保つようにしている。この結果、転写不良による基準パターンの白抜けなどが発生しなくなり、各色のトナー画像の位置ずれを正確に検知することができるようになった。また、感光体の摩擦係数を望ましくは、０．１０〜０．３０の範囲、特に０．１５〜０．２５の範囲としている。感光体の摩擦係数が０．３０より大きくすると転写性を改善する効果が小さい。摩擦係数を０．１以下に維持するには大量の潤滑剤が必要となり、潤滑剤の寿命が短くなってしまい、好ましくない。
また、感光体の摩擦係数を低く維持することで、感光体のクリーニング性が向上する。
【００２４】
さらに、本実施形態では、転写ベルトの摩擦係数を感光体の摩擦係数より大きくなるように設定している。これにより、転写ベルトへの転写性が良好になり、各色のトナー画像の位置ずれを正確に検知することができる。また、従来、転写紙は、その表面に微小な凹凸があり、感光体の摩擦係数より高い場合が多い。一方、転写ベルト３は、平滑性が高く、感光体の摩擦係数より低い場合が多い。このように、摩擦係数が違うと、転写性に差が生じてしまう。このように、転写性に差があると、転写ベルトに付着するトナーの量と、転写紙に付着するトナー量が異なってくるため、転写ベルトに付着したトナーの量検知した結果が実際の画像形成時の結果に反映されない。その結果、転写ベルトに付着したトナーの量検知し、画像形成条件を制御して、画像形成を行なうと、濃度の濃い画像や、薄い画像が現れてしまっていた。しかし、本実施形態では、転写ベルトの摩擦係数を感光体の摩擦係数より大きくしているので、転写紙との摩擦係数の差が小さくなる。その結果、転写紙と転写ベルトとの転写性の差を少なくすることができる。
【００２５】
ここで、本実施形態における摩擦係数は、オイラーベルト方式により算出した静止摩擦係数を意味し、次の方法で算出する。測定用の感光体を台座に固定し、幅３０ｍｍ、長さ２９７ｍｍにカットした上質紙（リコーＴｙｐｅ６２００）をベルトとして感光体の上に乗せ、ベルト端部の一方に１００ｇの分銅を取り付け、もう一方の端部はデジタルフォースゲージに取り付ける。デジタルフォースゲージを一定速度で移動させ、ベルトの移動開始時の荷重から次の式で静止摩擦係数を算出する。
μｓ＝２／π×ｌｎ（Ｆ／Ｗ）
ここでμｓ：静止摩擦係数、Ｆ：読みとり荷重、Ｗ：分銅の重さ、π：円周率、である。本測定方法はオイラーの式から導かれる計算式である。
転写ベルトのように、そのままでは円筒形状を保てないものの摩擦係数に関しては、感光体素管のような円筒形状のものに巻き付けて固定した状態で上記の方法により摩擦係数の測定をおこなうことができる。
【００２６】
図３は、本実施形態に用いる感光体ユニットを示している。感光体ユニットは、同一の構成をしたユニットであるので、ここでは、感光体ユニット２Ｍについてのみ説明する。この感光体ユニット２Ｍは、感光体５と、この感光体５を均一に帯電する帯電ローラ１４と、感光体５の表面をクリーニングするブラシローラ１５とクリーニングブレード４７とを備えている。帯電ローラ１４の両端部には、ギャップ保持部１４ｃが設けられており、感光体５の非画像領域に当接している。これにより、感光体５と帯電ローラ１４の帯電部材１４ｂとは、感光体５の画像領域で微小ギャップを有するようになる。このように、帯電部材１４ｂと感光体５とが接触しないので、帯電ローラ１４を硬い樹脂材料として、感光体５を、金属酸化物微粒子を含む有機感光体とした場合でも画像領域の感光層に傷が付いたりすることがない。また、上記、ギャップが広がりすぎると異常放電が発生し均一に帯電できなくなるため、最大ギャップは１００μｍ以下に抑える必要がある。そのため、感光体５、帯電ローラ１４とも高精度が必要であり、真直度を２０μｍ以下にすることが望ましい。
また、帯電ローラ１４の端部には、図示しないギヤが取り付けられており、感光体５のフランジに形成されたギヤとかみ合っている。そして、図示しない感光体駆動モータにより感光体が回転すると帯電ローラも感光体とほぼ等しい線速で連れ回り方向に回転するようになっている。また、帯電ローラ１４の図中上部には、帯電ローラ１４の表面をクリーニングするクリーニングローラ４９が設けられている。このクリーニングローラ４９は、金属製芯金を有しており、この芯金の表面には、導電性繊維が静電植毛されている。このクリーニングローラ４９は、自重で帯電ローラと当接しており、帯電ローラの回転に伴いつれ周りするようになっている。このように、クリーニングローラ４９が帯電ローラ１４と伴に回ることで、帯電ローラ１４に付着したトナー等の汚れを除去する。
【００２７】
上述のように、感光体５、帯電ローラの真直度を上げても、感光体５と帯電ローラ１４の回転に伴いギャップは一定範囲の中で変動してしまう。このような状況下でも感光体を均一に帯電するために、帯電部材１４ｂに印加する帯電バイアスに、ＤＣ電圧に加え帯電部材１４ｂと感光体５間との放電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧を有するＡＣバイアスを重畳させる。ここで、印加するＡＣバイアスの周波数が低いとストライプ状の帯電ムラが目立つため、少なくとも感光体線速ｖ［ｍｍ／ｓ］の７倍以上の周波数ｆ［Ｈｚ］に設定することが望ましい。また、印加するＡＣバイアスの周波数が高すぎる場合には過剰な放電が発生し、感光体の摩耗量を増大させる。また、感光体にトナーやトナー外添剤のフィルミングが発生しやすくなるため、感光体線速ｖ［ｍｍ／ｓ］の１２倍以下の周波数ｆ［Ｈｚ］に設定することが望ましい。
【００２８】
感光体表面をクリーニングするブラシローラ１５には、固形の潤滑剤１６が当接している。そして、ブラシローラ１５が回転して、感光体表面に付着したトナー等を除去すると伴に、ブラシローラに付着した潤滑剤を感光体表面に供給するようになっている。この固形潤滑剤としては、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、オレイン酸亜鉛、オレイン酸マンガン、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレイン酸マグネシウム、パルチミン酸亜鉛、パルチミン酸マンガン、パルチミン酸鉄、パルチミン酸コバルト、パルチミン酸マグネシウムのような脂肪酸金属塩や、カルナウバワックスのような天然ワックスや、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素系の樹脂を用いることができる。
上記に示した固形の潤滑剤としては、脂肪酸金属塩を用いるのが好ましい。ブラシローラ１５によって感光体表面に塗布された潤滑剤は、感光体５と図示しない現像スリーブとの線速差によって掻き取られ、僅かであるが現像剤中に混入する。このとき、潤滑剤として、脂肪酸金属塩を使用していれば、脂肪酸金属塩は、分子の極性が小さいため、現像剤中に混入してもトナーやキャリアの帯電性を損なうことがない。
【００２９】
ポリウレタンゴムからなるクリーニングブレードや、ブラシローラによって掻き取られたトナーは、トナー搬送オーガ４８側に移動させられる。そして、トナー搬送オーガ４８を回転することで、回収した廃トナーを図１に示す廃トナー回収部１８搬送する。
【００３０】
この実施形態では、感光体５の径はφ３０ｍｍであり、図３中の矢印Ｃ方向に線速１２５ｍｍ／Ｓｅｃで回転している。ブラシローラ１５も感光体５の回転に同期して、図中時計周りに回転する。
【００３１】
また、この感光体ユニット２Ｍは、装置本体から着脱可能となっている。そして、装置本体に正確に装着できるように、位置決め主基準部５１を設けると共に、ブラケット５０に、感光体ユニット２Ｍの手前側に手前側位置決め従基準５２と、感光体ユニット２Ｍの奥側に手前側位置決め従基準５３とを設けている。感光体ユニット２Ｍを装置に装着する際、これらの基準部によって、正確に装着位置に装着することができる。
【００３２】
紛体を融解固化させただけの脂肪金属塩を固形の潤滑剤とした場合、潤滑性には優れているが、割れ欠けが発生し易いため、取り扱いには注意が必要である。しかし、上述のように、感光体ユニット２Ｍをユーザでも交換が容易なプロセスカートリッジ化して、感光体５、潤滑剤１６、潤滑剤供給部材としてのブラシローラ１５を一体として装置から着脱可能としている。このようにすれば、感光体５、潤滑剤１６、ブラシローラ１５を一体として取り扱うことができ、ユーザでも潤滑剤を容易に変えることができる。また、本実施形態の感光体ユニット２Ｍをプロセスカートリッジ化することで、帯電ローラ１４も一体として装置から容易に着脱可能となる。これにより、感光体ユニット２Ｍ内で感光体と帯電ローラの位置が決まるので、感光体と帯電ローラ間に微少なギャップを容易に形成することができる。また、感光体と同時に交換すれば、装着の度にギャップの調整を行う必要はないのでユーザでも交換が容易である。本実施形態においては、感光体、帯電装置、クリーニング装置を含む感光体ユニットをプロセスカートリッジとしたが、さらに、現像装置も一体としてプロセスカートリッジ化することもできる。
【００３３】
次に、感光体ユニットで用いる感光体５について、以下詳述する。
【００３４】
感光体５は、例えば図４（ａ）または（ｂ）に示すように、導電性支持体５０１の上に感光層５０２を形成し、その感光層５０２の上に保護層５０５を設けて構成する。感光層５０２は、電荷発生層５０３と電荷輸送層５０４とでつくるが、図４（ａ）のように電荷発生層５０３の上に電荷輸送層５０４を設けてもよいし、逆に図４（ｂ）のように電荷輸送層５０４の上に電荷発生層５０３を設けてもよい。
【００３５】
導電性支持体５０１は、体積抵抗１０１０Ωｃｍ以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、銀、金、白金等の金属、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物を、蒸着またはスパッタリングにより、フィルム状または円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス等の板またはそれらを素管化後、切削、超仕上げ、研磨等で表面処理した管等からなるものである。
