(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一様帯電される光導電性層を有する像担持体の表面に対して保護剤供給部材により保護層を形成するために用いられる像担持体用保護剤であって、
前記像担持体保護剤は、空隙率が２〜２０体積％で独立空隙断面積がトナー平均断面積の４倍以下の多孔質体であることを特徴とする像担持体用保護剤。
【請求項２】
前記担持体用保護剤が、独立空隙断面積において、少なくとも保護剤供給部材の当接方向と直角方向の独立空隙断面積をトナー平均断面積の４倍以下に設定された孔質体であることを特徴とする請求項１記載の像担持体保護剤。
【請求項３】
前記担持体用保護剤が、粉末状の保護剤原料を加圧成形した粉末圧密体で構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の像担持体保護剤。
【請求項４】
前記担持体用保護剤が、脂肪酸金属塩を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の像担持体保護剤。
【請求項５】
前記担持体用保護剤が、平均粒径Ｄ５０＝０.１〜１４μｍの微粒子を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の像担持体保護剤。
【請求項６】
像担持体表面に像担持体保護剤を供給する保護剤供給部材と、保護剤供給部材に像担持体保護剤を押圧して当接させる押圧力付与部材とを有し、像担持体保護剤が、請求項１乃至５のいずれかに記載の像担持体保護剤であることを特徴とする保護層形成装置。
【請求項７】
前記像担持体表面に供給された像担持体用保護剤を薄層化して保護層を形成する保護層形成部材を有することを特徴とする請求項６に記載の保護層形成装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の保護層形成手段および像担持体とを少なくとも収容可能な構成を備えたこを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項９】
前記像担持体の移動方向において、前記保護層形成手段より上流側に、前記像担持体の表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段を有する請求項８に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１０】
像担持体と、該像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着する定着手段とを少なくとも備え、これら各手段に加えて、請求項６または７に記載の保護層形成装置が備えられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
前記転写手段より下流側かつ保護層形成手段より上流側に像担持体の表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段を有する請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記静電潜像形成手段が、像担持体表面に接触乃至近接して配設された帯電器を有する請求項１０または１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を記録媒体に転写する転写工程と、転写後の前記像担持体表面に請求項１乃至５のいずれかに記載の像担持体用保護剤を付与して保護層を形成する保護層形成工程と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着工程とを少なくとも含むことを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体用保護剤、保護層形成装置およびこれを用いるプロセスカートリッジおよびこれを用いる画像形成装置に関し、さらに詳しくは、一様帯電される潜像担持体の表面での保護層およびこれを形成する装置ならびにこの装置を用いたプロセスカートリッジおよび画像形成装置および画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを用いた画像形成装置において、潜像担持体として用いられる感光体に対して帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程を施すことにより画像形成が行われる。
つまり、感光体に対する一様帯電後に画像情報に対応した静電潜像が形成されると現像装置から供給される帯電トナーにより静電潜像が可視像化される。可視像は、転写紙などの転写媒体に転写され、その後、熱と圧力あるいは溶剤気体によって転写媒体に溶融・浸透作用を介して定着されることで出力画像とされる。
【０００３】
現像装置には、トナー粒子とキャリアとを撹拌混合させてトナーを帯電させた二成分系現像剤を用いる現像方式あるいはキャリアを用いないでトナー自体の摩擦帯電などによって荷電する一成分系現像剤を用いる現像方式が用いられている。一成分系現像方式では、現像剤供給に用いられる現像スリーブに対してトナー粒子を磁力により保持する磁性一成分現像方式あるいは磁力を用いない非磁性一成分現像方式が知られている。
【０００４】
二成分系現像方式は、トナー粒子における安定した帯電性、立ち上がり性および画像品質の長期安定化を求められる複写機や複写機能を利用可能なファクシミリ装置やプリンタとしての機能を複合して用いる複合機等に多用され、一成分系現像方式は、省スペース、低コストを要求される小型のプリンタやファクシミリ装置等に多用されている。特に、出力画像には、モノクロなどの単一色に限らず、フルカラーを含む多色画像があり、画像の高画質化や画像品質に対する要求は近年高まる傾向にある。このため、これらの要求に応えるべく画像形成処理に用いられる部材の品質も高度に維持される必要がある。
【０００５】
ところで、画像形成装置では、現像方式の違いに拘わらず、ドラム形状やベルトなどが用いられる像担持体としての感光体を回転などにより移動させながら一様帯電、レーザー光などを用いた光書き込みによる静電潜像パターンの形成が行われ、現像装置による可視像処理を介して可視像転写による出力画像を得ることが行われているが、転写後の感光体には、帯電工程において生じる放電生成物や転写されなかった未転写トナーや地肌部に付着した画像部とは関係のない位置にトナーが存在することがある。このため、感光体は転写工程後、クリーニング工程を実行され、放電生成物や残留トナーを除去されるようになっている。
【０００６】
クリーニング工程に用いられるクリーニング方式としては、安価で機構が簡単でクリーニング性に優れたゴムブレードを用いる方式が一般によく知られている。
しかし、ゴムブレードは感光体に押し当てて感光体表面の残留物を除去するため感光体表面とクリーニングブレード間の摩擦によるストレスが大きく、ゴムブレードの磨耗や特に有機感光体においては感光体表面層の磨耗や擦過傷が生じ、ゴムブレードおよび有機感光体の寿命を短くする。
【０００７】
また、近年、高画質化の要求に対して画像形成に用いられるトナーは小粒径のものが多くなってきている。  
小粒径のトナーを用いた画像形成装置では、残トナーがクリーニングブレードをすり抜けていく割合が多くなり、特に、クリーニングブレードの寸法精度、組み付け精度が十分でなかったり、クリーニングブレードが部分的に振動した場合にトナーのすり抜けは激しくなってしまい高画質の画像形成を妨げていた。
【０００８】
このように、感光体表面は、クリーニングブレードとの間に生じる摩擦によって受ける機械的ストレスに加えて、帯電時に生成されるオゾンやＮＯｘ等の酸化性逃すと接触することが原因する電気的ストレスによっても表面層の劣化が加速される。
このため、有機感光体の寿命を延ばし長期に渡って高画質を保持するには、摩擦による部材の劣化や感光層の劣化を低減し、クリーニング性を向上させるとともに感光層の保護を行う必要がある。
【０００９】
摩擦を低減する方法で一般的なものとしては、感光体表面に潤滑剤と供給し、供給された潤滑剤をクリーニングブレードにより均一に均して潤滑剤の皮膜を形成する方法がある。
潤滑剤の皮膜を均一化する理由としては、潤滑剤の塗布量が少なすぎると、像担時体の磨耗、傷、ブレード劣化に対して充分な効果を発揮できず、過剰に塗布すると像担時体に余剰な潤滑剤が感光体上に蓄積されていき像流れが生じたり、余剰な潤滑剤が現像剤に混入してしまって現像剤の性能がおちてしまうなどの問題が起こることにある。
【００１０】
そこで、潤滑剤等の潤滑成分を供給して潤滑剤の膜形成を行う方法としては次のものが提案されている。
固形、いわゆる、ソリッド状の潤滑剤をブラシ部材により感光体表面に供給し、供給された潤滑剤を硬度が規定されたブレードにより均すことで潤滑層を成膜する方法（例えば、特許文献１）。
感光体表面での潤滑材層の均一化ではなく、感光体表面に供給される潤滑剤の供給量を一定化して均一膜厚の潤滑材層を形成する方法として、ソリッド状の潤滑剤を削り取るブラ市場の供給部材の一部をフリッカ部材に接触させることで供給部材に担持される潤滑剤の量を一定化する方法（例えば、特許文献２）。
感光体表面での潤滑剤の塗布ムラの防止や均一供給を行う方法としてソリッド状の潤滑剤を感光体の軸方向全域に亘って接触させ、潤滑剤を感光体の軸方向に往復動させる方法（例えば、特許文献３）、感光体表面に接触するブラシ状部材に対して潤滑剤を供給する部材と潤滑剤との接触圧力を調整する方法（例えば、特許文献４，５）。
固形潤滑剤において供給ブラシにより削り取られやすい層を積層して設け、供給ブラシの接触開始時期と削り取られて供給ブラシとのなじみができた状態とで共有量を一定化する方法（例えば、特許文献６）。