【００３６】
電荷発生層５０３は、電荷発生材料を主成分とする層である。電荷発生材料には、無機または有機材料が用いられ、代表的なものとしては、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、キノン系縮合多環化合物、スクアリック酸系染料、フタロシアニン系顔料、ナフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩系染料、セレン、セレン−テルル合金、セレン−ヒ素合金、アモルファス・シリコン等が挙げられる。これら電荷発生材料は、単独で用いてもよく、２種以上混合して用いてもよい。
【００３７】
電荷発生層５０３は、電荷発生材料を適宜バインダー樹脂とともに、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、ジオキサン、２−ブタノン、ジクロルエタン等の溶媒を用いて、ボールミル、アトライター、サンドミルなどにより分散し、分散液を塗布することにより形成できる。塗布は、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート法等により行う。
【００３８】
適宜用いられるバインダー樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、エポキシ、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン、アクリル、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリアクリル等の樹脂を挙げることができる。バインダー樹脂の量は、重量基準で電荷発生材料１部に対して０〜２部が適当である。
【００３９】
電荷発生層５０３は、公知の真空薄膜作製法によっても形成することができる。電荷発生層５０３の膜厚は、通常は０．０１〜５μｍ、好ましくは０．１〜２μｍである。
【００４０】
電荷輸送層５０４は、電荷輸送材料およびバインダー樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成できる。また、必要により可塑剤やレベリング剤等を添加することもできる。
【００４１】
電荷輸送材料のうち、低分子電荷輸送材料には、電子輸送材料と正孔輸送材料とがある。電子輸送材料としては、例えば、クロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、２、４、７−トリニトロ−９−フルオレノン、２、４、５、７−テトラニトロ−９−フルオレノン、２、４、５、７−テトラニトロキサントン、２、４、８−トリニトロチオキサントン、２、６、８−トリニトロー４Ｈーインデノ〔１、２−ｂ〕チオフェン−４オン、１、３、７−トリニトロジベンゾチオフェン−５、５−ジオキサイド等の電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送材料は、単独で用いてもよく、２種以上の混合物として用いてもよい。
【００４２】
正孔輸送材料としては、例えば、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリフェニルアミン誘導体、９−（ｐ−ジエチルアミノスチリルアントラセン）、１、１−ビス−（４−ジベンジルアミノフェニル）プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、ワェニルビドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフェン誘導体等の電子供与性物質が挙げられる。これらの正孔輸送材料は、単独で用いてもよく、２種以上の混合物として用いてもよい。
【００４３】
また、電荷輸送材料として高分子電荷輸送材料を用いる場合、適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥して電荷輸送層５０４を形成してもよい。高分子電荷輸送材料は、上記低分子電荷輸送材料に電荷輸送性置換基を主鎖または側鎖に有した材料であればよい。さらに必要により、高分子電荷輸送材料にバインダー樹脂、低分子電荷輸送材料、可塑剤、レベリング剤、潤滑剤等を適量添加することもできる。
【００４４】
電荷輸送材料と共に電荷輸送層に使用されるバインダー樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート、フェノキシ、ポリカーボネート、酢酸セルロース、エチルセルロース、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、アクリル、シリコーン、エポキシ、メラミン、ウレタン、フェノール、アルキッド等の熱可塑性又は熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００４５】
溶剤としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、２−ブタノン、モノクロルベンゼン、ジクロルエタン、塩化メチレン等が挙げられる。
【００４６】
所望により電荷輸送層５０４に添加される可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等、樹脂に汎用の可塑剤を挙げることができ、その使用量は、重量基準でバインダー樹脂に対して０〜３０％程度が適当である。また、所望により電荷輸送層５０４に添加されるレベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル類、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマー又はオリゴマーが挙げられ、その使用量は、重量基準でバインダー樹脂に対して０〜１％程度が適当である。
【００４７】
電荷輸送層５０４の厚さは、５〜３０μｍの範囲で所望の感光体特性に応じて適宜選択すればよい。
【００４８】
感光層５０２に含有される電荷輸送材量の含有量は、電荷輸送層５０４の４０重量％以上とするのが好ましい。４０重量％未満では、像担持体へのレーザ書き込みにおけるパルス光露光において高速電子写真プロセスでの十分な光減衰時間が得られず好ましくない。
【００４９】
感光体５における電荷輸送層移動度は、２．５×１０５〜５．５×１０５Ｖ／ｃｍの範囲の電荷輸送層電界強度の条件下で、３×１０−５ｃｍ２／Ｖ・ｓ以上であることが好ましく、７×１０−５ｃｍ２／Ｖ・ｓ以上であることがより好ましい。この移動度は、各使用条件下でこれを達成するように構成を適宜調整できる。この移動度は、従来公知のＴＯＦ法により求めればよい。
【００５０】
感光体５には、導電性支持体５０１と感光層５０２との間に下引き層を形成することができる。下引き層は一般に樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層５０２を溶剤を用いて塗布することを考慮すると、一般の有機溶剤に対して耐溶解性の高い樹脂であることが望ましい。このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン、等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン、アルキッド−メラミン、エポキシ等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等が挙げられる。また、下引き層には、モアレ防止、残留電位の低減等のために、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等の金属酸化物の微粉末を加えてもよい。
【００５１】
この下引き層は、上記の感光層と同様、適当な溶媒、塗工法を用いて形成することができる。さらに、下引き層として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用して、例えば、ゾル−ゲル法等により形成した金属酸化物層を用いることも有用である。この他に、下引き層には、Ａｌ２Ｏ３を陽極酸化したものにより形成したもの、ポリパラキシリレン（パリレン）等の有機物、ＳｉＯ、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＩＴＯ、Ｃｅ０２等の無機物を真空薄膜作製法により形成したものも有効である。下引き層の膜厚は、０〜５μｍが適当である。
【００５２】
感光体５には、表層として、感光層５０２の保護および耐久性の向上を目的に金属酸化微粒子を含有する保護層５０５を感光層５０２の上に形成するものである。
【００５３】
この保護層５０５に使用される材料としては、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル、アリル、フェノール、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリレート、ポリアリルスルホン、ポリブチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエチン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、アクリル、ポリメチルペンテン、ポリプロピレン、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エポキシ等の樹脂が挙げられる。保護層５０５には、耐摩耗性を向上する目的で金属酸化微粒子が添加される。
【００５４】
この金属酸化微粒子としては、アルミナ、シリカ、酸化チタン、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化インジウム等が挙げられる。
【００５５】
保護層５０５に添加される金属酸化微粒子の量は、重量基準で通常は、５〜４０％、好ましくは、１０〜３０％である。金属酸化微粒子の量が、５％未満では、摩耗が大きく耐久性に劣り、４０％を越えると、露光時における明部電位の上昇が著しくなって、感度低下が無視できなくなるので望ましくない。
【００５６】
さらに、保護層５０５には、金属酸化微粒子の分散性を向上させるために分散助剤を添加することができる。添加される分散助剤は塗料等に使用されるものが適宜利用できその量は重量基準で通常は含有する金属酸化微粒子の量に対して０．５〜４％、好ましくは、１〜２％である。
【００５７】
また、保護層５０５には、前述の電荷輸送材料を添加することも有効である。電荷輸送材料を添加することで、電荷発生層５０３で発生した電荷を保護層表面まで輸送するため、該保護層表面の帯電電位を打消して該保護層表面にシャープな潜像を形成することができる。
【００５８】
保護層５０５の形成法としては、スプレー法等通常の塗布法が採用される。
保護層５０５の厚さは、１〜１０μｍ、好ましくは３〜８μｍ程度が適当である。保護層の膜厚が１μｍより薄いと、耐久性に劣り、１０μｍより厚いと生産性が低下したり、経時での残留電位の上昇が大きくなってしまう。
【００５９】
保護層に添加する金属酸化微粒子の粒径としては０．１〜０．８μｍが適当である。金属酸化物微粒子の粒径０．８μｍより大きい場合には、保護層表面の凹凸が大きくなりクリーニング性が低下する上、露光光が保護層で散乱されやすく解像力が低下し画像品質が劣る。金属酸化物微粒子の粒径が０．１μｍより小さいと耐摩耗性に劣る。
【００６０】
また、耐環境性の改善のため、とりわけ、感度低下、残留電位の上昇を防止する目的で、必要に応じて各層に酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、低分子電荷輸送物質およびレベリング剤等を添加することができる。
【００６１】
各層に添加できる酸化防止剤としては、例えば、次のものが挙げられる。
（ａ）フェノール系化合物
２、６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、２、６−ジ−ｔ−ブチル−４−エチルフェノール、ｎ−オクタデシル−３−（４−ヒドロキシ−３、５−ジ−ｔ−ブチルフェノール）、２、２−メチレン−ビス−（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２、２−メチレン−ビス−（４−エチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４、４−チオビス−（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、４、４−ブチリデンビス−（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、１、１、３−トリス−（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン、１、３、５−トリメチル−２、４、６−トリス（３、５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、テトラキス−［メチレン−３−（３、５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、ビス［３、３−ビス（４−ヒドロキシ−３−ｔ−ブチルフェニル）ブチリックアッシド］クリコールエステル、トコフェロール類等
（ｂ）パラフェニレンジアミン類
Ｎ−フェニル−Ｎ−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ、Ｎ−ジ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ−ｓｅｃ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ、Ｎ−ジ−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ、Ｎ−ジメチル−Ｎ、Ｎ−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−フェニレンジアミン等
（ｃ）ハイドロキノン類
２、５−ジ−ｔ−オクチルハイドロキノン、２、６−ジドデシルハイドロキノン、２−ドデシルハイドロキノン、２−ドデシル−５−クロロハイドロキノン、２−ｔ−オクチル−５−メチルハイドロキノン、２−（２−オクタデセニル）−５−メチルハイドロキノン等
（ｄ）有機硫黄化合物類
ジラウリル−３、３−チオジプロピオネート、ジステアリル−３、３−チオジプロピオネート、ジテトラデシル−３、３−チオジプロピオネート等
（ｅ）有機燐化合物類
トリフェニルホスフィン、トリ（ノニルフェニル）ホスフィン、トリ（ジノニルフェニル）ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ（２、４−ジブチルフェノキシ）ホスフィン等
【００６２】
各層に添加できる可塑剤としては、例えば、次のものが挙げられる。
（ａ）リン酸エステル系可塑剤
リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル、リン酸オクチルジフェニル、リン酸トリクロルエチル、リン酸クレジルジフェニル、リン酸トリブチル、リン酸トリ−２−エチルヘキシル、リン酸トリフェニル等
（ｂ）フタル酸エステル系可塑剤
フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル、フタル酸ジイソオクチル、フタル酸ジ−ｎ−オクチル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジトリデシル、フタル酸ジシクロヘキシル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ブチルラウリル、フタル酸メチルオレイル、フタル酸オクチルデシル、フマル酸ジブチル、フマル酸ジオクチル等
（ｃ）芳香族カルボン酸エステル系可塑剤
トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリ−ｎ−オクチル、オキシ安息香酸オクチル等
（ｄ）脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤
アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジ−ｎ−ヘキシル、アジピン酸ジ−２−エチルヘキシル、アジピン酸ジ−ｎ−オクチル、アジピン酸−ｎ−オクチル−ｎ−デシル、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ジカプリル、アゼライン酸ジ−２−エチルヘキシル、セバシン酸ジメチル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジ−ｎ−オクチル、セバシン酸ジ−２−エチルヘキシル、セバシン酸ジ−２−エトキシエチル、コハク酸ジオクチル、コハク酸ジイソデシル、テトラヒドロフタル酸ジオクチル、テトラヒドロフタル酸ジ−ｎ−オクチル等
（ｅ）脂肪酸エステル誘導体系可塑剤
オレイン酸ブチル、グリセリンモノオレイン酸エステル、アセチルリシノール酸メチル、ペンタエリスリトールエステル、ジペンタエリスリトールヘキサエステル、トリアセチン、トリブチリン等
（ｆ）オキシ酸エステル系可塑剤
アセチルリシノール酸メチル、アセチルリシノール酸ブチル、ブチルフタリルブチルグリコレート、アセチルクエン酸トリブチル等
（ｇ）エポキシ可塑剤
エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ油、エポキシステアリン酸ブチル、エポキシステアリン酸デシル、エポキシステアリン酸オクチル、エポキシステアリン酸ベンジル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジデシル等
（ｈ）二価アルコールエステル系可塑剤
ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジ−２−エチルブチラート等
（ｉ）含塩素可塑剤
塩素化パラフィン、塩素化ジフェニル、塩素化脂肪酸メチル、メトキシ塩素化脂肪酸メチル等
（ｊ）ポリエステル系可塑剤
ポリプロピレンアジペート、ポリプロピレンセバケート、ポリエステル、アセチル化ポリエステル等
（ｋ）スルホン酸誘導体系可塑剤
ｐ−トルエンスルホンアミド、ｏ−トルエンスルホンアミド、ｐ−トルエンスルホンエチルアミド、ｏ−トルエンスルホンエチルアミド、トルエンスルホン−Ｎ−エチルアミド、ｐ−トルエンスルホン−Ｎ−シクロヘキシルアミド等
（ｌ）クエン酸誘導体系可塑剤
クエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリエチル、クエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリ−２−エチルヘキシル、アセチルクエン酸−ｎ−オクチルデシル等
（ｍ）その他、
ターフェニル、部分水添ターフェニル、ショウノウ、２−ニトロジフェニル、ジノニルナフタリン、アビエチン酸メチル等
【００６３】
各層に添加できる紫外線吸収剤として、次のものが挙げられる。
（ａ）ベンゾフェノン系紫外線吸収剤
２−ヒドロキシベンゾフェノン、２、４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２、２、４−トリヒドロキシベンゾフェノン、２、２、４、４−テトラヒドロキシベンゾフェノン、２、２−ジヒドロキシ４−メトキシベンゾフェノン等
（ｂ）サルシレート系紫外線吸収剤
フェニルサルシレート、２、４ジ−ｔ−ブチルフェニル３、５−ジ−ｔ−ブチル４ヒドロキシベンゾエート等
（ｃ）ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤
（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、（２−ヒドロキシ５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、（２−ヒドロキシ５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、（２−ヒドロキシ３−ターシャリブチル５−メチルフェニル）５−クロロベンゾトリアゾール等
（ｄ）シアノアクリレート系紫外線吸収剤
エチル−２−シアノ−３、３−ジフェニルアクリレート、メチル２−カルボメトキシ３（パラメトキシ）アクリレート等
（ｅ）クエンチャー（金属錯塩系）紫外線吸収剤
ニッケル（２、２チオビス（４−ｔ−オクチル）フェノレート）ノルマルブチルアミン、ニッケルジブチルジチオカルバメート、ニッケルジブチルジチオカルバメート、コバルトジシクロヘキシルジチオホスフェート等
（ｆ）ＨＡＬＳ（ヒンダードアミン）系紫外線吸収剤
ビス（２、２、６、６−テトラメチル−４−ピペリジル）セバケート、ビス（１、２、２、６、６−ペンタメチル−４−ピペリジル）セバケート、１−［２−〔３−（３、５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ〕エチル］−４−〔３−（３、５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ〕−２、２、６、６−テトラメチルピリジン、８−ベンジル−７、７、９、９−テトラメチル−３−オクチル−１、３、８−トリアザスピロ〔４、５〕ウンデカン−２、４−ジオン、４−ベンゾイルオキシ−２、２、６、６−テトラメチルピペリジン等
等が挙げられる。
【００６４】
次に、本実施形態に用いる帯電ローラについて説明する。図５は、帯電ローラの断面図である。この帯電ローラ１４は、導電性支持体である芯金１４ａと、帯電部材としての樹脂層１４ｂと、ギャップ保持部材１４ｃから構成されている。芯金１４ａは、ステンレス等の金属が用いられ、その直径は、６〜１０ｍｍ程度に形成されている。直径が６ｍｍよりも小さいと、帯電部材の切削加工時や、感光体に加圧されたときのたわみの影響が無視できなくなり、必要なギャップ精度が得られにくい。また、直径が１０ｍｍよりも大きいと、帯電ローラが大型化したり、質量が重くなったりする問題がある。
【００６５】
帯電ローラの樹脂層１４ｂは、１０４〜１０９Ωｃｍの体積抵抗を持つ材料で形成することが好ましい。抵抗が１０４Ωｃｍよりも低いと、感光体５にピンホールなどの欠陥があった場合、帯電バイアスのリークが発生しやすくなる。一方、１０９Ωｃｍよりも大きな抵抗であると放電が十分に発生せず均一な帯電電位を得ることができない。上記樹脂層は、基材となる樹脂に導電性材料を配合することで、所望の抵抗を得るようにしている。基材樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリカーボネート等の樹脂を用いることができる。これらの基材樹脂は、成形性が良いので容易に成形加工することができる。
【００６６】
導電性材料としては四級アンモニウム塩基を有する高分子化合物のようなイオン導電性材料が好ましい。四級アンモニウム塩基を有するポリオレフィンの例としては、四級アンモニウム塩基を有するポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリイソプレン、エチレンーエチルアクリレート共重合、エチレン−メチルアクリレート共重合、エチレンー酢酸サンビニル共重合、エチレン−プロピレン共重合、エチレン−ヘキセン共重合等のポリオレフィンである。これらの四級アンモニウム塩基を有する高分子化合物は、既に市販されているものもある。本実施の形態においては、四級アンモニウム塩基を有するポリオレフィンについて例示したが、四級アンモニウム塩基を有するポリオレフィン以外の高分子化合物であっても構わない。従来では、さらに、抵抗調整剤として、カーボンブラックのような電子導電性材料をさらに配合するが、本実施形態のように、感光体５と非接触の帯電ローラの場合、異常放電による帯電ムラが発生するため、本実施形態に用いる帯電ローラには、配合しない。
【００６７】
ギャップ保持部材１４ｃの材質としては、樹脂層１４ｂの基材樹脂と同様にポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリカーボネート等の樹脂を用いることができる。ただし、感光層にギャップ保持部材を当接させるので感光層が損傷するのを防止するために、帯電部材より硬度の低いグレードを用いることが望ましい。また、摺動性に優れ感光層に損傷を与えにくい樹脂材料として、ポリアセタール、エチレン−エチルアクリレート共重合体、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体等の樹脂を用いることもできる。
【００６８】
帯電ローラは、次のようにして成形される。まず、上述のイオン導電性材料を二軸混練機、ニーダー等の手段を用いて、基材樹脂に均一に配合させる。次に、この基材を芯金１４ａに射出成形、あるいは押出成形することで、ローラ形状に成形する。イオン導電性材料と基材樹脂の配合量は、基材樹脂１００重量部に対して３０〜８０重量部配合するのが望ましい。樹脂層１４ｂの厚さは、樹脂層が厚すぎると帯電ローラが大型化するうえに樹脂層の実際の抵抗が大きくなり帯電効率が低下するため０．５〜３ｍｍが望ましい。
樹脂層を形成した後、樹脂層の両端にギャップ保持部材１４ｃを圧入や接着、またはその両方によって固定する。そして、ギャップ保持部材１４ｃを基準にして帯電ローラ１４の外径を研削加工や切削加工を施して、帯電部材とギャップ保持部材のフレの位相を揃えて、帯電ギャップの変動を低減する。帯電部材としての樹脂層１４ｂの両端にギャップ保持部材１４ｃを固定する方法は、上述の方法に限られず、２色成形により、芯金に帯電部材とギャップ保持部材を同時に成型することもできる。
帯電部材１４ｂを樹脂材料とすることで、従来のゴム材料に比べ切削加工が容易で高精度に加工しやすい。また、樹脂材料は従来のゴム材料に比べて外形や硬度の環境変動も小さいため、帯電ギャップの環境変動も小さく抑えることができる。
また、樹脂層やギャップ保持部材にはコーティング等により、トナー等が付着しにくい表層を数１０μｍ程度の厚さで形成することもできる。
【００６９】
次に、本発明の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。
６００ｄｐｉ以上の微少ドットを再現するために、トナーの体積平均粒径は３〜７μｍが好ましい。体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）は１．００〜１．４０の範囲にあることが好ましい。（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このような小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌汚れ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。
また、トナーの形状係数ＳＦ−１及びＳＦ−２を規定することが望ましい。図６は形状係数ＳＦ−１の説明図、図７は形状係数ＳＦ−２の説明図である。
まず、形状係数ＳＦ−１について説明する。形状係数ＳＦ−１とは、図６に示すように、球形物質の形状の丸さの割合を示す値であり、球形物質を２次元平面上に投影して出来る楕円状図形の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００π／４を乗じたときの値で表される。つまり、形状係数ＳＦ−１は、次の数１に示す式で定義される。
＜数１＞
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）
【００７０】
この形状係数ＳＦ−１の値が１００の場合には、物質の形状が真球状となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど、物質の形状は不定形となる。
【００７１】
一方、形状係数ＳＦ−２は、図７に示すように、物質の形状の凹凸の割合を示す数値である。物質を２次元平面上に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで割って、１００／４πを乗じたときの値で表される。つまり、形状係数ＳＦ−２は、次の数２に示す式で定義される。
＜数２＞
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）
【００７２】
このＳＦ−２の値が１００の場合には、物質の表面に凹凸が存在しないことになり、ＳＦ−２の値が大きくなるほど、物質の表面の凹凸は顕著となる。
【００７３】
なお、上記形状係数は、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い、トナー像を１００回無作為にサンプリングし、その画像情報は、ニレコ社製画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３）に導入して解析を行い、上記数式より算出した。
【００７４】
本発明者らの検討によれば、形状係数ＳＦ−１及びＳＦ−２がともに１００に近づいて、トナーの形状が球形に限りなく近づくと、転写効率が高くなることが判った。これは、形状効果によりトナー粒子と該トナー粒子と接触するもの（トナー粒子同士、感光体等）との間では点接触することになる。この結果、トナー流動性が高まったり、像担持体等に対する吸着力（鏡映力）が弱まったりして、転写電界の影響を受けやすくなるためと考えられる。形状係数ＳＦ−１及びＳＦ−２のいずれかが１８０を越えてしまうと、転写効率が低下してしまい、好ましくない。
【００７５】