上記各特許文献に開示されている潤滑剤とは異なる粉体潤滑剤を用いる場合として、感光体表面に当接するクリーニングブレードおよび均しブレードとの間に粉体潤滑剤を充填し、感光体方面に付着した粉体潤滑剤を均しブレードにより均一層厚に設定する方法（例えば、特許文献７，８）。
さらに潤滑剤として、多孔質のフッ素樹脂を用いることでフッ素樹脂の摩耗量を低減して削り取り量を少なくすることにより保護層の摩耗を低減して一定した膜厚を維持させる方法（例えば、特許文献９）。
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−１４０３９１号公報
【特許文献２】特開２００６−８４８７８号公報
【特許文献３】特開２００２−６６７９号公報
【特許文献４】特開平９−９０８４７号公報
【特許文献５】特開平９−１３８６２２号公報
【特許文献６】特開２０００−３３８８１９号公報
【特許文献７】特開２０００−３３０４４３号公報
【特許文献８】特開２００７−１０２０３８号公報
【特許文献９】特開２０００−９８８３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記各特許文献に開示されている潤滑剤の供給および潤滑剤の成膜方法においては次のような不具合がある。
特許文献１に開示されている方法では、ソリッド状の固体潤滑剤をブラシ等の供給部材により掻き取り像担持体表面へ供給しているため、該特許文献１中の図４にも示されているように、感光体表面に供給された潤滑剤中には、さまざま大きさの潤滑剤粒子が存在している。このため、均一な潤滑層を形成するには、該特許文献１に開示されているように、均しブレードとして、比較的硬度が高いものを使用する必要があり、また、潤滑剤の削られ方を均等にするために、押圧力の均一化を高精度で図る必要があった。すなわち、潤滑剤の供給量変動が生じ、特に供給量が少なくなった際には、均しブレードが高硬度であるがゆえに、像担持体へ与えるストレスが大きくなり、像担持体の傷や均しブレードの磨耗といった不具合がある。
【００１３】
特許文献２に開示された方法では、ソリッド状の固体潤滑剤をブラシ状の供給部材により掻き取り像担持体表面へ供給する際に、ブラシにフリッキング部材を接触させ、供給量の均一化を図っており、トータルの供給量の均一化はある程度期待できる。
しかしながら、この方法においても、ソリッド状の固体潤滑剤を使用しているため、掻き取られた潤滑剤の大きさは様々であり、幅方向での均一性を確保できるとは限らない。
【００１４】
特許文献３乃至５に開示されている方法では、ソリッド状固体潤滑剤の供給量を安定化するために、潤滑剤揺動機構や、削り部材、温度検出器といった、付加部材を要するため、機構の複雑化や制御面で煩雑となるという不具合がある。
【００１５】
特許文献６に開示されている方法では、固体潤滑剤の構成、つまり削り取りやすさの違う多層構造とすることで、供給量を経時的にも安定させることが提案されている。しかしながら、この方法においても固体潤滑剤としては未だにソリッド状の構成のままであり、これをブラシで削りながら使用しているため、削り取られた潤滑剤粒子の大きさは、全く考慮されず、供給量の位置的なバラツキを解消できるものではない。
上述のように像担持体の保護およびクリーニング性を向上するためには、その表面にできるだけ均等な保護層を形成する必要があり、そのためには、できるだけ大きさの揃った保護剤粒子を像担持体表面に供給する必要がある。
しかしながら前述の塗布方法は、いずれも密状態であるソリッド状の潤滑剤を用いて、潤滑剤の供給を行っているため、ソリッド状の潤滑剤の表面を削り取る際に、削り取った粒子の大きさが不揃いになりやすく、また掻き取り部材の経時変化に伴って、掻き取られた潤滑剤粒子の大きさに変動が生じ、安定した保護層を長期間に渡って形成することが困難であった。
【００１６】
しかも、特許文献３乃至５に開示されている方法では、潤滑剤の供給量を安定にするために潤滑剤供給部材以外の安定化部材を配設する必要があり、近年要望の覆い装置の小型化の妨げとなっていた。
【００１７】
一方で、特許文献７や特許文献８に開示されている方法では、潤滑剤を粉体のままで保有し、これを一定量ずつ供給する方法も提案されている。  
この方法によれば、予め粒子の大きさを揃えておくことにより、供給される潤滑剤粒子の大きさを、経時的に安定させることはできる。
しかしながら粉体を供給する場合、装置の傾斜や、搬送時の扱い方によって、潤滑剤粉体に左右差といった位置的な偏りが生じ、供給量が安定しないことがある。これを一定にするには、アジテータ等で潤滑剤粉体を攪拌し、場所によるバラツキをなくす等の工夫が必要であるが、そのためには広い空間を要し、また、攪拌機構が必要となり、潤滑剤の供給装置が大掛かりとなりやすく、画像形成装置の小型化の妨げとなる。
【００１８】
特許文献７に開示された方法によれば、上述のような粉体を位置的に均一にする機構は設けられていないため、幅方向での供給量が不均一になることが明らかである。
また、特許文献８に開示されている方法においても、潤滑剤貯留部で粉体の偏りが生じた場合には、均一な供給ができなくなる虞がある。
特許文献９に開示された方法では、潤滑剤としてフッ素樹脂の多孔質体を用いることにより、フッ素樹脂の摩耗量を適度に抑えられ、しかも、多孔質であるため孔のないフッ素樹脂に比べて柔らかいため、感光体表面を傷つけることなく、感光体ドラムの表面摩擦係数を低減させることができるとしている。
しかしながら、一般にフッ素樹脂は、融点や軟化温度が高く、多孔質の成形体を製造するには多くのエネルギーを用いて、焼結体とする必要である。このような多孔質体は、粒子境界が強固に結着しているため、掻き取られた粒子は、粒子境界でほぐれることなく、ソリッド状潤滑剤の場合と同様に大きさが不揃いとなりやすい。このように、フッ素樹脂を用いた多孔質の潤滑剤では、安定して像担持体表面へ潤滑剤を供給することは、困難であった。
【００１９】
以上のように、潤滑剤成分を像担持体表面に均一に精度良く供給し、像担持体表面を帯電工程における電気的ストレスから保護することは、像担持体や帯電部材の長寿命化や画像品質の安定化に対して、極めて重要な課題であるにもかかわらず、従来の感光体体表面への保護層形成方法では、この課題に対する解決がなされていないといえる。
【００２０】
本発明の目的は、上記従来の保護層形成に関する問題に鑑み、以下の目的を有する。
第１に、帯電などによる電気的ストレスやクリーニングの際の摺擦などにより機械的ストレスから像担持体表面を保護して電気的ストレスにより劣化した潤滑剤等の保護剤が画像の品質や周辺部への汚染などの悪影響を与えにくくできる保護層を形成できる像担持体用保護剤を提供することにある。
【００２１】
第２に、像担持体表面への保護剤の供給に際して供給される保護剤の大きさを揃えた状態とすることで経時的に安定して一定量の供給が確保できる像担持体用保護剤を提供することにある。
【００２２】
第３に、保護層の均一化が維持されることで像担持体表面の劣化や周辺装置への汚染などが発生しないようにできる保護層形成装置およびこれを用いるプロセスカートリッジおよび像担持体表面での保護層の確立により異常画像の発生を防止できる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
この目的を達成するため、本発明は次の構成よりなる。
（１）一様帯電される光導電性層を有する像担持体の表面に対して保護剤供給部材により保護層を形成するために用いられる像担持体用保護剤であって、
前記像担持体保護剤は、空隙率が２〜２０体積％で独立空隙断面積がトナー平均断面積の４倍以下の多孔質体であることを特徴とする像担持体用保護剤。
【００２４】
（２）前記担持体用保護剤が、独立空隙断面積において、少なくとも保護剤供給部材の当接方向と直角方向の独立空隙断面積をトナー平均断面積の４倍以下に設定された孔質体であることを特徴とする（１）記載の像担持体保護剤。
【００２５】
（３）前記担持体用保護剤が、粉末状の保護剤原料を加圧成形した粉末圧密体で構成されていることを特徴とする（１）または（２）記載の像担持体保護剤。
【００２６】
（４）前記担持体用保護剤が、脂肪酸金属塩を含むことを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の像担持体保護剤。
【００２７】
（５）前記担持体用保護剤が、平均粒径Ｄ５０＝０.１〜１４μｍの微粒子を含むことを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の像担持体保護剤。
【００２８】
（６）像担持体表面に像担持体保護剤を供給する保護剤供給部材と、保護剤供給部材に像担持体保護剤を押圧して当接させる押圧力付与部材とを有し、像担持体保護剤が、（１）乃至（５）のいずれかに記載の像担持体保護剤であることを特徴とする保護層形成装置。
【００２９】
（７）前記像担持体表面に供給された像担持体用保護剤を薄層化して保護層を形成する保護層形成部材を有することを特徴とする（６）に記載の保護層形成装置。
【００３０】
（８）（６）または（７）に記載の保護層形成手段および像担持体とを少なくとも収容可能な構成を備えたこを特徴とするプロセスカートリッジ。
【００３１】
（９）前記像担持体の移動方向において前記保護層形成手段がより上流側に、前記像担持体の表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段を有する（８）に記載のプロセスカートリッジ。
【００３２】
（１０）像担持体と、該像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着する定着手段とを少なくとも備え、これら各手段に加えて、請求項６または７に記載の保護層形成装置が備えられていることを特徴とする画像形成装置。
【００３３】
（１１）前記転写手段より下流側かつ保護層形成手段より上流側に像担持体の表面に残留したトナーを除去するクリーニング手段を有する（１０）に記載の画像形成装置。
【００３４】