本実施形態に係るトナーは、通常の粉砕法によって製造することも可能だが、上述のような、小粒径で球形に近いトナーを製造するのは効率が悪く、コスト高になってしまう。このように、小粒径で球形に近いトナーを製造する方法として、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および、または伸長反応させて製造する方法が好ましい。以下にトナー構成材料および製造方法について説明する。
【００７６】
トナーは、結着樹脂に着色剤、荷電制御剤及び、離型剤等の他の材料を含有させた母体粒子に、更に添加剤等を外添させたものを用いている。
【００７７】
本実施形態のトナーは、結着樹脂としてポリエステルを用いる。より詳しくは、未変性ポリエステル、ウレア変性ポリエステル、未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを含んだもの等が挙げられる。
【００７８】
未変性ポリエステルは、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としては、２価アルコールおよび３価以上の多価アルコールが挙げられ、２価アルコール単独、または２価アルコールと少量の３価以上の多価アルコールとの混合物が好ましい。また、多価カルボン酸としては、２価カルボン酸および３価以上の多価カルボン酸が挙げられ、２価カルボン酸単独、および２価カルボン酸と少量の３価以上の多価カルボン酸との混合物が好ましい。
【００７９】
２価アルコールとしては、次のものが挙げられる。
（ａ）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
（ｂ）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
（ｃ）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
（ｄ）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
（ｅ）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
（ｆ）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
【００８０】
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。
【００８１】
また、３価以上の多価アルコールとしては、次のものが挙げられる。
（ａ）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
（ｂ）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
（ｃ）付加物
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
【００８２】
２価カルボン酸としては、次のものが挙げられる。
（ａ）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
（ｂ）アルケニレンジカルボン酸
マレイン酸、フマール酸など
（ｃ）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
【００８３】
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。
【００８４】
３価以上の多価カルボン酸としては、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と反応させてもよい。
【００８５】
次に、多価アルコールと多価カルボン酸の重縮合反応について説明する。多価アルコールと多価カルボン酸の比率を、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として、重縮合反応を行なう。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℃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。酸価を持たせることで負帯電性となりやすい。さらに、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、特に環境変動に対して悪化する傾向がある。また、重量平均分子量の適正範囲は、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ため好ましくなく、４０万を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。
【００８６】
結着樹脂は、上記の重縮合反応で得られる未変性ポリエステルに、ウレア変性のポリエステルを含有するのが好ましい。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た未変性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ーを得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋および、または伸長されて得られるものである。
【００８７】
上述の多価イソシアネート化合物としては、次のものが挙げられる。
（ａ）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
（ｂ）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
（ｃ）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
（ｄ）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
（ｅ）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
【００８８】
上述の多価イソシアネート化合物は、一種類で用いてもよく、また２種類以上併用して用いてももよい。
【００８９】
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーと反応させるアミン類としては、２価アミン化合物、３価以上の多価アミン化合物、アミノアルコール、アミノメルカプタン、アミノ酸、および上記にアミン類のアミノ基をブロックしたものなどが挙げられる。
【００９０】
２価アミン化合物としては、次のものが挙げられる。
（ａ）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
（ｂ）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
（ｃ）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
【００９１】
３価以上の多価アミン化合物としては、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。アミン類のアミノ基をブロックしたものとしては、前記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。
【００９２】
これらのアミン化合物のうち、好適なのは、２価アミン化合物、および２価アミン化合物と少量の３価以上の多価アミン化合物の混合物である。
【００９３】
ウレア変性ポリエステルは、上述の化合物を用いて、ワンショット法などにより製造される。まず、上述の方法と同様に、未変性ポリエステルを製造する。具体的には、多価アルコールと多価カルボン酸を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有する未変性ポリエステルを得る。
【００９４】
次いで４０〜１４０℃にて、これに多価イソシアネートを反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーを得る。このとき、多価イソシアネート化合物の比率は、イソシアネート基［ＮＣＯ］と、水酸基を有する未変性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とする。［ＮＣＯ］／［ＯＨ］が５を超えると低温定着性が悪化する。また、［ＮＣＯ］のモル比が１未満のウレア変性ポリエステルは、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。イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー中の多価イソシアネート化合物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。
【００９５】
そして、上述のイソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーにアミン類を０〜１４０℃にて反応させ、分子鎖が架橋および、または伸長させてウレア変性ポリエステルを得る。このとき、アミン類の比率を、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー中のイソシアネート基［ＮＣＯ］と、アミン類中のアミノ基［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とする。［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、ポリエステルプレポリマーとアミン類との架橋および、または伸長反応には、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。
【００９６】