（１２）前記静電潜像形成手段が、像担持体表面に接触乃至近接して配設された帯電器を有する（１０）または（１１）に記載の画像形成装置。
【００３５】
（１３）前記像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を記録媒体に転写する転写工程と、転写後の前記像担持体表面に（１）乃至（５）のいずれかに記載の像担持体用保護剤を付与して保護層を形成する保護層形成工程と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着工程とを少なくとも含むことを特徴とする画像形成方法。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、像担持体用保護剤として、空隙率が２〜２０体積％でトナーの平均断面積の４倍以下の多孔質体とすることで、保護剤材料が緻密になり過ぎず、また、独立空隙断面積がトナー平均断面積の４倍以下と、内部空隙の偏差を抑え、供給部材により削られた際に、ほぐれて粒径が揃った保護剤粉体にすることができ、像担持体上に供給される形態をもつ像担持体用保護剤を使用するため、長期間に渡り、供給量を安定にすることができ、かつ、粒径をほぐされることにより保護層の均一性を確保することが可能となる。この理由については、後で詳しく説明する。
【００３７】
また本発明によれば、上記構成を備えた担持体用保護剤を像担持体表面に対して供給する際に該担持体用保護剤を押圧する構成を備えた保護層形成装置を用いることにより、該担持体用保護剤が空隙率と独立断面積を規定した多孔質であることを利用して像担持体表面でほぐされ易くでき、像担持体表面で簡単にかつ均一に均一な成膜化が可能となる。
【００３８】
さらに本発明によれば、上記構成を備えた保護層形成装置を備えたプロセスカートリッジとすることにより、像担持体表面に形成される保護層の層厚を安定させて維持できるので、該プロセスカートリッジの交換間隔を極めて長く設定することが可能となる。これにより、ランニングコストが低減され、廃棄物量も大幅に削減できる。特に、前記像担持体が最表面層に熱硬化性樹脂を含む場合には、電気的ストレスによる像担持体の劣化を像担持体用保護剤で防止することにより、熱硬化性樹脂を含む像担持体の機械的ストレスに対する耐久性を長期間に渉り持続的に発現させることが可能となる。
【００３９】
また、プロセスカートリッジの保護層形成装置に用いられる像担持体用保護剤が金属成分を実質含まないので、接触又は近接して配設された帯電部材に対して金属酸化物等で汚染することがなく、帯電装置の経時変化を小さくすることができる。これにより、像担持体や帯電部材等のプロセスカートリッジ構成部品の再使用も容易となり、更なる廃棄物量の削減も可能となる。
【００４０】
本発明によれば、前記像担持体用保護剤を用いた保護層形成装置を画像形成装置に備えることにより、像担持体を極めて長期間交換することなく使用し続けることができる。特に、前記像担持体が最表面層に熱硬化性樹脂を含む場合には、電気的ストレスによる像担持体の劣化を均一層厚を維持できる像担持体用保護剤で防止することにより、熱硬化性樹脂を含む像担持体の機械的ストレスに対する耐久性を長期間に亘って持続的に発現させることが可能となる。これにより、像担持体は実質無交換で使用できるレベルまで耐久性を引き上げることが可能となる。
また、前記像担持体表面に接触または近接して配設された帯電装置では、放電領域が像担持体のごく近傍に存在するため電気的ストレスが大きくなりがちであるが、像担持体保護層を形成した本発明の画像形成装置であれば、像担持体を電気的ストレスに曝すことなく使用できる。
【００４１】
さらに、像担持体保護剤に含まれる金属成分は十分に抑制されているため、接触又は近接して配設された帯電装置を、金属酸化物等で汚染することなく、帯電装置の耐久性も向上させることができる。また、像担持体の表面は形成された保護層の効果により、表面状態の変化を極めて小さくできるため、クリーニングの良否が像担持体の状態変化に対して敏感に変動してしまうような、平均円形度が大きなトナーや平均粒径が小さなトナーであっても、長期間に亘って安定したクリーニングを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、図面により本発明を実施するための最良の形態について説明する。
本発明による像担持体保護剤は、空隙率が２〜２０体積％で独立空隙断面積がトナーの平均端面積の４倍以下の多孔質で構成されている。以下のこの構成とした理由について説明する。
【００４３】
まず、本発明の構成とする背景について説明する。  
像担持体表面に形成される保護剤は、画像形成工程内に設定される保護層形成工程、つまり塗布などを介した供給工程において像担持体表面に対して付着と同時若しくは付着後に被膜化され、均一な成膜からなる保護層とされる必要がある。これは、被膜化が不十分であると、引き続き行われる帯電過程における電気的なストレスから像担持体表面を保護することができないためである。
【００４４】
保護剤を像担持体表面に確実に被膜化して保護層とするには、像担持体に像担持体用保護剤を、必要十分な量、供給する必要があるが、ブラシなどの摺擦部材で像担持体用保護剤を掻きとって、像担持体表面に供給する場合には、供給量や供給粉体の大きさは像担持体用保護剤の硬さや脆さに、強く依存する。
像担持体用保護剤をソリッドで使用した場合には、供給量は使用する材料自体の機械的強度によるところが大きい。よって、供給量を十分に確保しようとすると、像担持体用保護剤は、軟質であるか脆性が大きな性質にならざるを得ない。
【００４５】
しかし、像担持体用保護剤が軟質になると、供給源の像担持体用保護剤表面に転写残トナー等が付着もしくは埋没し、像担持体用保護剤の供給量が経時で変動する場合や、供給不良が発生する場合がある。
【００４６】
一方、像担持体用保護剤ソリッドの脆性を大きくした場合には、ブラシ等の供給部材により掻き取られた保護剤粉体の粒径がばらつきやすく、広い粒度分布を持った保護剤粉体が像担持体上に供給されてしまう。このような保護剤粉体の粒度バラツキは、像担持体上に形成される保護層厚みのバラツキに繋がるため、保護剤による像担持体の保護効果が制限されてしまう結果を招く。
【００４７】
そこで、本発明における像担持体用保護剤は、上述した背景に鑑み、空隙率が２〜２０体積％とすることで、保護剤材料が緻密になり過ぎず、また、独立空隙断面積がトナー平均断面積の４倍以下とすることで、内部空隙の偏差を抑えることができるようにしている。
【００４８】
これにより、供給部材により削られた際に、ほぐれて粒径が揃った保護剤粉体になり、像担持体上に供給される形態をもつ像担持体用保護剤を使用するため、長期間に渡り、供給量を安定にすることができ、かつ、位置的な保護層の均一性を確保することが可能となる。
このような像担持体用保護剤を用いることにより、像担持体を含む画像形成装置は、長期間にわたって、像担持体表面での保護層が成膜状態を良好な状態に維持することになる。
【００４９】
ここで先に挙げた独立空隙体積について説明すると、独立空隙断面積は像担持体用保護剤内の空隙空間のことを指す。
独立空隙断面積は、像担持体用保護剤成形体を、できるだけ細分化して切断し、例えば、レーザー顕微鏡  ＶＫ９５００（株式会社キーエンス製）などを用いて空隙断面積の測定は可能なものである。
独立空隙断面積が大きい場合は、空隙にトナーが入り込む。このため、空隙に入り込んだトナーは、押圧されながら、ブラシ等の供給部材で擦られるため、空隙内で滑剤とトナーとの間または、トナー同士で融着する。
滑剤とトナーとの間の融着力は弱いが、トナー同士が空隙内で融着すると、多孔質体は融着部分の硬度は上昇し、ソリッドと同様に像担持体用保護剤の供給量が経時で変動する場合や、供給不良が発生する場合がある。
【００５０】
像担持体用保護剤の硬度などを含めた供給量のバラツキは、像担持体用保護剤の強度と相関関係にあり、適正な強度を規定することで安定した供給量を求めることが可能である。
像担持体用保護剤の強度は、３点曲げ試験による破壊強度で求めることができる。
ここで３点曲げ試験は、ＪＩＳ  Ｋ  ７２１１−１による「硬質発泡プラスチック  （曲げ試験）  第１部：曲げ試験」に準拠して行った。
ただし、試験片は厚さ＝８±０．２ｍｍ、幅＝８±０．２ｍｍ、長さ＝６０±６ｍｍとした。また、支点間距離＝４０ｍｍ、加圧くさびの半径＝３±０．２ｍｍにそれぞれ設定した。計測された破壊荷重を用いて、ワイブル分布式に基づき、尺度パラメータηおよび形状パラメータｍを算出し、評価値とした。
ここで、尺度パラメータηおよび形状パラメータｍは、それぞれ、サンプルの強度および強度バラツキに関する指標であり、同一条件のサンプルに対して、少なくとも１０点以上の破壊荷重データを採取し、（式１）で示されるワイブル分布式に基づいて、Ｋａｐｌａｎ−Ｍｅｉｅｒ法（積−極限法）により得ることができる。
Ｓ（ｔ）＝ｅｘｐ（−（ｔ／η）m）・・・（式１）
ここで、ηは尺度パラメータ（Ｎ／ｍｍ２）、ｍは形状パラメータ、ｔは破壊強度（Ｎ／ｍｍ２）、Ｓ（ｔ）は破壊強度ｔまでの存在率を、それぞれ示す。
また、破壊強度ｔは、（式２）で算出される。
ｔ＝３×９．８×１０−３×Ｆ×Ｌ／（２×ｗ×ｄ３）・・・（式２）
ここで、Ｆは破壊荷重（ｇ）、Ｌは支点間隔（ｍｍ）、ｗは試片の幅（ｍｍ）、ｄは試片の厚み（ｍｍ）を示す。
【００５１】
サンプルは、ステアリン酸亜鉛を使用し、空隙率１０％で空隙断面積を測定した多孔質体をトナーの付着したブラシローラに押圧し、５００ｒｐｍで２時間ブラシローラを回して作製した。この結果が図１に示すとおりである。
【００５２】
図１から明らかなように、尺度パラメータηが、０．１０Ｎ／ｍｍ２を下回る場合には、像担持体用保護剤が脆すぎるため、像担持体表面への安定した供給が困難になり、作像環境などの僅かな影響によって、保護剤の過不足が生じ、像担持体の保護や画像品質の維持が困難となる。逆に０．４０Ｎ／ｍｍ２を超えるような場合、十分な像担持体用保護剤の供給を行うには、保護剤供給部材の押圧力を大きく設定する必要があり、同時に、保護剤供給部材に移った像担持体用保護剤を、像担持体上へ移し保護層を形成するには、保護剤供給部材による像担持体の摺擦力が大きくなるため、機械的ストレスが大きくなり、実用的でなくなってくる。