多価イソシアネートを反応させる際、およびポリエステルプレポリマーとアミン類を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤（トルエン、キシレンなど）；ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）；エステル類（酢酸エチルなど）；アミド類（ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど）およびエーテル類（テトラヒドロフランなど）などのイソシアネートに対して不活性なものが挙げられる。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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と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。トナーの結着樹脂として、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とする。数平均分子量が２００００を超えた結着樹脂を用いたトナーは、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。トナーの結着樹脂として、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、低温定着性およびフルカラー画像形成装置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。尚、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。
【０１００】
また、トナーの結着樹脂として、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場合、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。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、特に好ましくは８０／２０〜９３／７とする。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。また、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結着樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は、通常４５〜６５℃、好ましくは４５〜６０℃とする。４５℃未満ではトナーの耐熱性が悪化し、６５℃を超えると低温定着性が不十分となる。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やすいため、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。
【０１０１】
次に、トナーに含有する着色剤としては、従来から公知の染料や顔料を使用することができる。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（、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、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー、パーマネントイエロー、バルカンファストイエロー、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド、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、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。
【０１０２】
また、着色剤は結着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結着樹脂としては、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。
【０１０３】
次に、トナーに含有する荷電制御剤について説明する。荷電制御剤としては、公知のものが使用できる。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が使用できる。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、結着樹脂の種類、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、好ましくは結着樹脂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くなりすぎてしまい、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。
【０１０４】
次に、離型剤について説明する。離型剤としては、融点が５０〜１２０℃の低融点のワックスが、結着樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びおよびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、１２−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−ｎ−ステアリルメタクリレート、ポリ−ｎ−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体（例えば、ｎ−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等）等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
【０１０５】
上述の荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、結着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。
【０１０６】
次に、トナーの母体粒子に、外添させる外添剤について説明する。トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、５×１０−３〜２μｍであることが好ましく、特に５×１０−３〜０．５μｍであることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００ｍ２／ｇであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの０．０１〜５ｗｔ％であることが好ましく、特に０．０１〜２．０ｗｔ％であることが好ましい。
【０１０７】
上述の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、トナー粒子の流動性を付与する流動性付与剤として、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。これにより、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、トナーの凝集体などが発生しない良好な画像品質が得られ、さらに転写残トナーの低減が図られる。
【０１０８】
また、トナーの外添剤として、脂肪酸金属塩粒子のような潤滑剤を添加することもできる。クリーニング部でブラシローラでかき取った固形の潤滑剤を感光体に供給する方法では、連続して高画像面積の画像出力にをおこなった場合のようにクリーニング部に大量のトナーが入力すると、ブラシローラから感光体への潤滑剤の供給が妨げられて、感光体の摩擦係数が上昇してしまう傾向がある。このとき、トナーに潤滑剤を添加しておくと高画像面積の場合ほど現像から供給される潤滑剤の量が増えるため、クリーニングブラシからと現像からの潤滑剤の供給が補い合って、画像面積によらず感光体の摩擦係数を狙いの範囲に維持することができる。
トナーに添加する潤滑剤の例としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸鉄、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸銅、ステアリン酸ストロンチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、オレイン酸亜鉛、オレイン酸マンガン、オレイン酸鉄、オレイン酸コバルト、オレイン酸マグネシウム、パルチミン酸亜鉛、パルチミン酸マンガン、パルチミン酸鉄、パルチミン酸コバルト、パルチミン酸マグネシウムのような脂肪酸金属塩や、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素系の樹脂を用いることができる。特に脂肪酸金属塩は分子の極性が弱いので、トナーに添加してもトナーやキャリアの帯電性に悪影響を与えにくい。潤滑剤粒子の粒径は０．５〜５μｍ程度が望ましく、添加量はトナーの０．０１〜０．５ｗｔ％であることが好ましい。
【０１０９】
次に、トナーの製造方法について説明する。以下に示す製造方法は、好ましい一例であり、これに限られるものではない。
【０１１０】
まず、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。
【０１１１】