【００５３】
尺度パラメータηは、０．１５〜０．３０Ｎ／ｍｍ２であることがより好ましく、本発明の独立空隙断面積の規定により安定な供給量を経時で維持できる。独立空隙断面積はトナーが入り込む方向、すなわち、保護剤供給部材の当接方向と垂直方向で規定すれば供給能力を落とさず、像担時体保護剤の作成余裕度を増すことができる。
【００５４】
以上のような理由により、本発明による担持体用保護剤は、空隙率および独立空隙断面積を規定することにより、保護剤量が緻密な状態とならずに押圧されることでほぐされやすくなり、しかも、内部空隙の偏差を抑えらえることによりほぐされた際に粒径が揃いやすい粉体で構成された皮膜となるので、像担持体表面で均一な層厚でしかも必要量を長期に亘って確保する状態が維持できることになる。
【００５５】
次に本発明による像担持体保護剤の詳細について説明する。
まず、像担持体用保護剤に要求される条件としては像担持体の保護があり、この条件を満足させるためには、保護剤供給部材を用いて、像担持体用保護剤の一定量を、十分に大きさが揃った状態で、像担持体上に供給する必要がある。
供給量や粒径の分布状態は、像担持体用保護剤の材料特性に依存しないことが好ましく、像担持体用保護剤が、粉末状の保護剤原材料を加圧成形した粉末圧密体であることが好ましい。
また、像担持体用保護剤は、脂肪酸金属塩を含むことが好ましく、この保護剤粉体を大きさが揃った粒子として、像担持体表面に供給することにより、良好な潤滑性を持つ保護被膜を速やかに、均一に形成することができ、トナーとの離型性も良好で好ましい。
【００５６】
脂肪酸金属塩としては、特に限定されるものではないが、ステアリン酸、パルミチン酸、メリシン酸等の長鎖脂肪酸とナトリウム、カリウム等のアルカリ金属イオン、マグネシウム、カルシウムなどのアルカリ土類金属イオン、アルミニウム、亜鉛等の金属イオン等が結合した化合物を挙げることができる。中でも、ステアリン酸亜鉛では、結晶性が高い分子構造を持ち、粒子径の揃った原料粉体を容易に得られるため好ましく用いることができる。
【００５７】
像担持体用保護剤は、保護層形成過程や保護層除去過程での補助的な役割を担う構成物として、平均粒径は、島津製作所社製  レーザー回析式粒度分布測定装置  ＳＡＬＤ−２２００を使用し、Ｄ５０の値を平均粒径とした。平均粒径Ｄ５０＝０．１〜１４μｍの微粒子を含むことが好ましい。
これらの微粒子は、像担持体上で保護剤粉体が延展し保護層を形成する際に、自身で転動したり滑りながらの移動を行うことにより、保護剤粉体を薄く引き延ばし、均等な保護剤層が素早く形成されることの補助をするうえで都合がよいことを理由に併用される。
【００５８】
また、保護剤層中で電気的なストレスを受けた保護剤は、できるだけ速やかに除去され、新たにストレスを受けていない保護剤と置き換えられることが好ましい。
このような場合においても微粒子を併用することにより、ストレスにより劣化した保護剤成分を微粒子により絡め取り、速やかに系外へ除外することもでき、保護剤粉体の安定した供給とあいまって非常に安定した保護剤層の代謝が行われ、像担持体の保護を非常に安定して行うことができる。
【００５９】
微粒子としては、保護剤に要求される条件構造を阻害しないものであれば、特にその種類が制限ざれるものではないが、例えば、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、チタン酸ストロンチウム、メタケイ酸アルミン酸マグネシウム等の金属酸化物微粒子や金属複酸化物微粒子、チッ化ホウ素、二硫化モリブデン、フッ化カルシウム等に代表される固体潤滑剤粒子、シリコーン樹脂粒子、シリコーンゴム粒子等の有機微粒子等を用いることができる。
【００６０】
本発明の像担持体保護剤を、一定の形状、例えば角柱状や円柱状に成型するためには、粉末成型方法のひとつである、乾式成形法を用いる。
前記乾式成型法の代表的な例として、一軸加圧成形法は、概ね以下の手順によって行うことができる。
《１》予め、一定の粒子径となるように粉末化して分級した保護剤原材料粉末を、所定量計量する。
《２》所定形状の型枠中に、計量した像担持体用保護剤原材料粉末を投入する。
《３》押し型により投入した粉末を加圧し、特定の空隙率及び独立空隙断面積を持つ粉末圧密体を作成する。
この粉末圧密体を型枠から外し、像担持体用保護剤の多孔質成形体とする。
《４》その後、切削加工などにより、像担持体用保護剤の形状を整えてもよい。
ただしこの時、発熱体を押圧して表面の平滑性を増すような加工を行うと、表面の保護剤粒子がお互いに融着し粗大化するため好ましくない。
【００６１】
この作業において必要に応じ、粉末圧密体を、所定温度で一定時間養生後、放冷又は除冷により冷却して、原材料粉末界面の結合力を調節しても良い。
ただし、過剰な温度や長時間の養生は、粒子間の結合を強固にし、過度の焼結状態に移行してしまうため好ましくない。焼結が進み過ぎると、保護剤成形体内部では、連続気泡の周りが封鎖され、独立気泡へ変化する。よって、前述のように独立気泡の割合を規定することにより、粒子間結合力の程度を見積もることができ、過剰な焼結を防止し、保護剤のほぐれやすさを確実に維持した成形体を作成することができる。
【００６２】
前記型枠としては、寸法精度の良さ、熱伝導性の良さから鋼材、ステンレス、アルミニウム等の金属製型枠が好ましい。また、型枠内壁面には、離型性を良くするために、微量のフッ素樹脂、シリコーン樹脂などの離型剤をコーティングしても良い。
【００６３】
以上のような構成により得られる像担持体用保護剤２１は、図２に示す保護層形成装置を用いて像担持体表面に供給され、像担持体表面で均一な膜層を形成されるようになっている。以下、保護層形成装置について説明する。
【００６４】
図２は、保護層形成装置の概略図である。
図２において、像担持体である感光体ドラム１に対向して配設された保護層形成装置２は、像担持体用保護剤２１、保護剤供給部材２２、押圧力付与機構２３、保護層形成機構２４等から主に構成される。
本発明による像担持体用保護剤２１は、ブロック状をなす保護剤バーを構成しており、押圧力付与機構２３からの押圧力により、例えばブラシ状の保護剤供給部材２２に接する。
【００６５】
保護剤供給部材２２は、感光体ドラム１と線速差をもって回転して摺擦し、この際に、保護剤供給部材表面に保持された像担持体用保護剤を、像担持体表面に供給する。
感光体ドラム１の表面に供給された像担持体用保護剤は、物質種の選択によっては供給時に十分な保護層にならない場合があるため、より均一な保護層を形成するために、例えばブレード状の部材を持つ保護層形成機構により薄層化され像担持体保護層となる。
【００６６】
保護層形成機構２４に用いるブレードの材料は、特に制限されるものではなく、例えばクリーニングブレード用材料として一般に公知の、ウレタンゴム、ヒドリンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の弾性体を、単独または２種以上のブレンドして使用することができる。また、これらのゴムブレードは、像担持体との接点部部分を低摩擦係数材料で、コーティングや含浸処理しても良い。また、弾性体の硬度を調整するために、他の有機フィラーや無機フィラーに代表される充填材を分散しても良い。
【００６７】
これらのブレードは、ブレード支持体に、先端部が像担持体表面へ押圧当接できるように、接着や融着等の任意の方法によって固定される。ブレード厚みについては、押圧で加える力との兼ね合いで一義的に定義できるものではないが、概ね０．５〜５ｍｍ程度であれば好ましく使用でき、１〜３ｍｍ程度であれば更に好ましく使用できる。
また、支持体から突き出し、たわみを持たせることができるクリーニングブレードの長さ、いわゆる自由長についても同様に押圧で加える、力との兼ね合いで一義的に定義できるものではないが、概ね１〜１５ｍｍ程度であれば好ましく使用でき、２〜１０ｍｍ程度であれば更に好ましく使用できる。
【００６８】
保護層形成用ブレード部材の他の構成としては、バネ板等の弾性金属ブレード表面に、必要によりカップリング剤やプライマー成分等を介して、樹脂、ゴム、エラストマー等の層をコーティング、ディッピング等の方法で形成し、必要により熱硬化等を行い、更に必要であれば表面研摩等を施して用いても良い。
弾性金属ブレードの厚みは、０．０５〜３ｍｍ程度であれば好ましく使用でき、０．１〜１ｍｍ程度であればより好ましく使用できる。
【００６９】
前記コーティングされる被覆層は、少なくともバインダー樹脂及び充填剤を含有してなり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記バインダー樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えばＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＶｄＦ等のフッ素樹脂；フッ素系ゴム、メチルフェニルシリコーンエラストマー等のシリコーン系エラストマーなどが挙げられる。
弾性金属ブレードでは、ブレードのねじれを抑止するために、取り付け後に支軸と略平行となる方向に、曲げ加工等の処理を施しても良い。
【００７０】
図２に示した保護層形成機構２４が像担持体である感光体ドラム１を押圧する力としては、像担持体用保護剤２１が延展し保護層や保護膜の状態になる力で十分であり、線圧として５ｇｆ／ｃｍ以上８０ｇｆ／ｃｍ以下であることが好ましく、１０ｇｆ／ｃｍ以上６０ｇｆ／ｃｍ以下であることがより好ましい。
【００７１】
また、ブラシ状の部材は保護剤供給部材２２として好ましく用いられるが、この場合、像担持体表面への機械的ストレスを抑制するためにはブラシ繊維は可撓性を持つことが好ましい。
保護剤供給部材に用いられるブラシは、感光体ドラム１に対する機械的ストレスを抑制する必要があることから可撓性であることが望ましい。
可撓性のブラシ繊維の具体的な材料としては、目的に応じて種々選択可能であり、一般的に公知の材料から１種〜２種以上を選択して使用することができる。
具体的には、ポリオレフィン系樹脂（例えばポリエチレン、ポリプロピレン）；ポリビニル及びポリビニリデン系樹脂（例えばポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル及びポリビニルケトン）；塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体；スチレン−アクリル酸共重合体；スチレン−ブタジエン樹脂；フッ素樹脂（例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン）；ポリエステル；ナイロン；アクリル；レーヨン；ポリウレタン；ポリカーボネート；フェノール樹脂；アミノ樹脂（例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂）；などが挙げられる。
【００７２】
ブラシの撓み程度を調整するために、ジエン系ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレンプロピレンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、ヒドリンゴム、ノルボルネンゴム等を複合して用いても良い。
【００７３】
保護剤供給部材２２の支持体には、固定型と回動可能なロール状のものがある。ロール状の供給部材としては、例えばブラシ繊維をパイル地にしたテープを金属製の芯金にスパイラル状に巻き付けてロールブラシとしたものがある。ブラシ繊維は繊維径１０〜５００μｍ程度、ブラシの繊維の長さは１〜１５ｍｍ、ブラシ密度は１平方インチ当たり１万〜３０万本（１平方メートル当たり１．５×１０７〜４．５×１０８本）のものが好ましく用いられる。
【００７４】
保護剤供給部材２２は、供給の均一性やその安定性の面から、極力、ブラシ密度の高い物を使用することが好ましく、１本の繊維を数本〜数百本の微細な繊維から作ることも好ましい。例えば、３３３デシテックス＝６．７デシテックス×５０フィラメント（３００デニール＝６デニール×５０フィラメント）のように６．７デシテックス（６デニール）の微細な繊維を５０本束ねて１本の繊維として植毛することも可能である。
【００７５】
また、ブラシ表面には必要に応じてブラシの表面形状や環境安定性などを安定化することなどを目的として、被覆層を設けても良い。被覆層を構成する成分としては、ブラシ繊維の撓みに応じて変形することが可能な被覆層成分を用いることが好ましく、これらは、可撓性を保持し得る材料であれば、何ら限定されることなく使用でき、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂；ポリスチレン、アクリル（例えばポリメチルメタクリレート）、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル、ポリビリケトン等のポリビニル及びポリビニリデン系樹脂；塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体；オルガノシロキサン結合からなるシリコーン樹脂またはその変成品（例えばアルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン等による変成品）；パーフルオロアルキルエーテル、ポリフルオロビニル、ポリフルオロビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン等の弗素樹脂；ポリアミド；ポリエステル；ポリウレタン；ポリカーボネート；尿素−ホルムアルデヒド樹脂等のアミノ樹脂；エポキシ樹脂や、これらの複合樹脂等が挙げられる。
【００７６】
劣化した像担持体用保護剤は、通常のクリーニング機構により、像担持体である感光体ドラム１に残存したトナー等の他成分と共にクリーニング機構４により除去される。
クリーニング機構４は、上述の保護層形成機構２４と兼用にしても良いが、像担持体（感光体ドラム）表面の残存物を除去する機能と、保護層を形成する機能とは、適切な部材の摺擦状態が異なることがあるため、機能を分離し、図２のように像担持体用保護剤供給部２２より上流側に、クリーニング部材４１、クリーニング押圧機構４２などにより成るクリーニング機構４を設けることが好ましい。
【００７７】
次に図２に示した保護層形成装置を備えたプロセスカートリッジについて説明する。
図３は、上述した保護層形成装置を装備したプロセスカートリッジの構成を示す図であり、同図に示すプロセスカートリッジは、図４に示すように、タンデム方式を用いたフルカラー画像形成装置に適用すべく、色毎の作像ステーションに設けられる。
【００７８】
プロセスカートリッジには、保護層形成装置２が、像担持体としての感光体ドラム１、感光体ドラム１の周囲において画像形成処理のために用いられる帯電装置３，クリーニング装置４および現像装置５を纏めて収容できる構成となっており、感光体ドラム１の一部には、転写装置６とで形成される転写ニップを通過可能な転写ベルト７が位置している。
【００７９】
図３において像担持体である感光体ドラム１に対向して配設された保護層形成装置２は、前述したように、像担持体用保護剤２１、保護剤供給部材２２、押圧力付与機構２３、保護層形成機構２４等から主に構成される。
また、感光体ドラム１は、転写工程後に部分的に劣化した像担持体用保護剤やトナー成分等が残存した表面となっているが、クリーニング部材４１により表面残存物が清掃され、クリーニングされる。
【００８０】
図３では、クリーニング部材４１は、いわゆるカウンタータイプ（リーディングタイプ）に類する角度で当接されている。
【００８１】
クリーニング機構４により、表面の残留トナーや劣化した像担持体用保護剤２１が取り除かれた像担持体表面へは、保護剤供給部材２２から、像担持体用保護剤２１が供給され、保護層形成機構２４により皮膜状の保護層が形成される。この際、像担持体表面のうち電気的ストレスにより親水性が高くなっている部分に対して、本発明で使用する像担持体用保護剤は、より良好な吸着性を持つため、一時的に大きな電気的ストレスが掛かり、像担持体表面が部分的に劣化をし始めても、保護剤の吸着により像担持体自身の劣化の進行を防ぐことができる。
【００８２】
保護層が形成された感光体ドラム１は、帯電後、レーザーなどの露光によって静電線像が形成され、現像装置５により現像されて可視像化され、プロセスカートリッジ外の転写ローラ６などにより、転写媒体７へ転写される。
【００８３】
図４は、図３に示したプロセスカートリッジを用いる画像形成装置１００の一例を示す断面図であり、装置の構成を画像形成方法と併せて説明すると次の通りである。
図４において、ドラム状の像担持体１の周囲に、保護層形成装置２、帯電装置３、潜像形成装置８、現像装置５、転写装置６、およびクリーニング機構４が配置され、以下の動作で画像形成が行なわれる。  
【００８４】
画像形成のための一連のプロセスについて、ネガ−ポジプロセスで説明を行う。
有機光導電層を有する感光体（ＯＰＣ）に代表される像担持体１は、除電ランプ（図示せず）等で除電され、帯電部材を有する帯電装置３で均一にマイナスに帯電される。  
帯電装置３による像担持体１の帯電が行なわれる際には、電圧印加機構（図示せず）から帯電部材に、像担持体１を所望の電位に帯電させるに適した、適当な大きさの電圧またはこれに交流電圧を重畳した帯電電圧が印加される。
帯電された像担持体１は、レーザー光学系等の潜像形成装置８によって照射されるレーザー光で潜像形成（露光部電位の絶対値は、非露光部電位の絶対値より低電位となる）が行なわれる。  
【００８５】
レーザー光は半導体レーザーから発せられて、高速で回転する多角柱の多面鏡（ポリゴン）等により像担持体１の表面を、像担持体１の回転軸方向に走査する。
このようにして形成された潜像が、現像装置５にある現像剤担持体である現像スリーブ上に供給されたトナー粒子、またはトナー粒子及びキャリア粒子の混合物からなる現像剤により現像され、トナー可視像が形成される。
【００８６】
潜像の現像時には、電圧印加機構（図示せず）から現像スリーブに、像担持体１の露光部と非露光部の間にある、適当な大きさの電圧またはこれに交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される。  
各色に対応した像担持体１上に形成されたトナー像は、転写装置６にて中間転写媒体７上に転写され、給紙機構２００から給送された、紙などの転写媒体上に、トナー像が転写される。  
【００８７】
このとき、転写装置６には、転写バイアスとして、トナー帯電の極性と逆極性の電位が印加されることが好ましい。その後、中間転写媒体７は、像担持体１から分離され、転写像が得られる。
また、像担持体上に残存するトナー粒子は、クリーニング部材４１によって、クリーニング機構４内のトナー回収室へ、回収される。
【００８８】
画像形成装置としては、上述の現像装置が複数配置されたものを用い、複数の現像装置によって順次作製された色が異なる複数トナー像を順次転写材上へ転写した後、定着機構へ送り、熱等によってトナーを定着する装置であっても、あるいは同様に作製された複数のトナー像を順次一旦中間転写媒体上に順次転写した後、これを一括して紙のような転写媒体に転写後に、同様に定着する装置であっても良い。
【００８９】
また、上述の帯電装置３は、像担持体表面に接触または近接して配設された帯電装置であることが好ましく、これにより、放電ワイヤを用いた、いわゆるコロトロンやスコロトロンと言われるコロナ放電器と比して、帯電時に発生するオゾン量を大幅に抑制することが可能となる。