次に、トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール（メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど）、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類（メチルセルソルブなど）、低級ケトン類（アセトン、メチルエチルケトンなど）などの有機溶媒を含むものであってもよい。トナー材料液１００重量部に対する水系媒体の使用量は、通常５０〜２０００重量部、好ましくは１００〜１０００重量部である。５０重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。２００００重量部を超えると経済的でない。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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数２〜１０のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、３−［ω−フルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１１）オキシ］−１−アルキル（Ｃ３〜Ｃ４）スルホン酸ナトリウム、３−［ω−フルオロアルカノイル（Ｃ６〜Ｃ８）−Ｎ−エチルアミノ］−１−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル（Ｃ１１〜Ｃ２０）カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸（Ｃ７〜Ｃ１３）及びその金属塩、パーフルオロアルキル（Ｃ４〜Ｃ１２）スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、Ｎ−プロピル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）−Ｎ−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１６）エチルリン酸エステルなどが挙げられる。
【０１１４】
また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を右する脂肪族１級、２級もしくは２級アミン酸、パーフルオロアルキル（Ｃ６−Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩などが挙げられる。
【０１１５】
また、上述の樹脂微粒子は、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等がある。
【０１１６】
さらに、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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
次に、上記乳化液の作製と同時に、アミン類を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーとの反応を同時に行わせる。この反応は、分子鎖の架橋および、または伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマーの有するイソシアネート基構造とアミン類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。
【０１１９】
そして、上記反応終了後、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。
【０１２０】
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、必要に応じて潤滑剤粒子を外添させ、トナーを得る。荷電制御剤の打ち込み、および外添剤の添加は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。
【０１２１】
以上のような製造方法により、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。
【０１２２】
このようにして製造したトナーはトナー容器に充填され画像形成装置に装着される。また、キャリアと混合して現像剤となり、現像装置に充填される。
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。本発明では樹脂被覆キャリアの芯材としては、フェライト、マグネタイト等の磁性体を用いる。この芯物質の粒径は２０〜７０μｍ程度が適当である。キャリア粒径が小さいほど高精細な画像が得られるが、キャリア粒径が小さすぎるとキャリア付着が発生しやすくなるため、出力画像上にキャリアが付着して、逆に画像品質を低下させてしまう。キャリア被覆層形成に使用される材料としては、ビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル、フッ素原子を置換してなるビニルエーテル、フッ素原子を置換してなるビニルケトン等がある。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。
【０１２３】
図８に、上記現像装置を回転型のリボルバ現像ユニット４３０で構成した画像形成装置の一例を示す。図８において、リボルバ現像ユニット４３０は、Ｂトナーを用いるＢ現像器４３１、Ｙトナーを用いるＹ現像器４３２、Ｃトナーを用いるＣ現像器２３３、Ｍトナーを用いるＭ現像器４３４を備えている。このリボルバ現像ユニット４３０は、図示しない現像リボルバ駆動部によって、全体が半時計回りに回転するように構成されている。リボルバ現像ユニット４３０の各現像器は、現像スリーブ１２と、現像剤を汲み上げて攪拌するために回転する現像剤パドル、及び現像スリーブ１２の駆動部等で構成されている。
待機状態でのリボルバ現像ユニット４３０は、Ｂ現像器４３１が現像位置に位置するホームポジションで停止している。コピースタートキーが押されると、原稿画像データの読み取りが開始され、そのカラー画像データに基づいて、レーザ光Ｌによる光書き込み、すなわち静電潜像形成が始まる。以下、Ｂ画像データによる静電潜像を「Ｂ静電潜像」という。Ｙ、Ｃ、Ｍについても同様である。
このＢ静電潜像の先端部から現像可能にするため、Ｂ現像位置に静電潜像の先端部が到達する前に、Ｂ現像器４３１の現像スリーブ１２の回転を開始して、Ｂ静電潜像をＢトナーで現像する。これ以降、Ｂ静電潜像の現像動作を続けるが、Ｂ静電潜像の後端部がＢ現像位置を通過した時点で、速やかに次の色の現像器が現像位置に回転するまで、リボルバ現像ユニット４３０が回転する。この回転は、少なくとも、次の画像データによる静電潜像の先端部が現像位置に到達する前に完了される。
図８において、画像形成動作が開始されると、図示しない駆動モータによって矢印で示す半時計方向に感光体ドラム１００、及び中間転写ベルト３１９が同期回転する。これにより、中間転写ベルト３１９上に、感光体ドラム１００上に順次形成されるＢ、Ｙ、Ｃ、Ｍのトナー像が、同一面に順次位置合わせされて一次転写される。この画像形成動作が開始される時期に、転写紙が給紙バンク４０３の転写紙カセット又は手差しトレイ等の給紙部から給送され、レジストローラのニップで待機している。そして、中間転写ベルト３１９上のトナー像の先端が所定の位置にさしかかるタイミングで、転写搬送ベルトユニットが中間転写ベルト３１９に接触する。その後、転写紙の先端が上記トナー像の先端に一致するようにレジストローラが駆動され、転写紙とトナー像とのレジスト合わせが行われる。そして、転写紙が中間転写ベルト３１９上のトナー像と重ねられて二次転写部を通過する際に、二次転写ローラ３２３により、中間転写ベルト３１９上の４色重ねトナー像が転写紙上に一括転写される。この転写紙は、転写搬送ベルト３２２から剥離して定着装置３２８に向けて送られる。そして、転写紙上のトナーが定着装置３２８の一対の定着ローラのニップ部で溶融定着された後、図示しない排出ローラで装置本体外に転写紙が送り出される。
一方、一次転写後の感光体ドラム１００の表面に残留した転写残トナーは、感光体クリーニングユニット３１０によりクリーニングされる。また、転写紙にトナー像を転写した後の中間転写ベルト３１９の表面に残留した転写残トナーは、ベルトクリーニングユニット３２１によってクリーニングされる。
ここで、リピートコピーの時は、カラースキャナ３０１の動作及び感光体ドラム１００への画像形成は、１枚目の４色目（Ｍ）の画像形成工程に引き続き、所定のタイミングで２枚目の１色目（Ｂ）の画像形成工程に進む。また、中間転写ベルト３１９の方は、１枚目の４色重ねトナー像の転写紙への一括転写工程に引き続き、表面のベルトクリーニングユニット３２１でクリーニングされた領域に、２枚目のＢトナー像がベルト転写されるようにする。その後は、１枚目と同様動作になる。
以上は、４色フルカラーコピーを得るコピーモードであったが、３色コピーモード、２色コピーモードの場合は、指定された色と回数の分について、上記同様の動作を行うことになる。また、単色コピーモードの場合は、所定枚数が終了するまでの間、リボルバ現像ユニット４３０の所定色の現像器のみを現像動作状態にして、ベルトクリーニングユニット３２１を中間転写ベルト３１９に押圧させた状態のままの位置にしてコピー動作を行う。
【０１２４】
上述の感光体ドラム１００は、その保護層に、金属酸化物微粒子を含有した有機系感光体である。そして、この感光体ドラムに１００に潤滑剤を供給して、感光体ドラムの摩擦係数の上昇を防止して、中間転写ベルト３１９への転写性を良好に保っている。また、中間転写ベルト３１９の摩擦係数を感光体ドラム１００の摩擦係数同等、または高くなるように設定している。
【０１２５】
図９に、上記各現像装置及び感光体ドラム１００などからなる画像形成ユニットを複数個備えたタンデム型の画像形成装置の一例を示す。なお、この画像形成装置において、図８に示した画像形成装置の各構成要素と同等の構成及び機能を有するものには、同図に示した各構成要素に付した符号と同符号を付してその説明を省略する。
支持ローラ５１４と第２の支持ローラ１５間に張り渡した中間転写ベルト３１９上には、シアン・マゼンタ・イエロー・ブラックの４つの画像形成手段５１８を横に並べて配置してタンデム画像形成部５２０ｇだ構成されている。画像形成手段５１８は、Ｂトナーを用いるＢ現像器５２１、Ｙトナーを用いるＹ現像器５２２、Ｃトナーを用いるＣ現像器５２３、Ｍトナーを用いるＭ現像器５２４を備えている。