【００９０】
しかしながら、帯電部材を像担持体表面に接触または近接して帯電を行う帯電装置では、前述のように放電が像担持体表面近傍の領域で行われるため、像担持体への電気的ストレスが大きくなりがちである。本発明の像担持体用保護剤を用いた保護層形成装置を用いることにより、長期間に渡り像担持体を劣化させることなく維持できるため、経時的な画像の変動や使用環境による画像の変動を大幅に抑制でき、安定した画像品質の確保が可能となる。
【００９１】
以下に画像形成装置に用いられる像担持体をはじめとする各部材および装置の構成の詳細について説明する。
像担持体である感光体（先に説明した感光体ドラム１を含む）は、その材質、形状、構造、大きさ、等について特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができるが、その形状としてはドラム状が好適に挙げられ、その材質としては、例えばアモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体、などが挙げられる。
【００９２】
本発明の画像形成装置に用いる像担持体（感光体）は、導電性支持体と、該導電性支持体上に少なくとも感光層を有してなり、更に必要に応じてその他の層を有してなる。
前記感光層としては、電荷発生材と電荷輸送材を混在させた単層型、電荷発生層の上に電荷輸送層を設けた順層型、又は電荷輸送層の上に電荷発生層を設けた逆層型がある。また、前記感光体の機械的強度、耐磨耗性、耐ガス性、クリーニング性等の向上のため、感光層上に最表面層を設けることもできる。また、前記感光層と導電性支持体の間には下引き層が設けられていてもよい。また、各層には必要に応じて可塑剤、酸化防止剤、レベリング剤等を適量添加することもできる。
【００９３】
前記導電性支持体としては、体積抵抗１．０×１０１０Ω・ｃｍ以下の導電性を示すものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金などの金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物を、蒸着又はスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、あるいはアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレスなどの板及びそれらを、押し出し、引き抜きなどの工法でドラム状に素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理した管などを使用することができる。
ドラム状の支持体としては、直径が２０〜１５０ｍｍが好ましく、２４〜１００ｍｍがより好ましく、２８〜７０ｍｍが更に好ましい。前記ドラム状の支持体の直径が２０ｍｍ未満であると、ドラム周辺に帯電、露光、現像、転写、クリーニングの各工程を配置することが物理的に困難となることがあり、１５０ｍｍを超えると、画像形成装置が大きくなってしまうことがある。特に、画像形成装置がタンデム型の場合には、複数の感光体を搭載する必要があるため、直径は７０ｍｍ以下が好ましく、６０ｍｍ以下がより好ましい。また、参考文献として挙げる特開昭５２−３６０１６号公報に開示されているようなエンドレスニッケルベルト、又はエンドレスステンレスベルトも導電性支持体として用いることができる。
【００９４】
前記感光体の下引き層は、一層であっても、複数の層で構成してもよく、例えば（１）樹脂を主成分としたもの、（２）白色顔料と樹脂を主成分としたもの、（３）導電性基体表面を化学的又は電気化学的に酸化させた酸化金属膜等が挙げられる。これらの中でも、白色顔料と樹脂を主成分とするものが好ましい。
前記白色顔料としては、例えば酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛等の金属酸化物が挙げられ、これらの中でも、導電性支持体からの電荷の注入防止性が優れる酸化チタンが特に好ましい。
前記樹脂としては、例えばポリアミド、ポリビニルアルコール、カゼイン、メチルセルロース等の熱可塑性樹脂；アクリル、フェノール、メラミン、アルキッド、不飽和ポリエステル、エポキシ等の熱硬化性樹脂などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記下引き層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、０．１〜１０μｍが好ましく、１〜５μｍがより好ましい。
【００９５】
前記感光層における電荷発生物質としては、例えば、モノアゾ系顔料、ビスアゾ系顔料、トリスアゾ系顔料、テトラキスアゾ顔料等のアゾ顔料、トリアリールメタン系染料、チアジン系染料、オキサジン系染料、キサンテン系染料、シアニン系色素、スチリル系色素、ピリリウム系染料、キナクリドン系顔料、インジゴ系顔料、ペリレン系顔料、多環キノン系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料、インダスロン系顔料、スクアリリウム系顔料、フタロシアニン系顔料等の有機系顔料又は染料；セレン、セレン−ヒ素、セレン−テルル、硫化カドミウム、酸化亜鉛、酸化チタン、アモルファスシリコン等の無機材料などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００９６】
前記感光層における電荷輸送物質としては、例えば、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、カルバゾール誘導体、テトラゾール誘導体、メタロセン誘導体、フェノチアジン誘導体、ピラゾリン化合物、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、スチリルヒドラゾン化合物、エナミン化合物、ブタジエン化合物、ジスチリル化合物、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、チアゾール化合物、イミダゾール化合物、トリフェニルアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アミノスチルベン誘導体、トリフェニルメタン誘導体等が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００９７】
前記感光層を形成するのに使用する結着樹脂としては、電気絶縁性であり、それ自体公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂及び光導電性樹脂等を使用することができる。該結着樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリエステル、フェノキシ樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネ−ト、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ＡＢＳ樹脂等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、イソシアネート樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、熱硬化性アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン等が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００９８】
前記酸化防止剤としては、例えば、フェノール系化合物、パラフェニレンジアミン類、有機硫黄化合物類、有機燐化合物類、などが挙げられる。
前記フェノール系化合物としては、例えば、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−エチルフェノール、ステアリル−β−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、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−ルエステル、トコフェロール類などが挙げられる。
前記パラフェニレンジアミン類としては、例えば、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などが挙げられる。
前記ハイドロキノン類としては、例えば、２，５−ジ−ｔ−オクチルハイドロキノン、２，６−ジドデシルハイドロキノン、２−ドデシルハイドロキノン、２−ドデシル−５−クロロハイドロキノン、２−ｔ−オクチル−５−メチルハイドロキノン、２−（２−オクタデセニル）−５−メチルハイドロキノンなどが挙げられる。
前記有機硫黄化合物類としては、例えば、ジラウリル−３，３’−チオジプロピオネート、ジステアリル−３，３’−チオジプロピオネート、ジテトラデシル−３，３’−チオジプロピオネートなどが挙げられる。
前記有機燐化合物類としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ（ノニルフェニル）ホスフィン、トリ（ジノニルフェニル）ホスフィン、トリクレジルホスフィン、トリ（２，４−ジブチルフェノキシ）ホスフィンなどが挙げられる。
これら化合物は、ゴム、プラスチック、油脂類などの酸化防止剤として知られており、市販品を容易に入手できる。
前記酸化防止剤の添加量は、添加する層の総質量に対して０．０１〜１０質量％が好ましい。
【００９９】
前記可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレートなどの一般的な樹脂の可塑剤として使用されているものがそのまま使用でき、その使用量は結着樹脂１００質量部に対して０〜３０質量部程度が適当である。
また、前記感光層中にはレベリング剤を添加しても構わない。該レベリング剤としては、例えば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；測鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマー、又はオリゴマーが使用される。前記レベリング剤の使用量は、前記バインダー樹脂１００質量部に対して、０〜１質量部が好ましい。
【０１００】
次に、静電潜像の形成は、例えば、前述したように、像担持体の表面を一様に帯電させた後、画像情報に対応する位置を露光することにより行うことができ、前記静電潜像形成手段により行うことができる。前記静電潜像形成手段は、例えば、前記像担持体の表面を一様に帯電させる帯電器と、前記像担持体の表面を像様に露光する露光器とを少なくとも備える。
【０１０１】
前記帯電は、例えば、前記帯電器を用いて前記像担持体の表面に電圧を印加することにより行うことができる。
前記帯電器としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、導電性または半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えたそれ自体公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器、等が挙げられる。
前記帯電器としては、交流成分を有する電圧を印加する電圧印加手段を有するものが好ましい。
【０１０２】
前記露光は、例えば、前記露光器を用いて前記像担持体の表面を像様に露光することにより行うことができる。
前記露光器としては、前記帯電器により帯電された前記像担持体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザー光学系、液晶シャッタ光学系、等の各種露光器が挙げられる。
なお、本発明においては、前記像担持体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
【０１０３】
静電潜像の可視像処理である現像工程に用いられる現像装置の構成は次の通りである。
現像工程は、前記静電潜像を、トナー乃至現像剤を用いて現像して可視像を形成する工程である。
前記可視像の形成は、例えば、前記静電潜像を前記トナー乃至前記現像剤を用いて現像することにより行うことができ、前記現像手段により行うことができる。
前記現像手段は、例えば、前記トナー乃至前記現像剤を用いて現像することができる限り、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、前記トナー乃至現像剤を収容し、前記静電潜像に該トナー乃至該現像剤を接触または非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適に挙げられる。
【０１０４】
現像工程に用いられるトナーは次の構成よりなる。
トナーは、下記の（式３）で表される円形度ＳＲの平均値である平均円形度が０．９３〜１．００のものが好ましく、０．９５〜０．９９がより好ましい。この平均円形度はトナー粒子の凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合１．００を示し、表面形状が複雑になるほど平均円形度は小さな値となる。
円形度ＳＲ＝（トナー粒子の投影面積と同じ面積の円の周囲長）／（トナー粒子の投影像の周囲長）・・・（式３）
【０１０５】
前記平均円形度が０．９３〜１．００の範囲では、トナー粒子の表面は滑らかであり、トナー粒子同士、トナー粒子と感光体との接触面積が小さいために転写性に優れる。また、トナー粒子に角がないため、現像装置内での現像剤の攪拌トルクが小さく、攪拌の駆動が安定するために異常画像が発生しない。また、ドットを形成するトナーの中に、角張ったトナー粒子がいないため、転写で記録媒体に圧接する際に、その圧がドットを形成するトナー全体に均一にかかり、転写中抜けが生じにくい。また、トナー粒子が角張っていないことから、トナー粒子そのものの研磨力が小さく、像担持体の表面を傷つけたり、磨耗させたりしない。
【０１０６】
前記円形度ＳＲは、例えばフロー式粒子像分析装置（東亜医用電子社製、ＦＰＩＡ−１０００）を用いて測定することができる。
まず、容器中の予め不純固形物を除去した水１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩）を０．１〜０．５ｍｌ加え、更に測定試料を０．１〜０．５ｇ程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、分散液濃度を３０００〜１００００個／μｌとして前記装置によりトナーの形状、粒度を測定する。
【０１０７】
前記トナーの質量平均粒径（Ｄ４）は３〜１０μｍが好ましく、４〜８μｍがより好ましい。この範囲では、微小な潜像ドットに対して、十分に小さい粒径のトナー粒子を有していることから、ドット再現性に優れる。前記質量平均粒径（Ｄ４）が３μｍ未満では、転写効率の低下、ブレードクリーニング性の低下といった現象が発生しやすいことがあり、１０μｍを超えると、文字やラインの飛び散りを抑えることが難しいことがある。
また、前記トナーは、質量平均粒径（Ｄ４）と個数平均粒径（Ｄ１）の比（Ｄ４／Ｄ１）は１．００〜１．４０が好ましく、１．００〜１．３０がより好ましい。前記比（Ｄ４／Ｄ１）が１に近づくほど、そのトナーの粒度分布がシャープであることを意味し、（Ｄ４／Ｄ１）が１．００〜１．４０の範囲では、トナー粒径による選択現像が起きないため、画質の安定性に優れる。また、トナーの粒度分布がシャープであることから、摩擦帯電量分布もシャープとなり、カブリの発生が抑えられる。また、トナー粒径が揃っていると、潜像ドットに対して、緻密にかつ整然と並ぶように現像されるので、ドット再現性に優れる。
【０１０８】
ここで、前記トナーの質量平均粒径（Ｄ４）、及び粒度分布の測定は、例えばコールターカウンター法による。該コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−ＩＩやコールターマルチサイザーＩＩ（いずれもコールター社製）が挙げられる。
まず、電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。ここで、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、トナー粒子またはトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの質量平均粒径（Ｄ４）、個数平均粒径（Ｄ１）を求めることができる。
チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μｍ以上乃至４０．３０μｍ未満の粒子を対象とする。
【０１０９】
このような略球形の形状のトナーとしては、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で架橋及び／または伸長反応させることにより作製することができる。この反応で製造されたトナーは、トナー表面を硬化させることで、ホットオフセットの少なくすることができ、定着装置の汚れとなって、それが画像上に表れるのを抑えることができる。
【０１１０】
前記変性ポリエステル系樹脂からなるプレポリマーとしては、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）が挙げられ、また、該プレポリマーと伸長または架橋する化合物としては、アミン類（Ｂ）が挙げられる。
前記イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）としては、ポリオール（１）とポリカルボン酸（２）の重縮合物でかつ活性水素基を有するポリエステルを更にポリイソシアネート（３）と反応させた物などが挙げられる。上記ポリエステルの有する活性水素基としては、水酸基（アルコール性水酸基及びフェノール性水酸基）、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられる。これらの中でも、アルコール性水酸基が特に好ましい。
【０１１１】
前記ポリオール（１）としては、ジオール（１−１）、３価以上のポリオール（１−２）が挙げられ、（１−１）単独または（１−１）と少量の（１−２）の混合物が好ましい。
前記ジオール（１−１）としては、例えばアルキレングリコール（エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオールなど）；アルキレンエーテルグリコール（ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど）；脂環式ジオール（１，４−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールＡなど）；ビスフェノール類（ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳなど）；上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物；上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物などが挙げられる。これらの中でも、炭素数２〜１２のアルキレングリコール、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物が好ましく、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、これと炭素数２〜１２のアルキレングリコールとの併用が特に好ましい。
【０１１２】