図９において、画像形成動作が開始されると、図示しない駆動モータによって矢印で示す半時計方向に各感光体ドラム１００、及び中間転写ベルト３１９が同期回転する。これにより、各感光体ドラム１００上に、Ｂ、Ｙ、Ｃ、Ｍのトナー像が、それぞれ形成される。各感光体ドラム１００上のＢ、Ｙ、Ｃ、Ｍのトナー像は、中間転写ベルト３１９上に、各一次転写ローラ３２０により順次位置合わせされて一次転写される。この画像形成動作が開始される時期に、転写紙が給紙バンク４０３の転写紙カセット又は手差しトレイ等の給紙部から給送され、レジストローラのニップで待機している。そして、中間転写ベルト３１９上のトナー像の先端が所定の位置にさしかかるタイミングで、転写搬送ベルトユニットが中間転写ベルト３１９に接触する。その後、転写紙の先端が上記トナー像の先端に一致するようにレジストローラが駆動され、転写紙とトナー像とのレジスト合わせが行われる。そして、転写紙が中間転写ベルト３１９上のトナー像と重ねられて二次転写部を通過する際に、二次転写ローラ３２３により、中間転写ベルト３１９上の４色重ねトナー像が転写紙上に一括転写される。この転写紙は、転写搬送ベルト３２２から剥離して定着装置３２８に向けて送られる。そして、転写紙上のトナーが定着装置３２８の一対の定着ローラのニップ部で溶融定着された後、図示しない排出ローラで装置本体外に転写紙が送り出される。
一方、一次転写後の感光体ドラム１００の表面に残留した転写残トナーは、感光体クリーニングユニットによりクリーニングされる。また、転写紙にトナー像を転写した後の中間転写ベルト３１９の表面に残留した転写残トナーは、ベルトクリーニングユニットによってクリーニングされる。
【０１２６】
上述のタンデム型画像形成装置においても、各感光体１００の保護層に、金属酸化物微粒子を含有している。そして、各感光体１００に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段をそれぞれ備えている。そして、中間転写ベルト３１９の摩擦係数を感光体１００の摩擦係数同等、または高くなるように設定している。
【０１２７】
本実施形態によれば、感光体５を表面層に金属酸化物微粒子を含有した有機系感光体としている。これにより、耐磨耗性に優れた感光体とすることができる。また、帯電部材１４ｂと感光体５とを所定のギャップを設けて帯電部材１４ｂを非接触にしている。これにより、クリーニング装置で除去しきれなかったトナーが帯電部材１４ｂに付着し、感光体５への帯電不良等が起こりにくい。さらに、感光体５に潤滑剤を供給して、感光体５の摩擦係数を望ましい範囲に維持する。これにより、帯電装置の放電によって発生した放電生成物質によって、感光体表面が変質しても、摩擦係数が増加することがなくなる。この結果、転写紙等への転写性が向上して、良好な画像を得ることができる。また、本実施形態では、表面層に金属酸化物微粒子を含有した有機系感光体、感光体５と所定のギャップを設けて非接触にしている帯電手段としての帯電部材１４ｂ、感光体５に潤滑剤を供給する潤滑剤供給手段としての固形潤滑剤１６とブラシローラ１５とを有しているので、良好な転写性が得ることができるとともに、帯電部材、感光体の耐久性に優れた画像形成装置とすることができる。
また、転写ベルト３と対向する位置に反射型センサ３１を配置して、転写ベルトに直接形成した基準パターンのトナー像の位置やトナーの付着量を検知して、その検知結果に基づいて作像条件を制御している。従来、転写ベルト３は、平滑性が高くトナーの離型性にも優れた材料が使用されるため、感光体上のトナー像を転写ベルトへ転写する転写性が悪かった。また、感光体５の表面は、上述の放電生成物によって、感光体の摩擦係数が上昇してしまい、転写ベルトへの転写性をさらに悪化させていた。このように、転写性の悪い状態で転写ベルト上に基準パターンを形成すると、基準パターンに白抜けなどが発生してしまう。この白抜き状態の基準パターンがあると、各色のトナー画像の位置ずれを検知する位置ずれ検知センサが正確に検知することができず、画像の位置ずれ等の画像劣化を引き起こす場合があった。しかし、本実施形態では、感光体５に潤滑剤を供給して、感光体の摩擦係数の上昇を抑えているので、転写ベルト３に転写する転写性が良好である。従って、転写不良による基準パターンの白抜けなどが発生しなくなり、各色のトナー画像の位置ずれを正確に検知することができる。
また、本実施形態によれば、転写ベルトの摩擦係数を感光体の摩擦係数と同等、または大きくなるように設定している。これにより、転写ベルトへの転写性が良好になり、各色のトナー画像の位置ずれを正確に検知することができる。また、従来、転写ベルト３は、平滑で感光体に比べて摩擦係数が低い。一方、転写紙は、表面に微小の凹凸があり、感光体に比べて摩擦係数が高い。この摩擦係数の違いが両者の転写性に大きな差を生じさせていた。そして、このように転写性に大きな差があると、転写ベルトに付着するトナーの量と、転写紙に付着するトナー量が異なってくるため、転写ベルトに付着したトナーの量検知した結果が、実際の画像形成時の結果に反映されず、画像の乱れを生じていた。しかし、転写ベルトの摩擦係数を感光体の摩擦係数と同等、または大きくなるように設定することで、転写紙との摩擦係数の差を少なくした。その結果、転写紙との転写性の差をほとんどなくすことができる。この結果、転写ベルトに付着したトナー量を検知した結果が、実際の画像形成時の結果に正確に反映されるようになり、高精度の画質を得ることができる。
さらに、本実施形態では、感光体の摩擦係数を０．１０〜０．３０の範囲としている。これにより、潤滑剤を効率的に使用し、転写性を改善することができる。
また、本実施形態によれば、トナーの形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２がともに１００以上、１８０以下、かつ、トナーの体積平均粒径（Ｄｖ）３〜７μｍ、トナーの体積平均粒径（Ｄｖ）に対する個数平均粒径（Ｄｎ）の比（Ｄｖ／Ｄｎ）が、１．００以上、１．４０以下である。トナーが上記範囲にあると、トナーの帯電量分布が均一になり、地肌汚れ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。
また、本実施形態では、トナーを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および、または伸長反応させて製造している。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。
また、本実施形態では、感光体の保護層５０５に添加される金属酸化微粒子の量を、重量基準で５〜４０％、とし、感光体の保護層５０５の厚みを３〜８μｍとしている。これにより、感度が良好で、耐久性に優れ、生産性が良い感光体とすることができる。
また、感光体５に供給される潤滑剤を脂肪酸金属塩にしている。これにより、潤滑剤が現像剤中に混入してもトナーやキャリアの帯電性を損なうことがない。さらに、トナーに脂肪酸金属塩を添加することで、クリーニングブラシからと現像からの潤滑剤の供給が補い合って、画像面積によらず感光体の摩擦係数を狙いの範囲に維持することができる。
また、本実施形態では、帯電ローラ１４に印加するＡＣバイアスの周波数が感光体線速ｖ［ｍｍ／ｓ］の７倍以上、感光体線速ｖ［ｍｍ／ｓ］の１２倍以下としている。これにより、ストライプ状の帯電ムラや、感光体にトナーのフィルミングが発生しない。
さらに、本実施形態では、帯電ローラ１４の帯電部材１４ｂを樹脂材料としている。これにより、従来のゴム材料に比べ切削加工が容易で高精度に加工しやすい。また、従来のゴム材料に比べて、外形や硬度の環境変動も小さいため、帯電ギャップの環境変動も小さく抑えることができる。
また、本実施形態によれば、感光体ユニットは、感光体５と、この感光体５を均一に帯電する帯電ローラ１４と、感光体５の表面をクリーニングするともに、感光体に潤滑剤を供給するブラシローラ１５とを少なくとも備えており、この感光体ユニットを画像形成装置から容易に着脱可能なプロセスカートリッジとしている。これにより、ユーザが容易に潤滑剤の交換を行なえる。また、帯電ローラ１４と感光体５の微小ギャップを容易に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置をタンデム直接転写方式のフルカラープリンタに適用した例を示す全体構成図。
【図２】上記タンデム直接転写方式のフルカラープリンタによって形成される基準パターン像を示す模式図。
【図３】上記タンデム直接転写方式のフルカラープリンタの感光体ユニットを示す模式図。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、実施形態に係る像担持体の部分断面構成図。
【図５】実施形態に係る帯電ローラの部分断面構成図。
【図６】形状係数ＳＦ−１の説明図。
【図７】形状係数ＳＦ−２の説明図。
【図８】実施形態に係る画像形成装置をリボルバ型現像装置を備えたフルカラープリンタに適用した例を示す全体構成図。
【図９】実施形態に係る画像形成装置をタンデム中間転写方式のフルカラープリンタに適用した例を示す全体構成図。
【符号の説明】
【０１２９】
１      装置本体
２Ｍ、２Ｃ、２Ｙ、２Ｂ      感光体ユニット
３      転写ベルト
５      感光体
１４      帯電ローラ
１５      ブラシローラ
１６      固形潤滑剤
３１      付着量センサ
３２      反射部材
４７      クリーニングブレード
４８      トナー搬送オーガ
１００    感光体ドラム
１４ａ    芯金
１４ｂ    帯電部材
１４ｃ    ギャップ保持部
３１９    中間転写ベルト
３２２    転写搬送ベルト
４３０    リボルバ現像ユニット
５２０    タンデム画像形成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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