前記３価以上のポリオール（１−２）としては、３〜８価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール（グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど）；３価以上のフェノール類（トリスフェノールＰＡ、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど）；上記３価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
【０１１３】
前記ポリカルボン酸（２）としては、ジカルボン酸（２−１）及び３価以上のポリカルボン酸（２−２）が挙げられ、これらの中でも、（２−１）単独、及び（２−１）と少量の（２−２）の混合物が好ましい。
前記ジカルボン酸（２−１）としては、例えばアルキレンジカルボン酸（コハク酸、アジピン酸、セバシン酸等）；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等）などが挙げられる。これらの中でも、炭素数４〜２０のアルケニレンジカルボン酸、炭素数８〜２０の芳香族ジカルボン酸が特に好ましい。
前記３価以上のポリカルボン酸（２−２）としては、炭素数９〜２０の芳香族ポリカルボン酸（トリメリット酸、ピロメリット酸など）などが挙げられる。なお、ポリカルボン酸（２）としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル（メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど）を用いてポリオール（１）と反応させてもよい。
【０１１４】
前記ポリオール（１）とポリカルボン酸（２）の比率は、水酸基[ＯＨ]とカルボキシル基[ＣＯＯＨ]の当量比[ＯＨ]／[ＣＯＯＨ]は、２／１〜１／１が好ましく、１．５／１〜１／１がより好ましく、１．３／１〜１．０２／１が更に好ましい。
【０１１５】
前記ポリイソシアネート（３）としては、例えば脂肪族ポリイソシアネート（テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，６−ジイソシアナトメチルカプロエートなど）；脂環式ポリイソシアネート（イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど）；芳香族ジイソシアネート（トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど）；芳香脂肪族ジイソシアネート（α，α，α'，α'−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど）；イソシアヌレート類；前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの；などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【０１１６】
前記ポリイソシアネート（３）の比率は、イソシアネート基[ＮＣＯ]と、水酸基を有するポリエステルの水酸基[ＯＨ]の当量比[ＮＣＯ]／[ＯＨ]は、５／１〜１／１が好ましく、４／１〜１．２／１がより好ましく、２．５／１〜１．５／１が更に好ましい。前記[ＮＣＯ]／[ＯＨ]が５を超えると、低温定着性が悪化することがあり、[ＮＣＯ]のモル比が１未満であると、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。
【０１１７】
前記末端にイソシアネート基を有するプレポリマー（Ａ）中のポリイソシアネート（３）構成成分の含有量は、０．５〜４０質量％が好ましく、１〜３０質量％がより好ましく、２〜２０質量％が更に好ましい。前記含有量が０．５質量％未満であると、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り、４０質量％を超えると、低温定着性が悪化することがある。
【０１１８】
前記イソシアネート基を有するプレポリマー（Ａ）中の１分子当たりに含有するイソシアネート基は、平均１個以上が好ましく、平均１．５〜３個がより好ましく、平均１．８〜２．５個が更に好ましい。１分子当たり１個未満であると、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ことがある。
【０１１９】
前記アミン類（Ｂ）としては、ジアミン（Ｂ１）、３価以上のポリアミン（Ｂ２）、アミノアルコール（Ｂ３）、アミノメルカプタン（Ｂ４）、アミノ酸（Ｂ５）、及び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等）；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等）；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等）などが挙げられる。３価以上のポリアミン（Ｂ２）としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール（Ｂ３）としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン（Ｂ４）としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸（Ｂ５）としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。Ｂ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）としては、前記Ｂ１〜Ｂ５のアミン類とケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等）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及びＢ１と少量のＢ２の混合物である。
【０１２０】
更に、必要により伸長停止剤を用いてウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。伸長停止剤としては、モノアミン（ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミン等）、または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。
【０１２１】
前記アミン類（Ｂ）の比率は、イソシアネート基を有するプレポリマー（Ａ）中のイソシアネート基[ＮＣＯ]と、アミン類（Ｂ）中のアミノ基[ＮＨｘ]の当量比[ＮＣＯ]／[ＮＨｘ]は、１／２〜２／１が好ましく、１．５／１〜１／１．５がより好ましく、１．２／１〜１／１．２が更に好ましい。前記[ＮＣＯ]／[ＮＨｘ]が２を超えたり、１／２未満であると、ウレア変性ポリエステル（ｉ）の分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
本発明においては、ウレア結合で変性されたポリエステル（ｉ）中に、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、１００／０〜１０／９０が好ましく、８０／２０〜２０／８０がより好ましく、６０／４０〜３０／７０が更に好ましい。前記ウレア結合のモル比が１０％未満であると、耐ホットオフセット性が悪化することがある。
【０１２２】
これらの反応により、前記トナーに用いられる変性ポリエステル、中でもウレア変性ポリエステル（ｉ）が作製できる。これらウレア変性ポリエステル（ｉ）は、ワンショット法、プレポリマー法により製造される。ウレア変性ポリエステル（ｉ）の質量平均分子量は、１万以上が好ましく、２万〜１０００万がより好ましく、３万〜１００万が更に好ましい。前記質量平均分子量が１万未満であると、耐ホットオフセット性が悪化することがある。
また、ウレア変性ポリエステルの数平均分子量は、後述の変性されていないポリエステル（ｉｉ）を用いる場合は特に限定されるものではなく、前記質量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。（ｉ）単独の場合は、数平均分子量は、２０，０００以下が好ましく、１，０００〜１０，０００がより好ましく、２，０００〜８，０００が更に好ましい。前記数平均分子量が２０，０００を超えると、低温定着性及びフルカラー画像形成装置に用いた場合の光沢性が悪化することがある。
【０１２３】
本発明においては、前記ウレア結合で変性されたポリエステル（ｉ）単独使用だけでなく、この（ｉ）と共に、変性されていないポリエステル（ｉｉ）を結着樹脂成分として含有させることもできる。前記（ｉｉ）を併用することで、低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が向上するので、単独使用より好ましい。前記（ｉｉ）としては、前記（ｉ）のポリエステル成分と同様なポリオール（１）とポリカルボン酸（２）との重縮合物などが挙げられ、好ましいものも（ｉ）と同様である。また、（ｉｉ）は無変性のポリエステルだけでなく、ウレア結合以外の化学結合で変性されているものでもよく、例えばウレタン結合で変性されていてもよい。（ｉ）と（ｉｉ）は少なくとも一部が相溶していることが低温定着性、耐ホットオフセット性の面で好ましい。
従って、（ｉ）のポリエステル成分と（ｉｉ）は類似の組成が好ましい。（ｉｉ）を含有させる場合の（ｉ）と（ｉｉ）の質量比は、５／９５〜８０／２０が好ましく、５／９５〜３０／７０がより好ましく、５／９５〜２５／７５が更に好ましく、７／９３〜２０／８０が特に好ましい。前記（ｉ）の質量比が５質量％未満であると、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ことがある。
【０１２４】
前記（ｉｉ）のピーク分子量は、１，０００〜３０，０００が好ましく、１，５００〜１０，０００がより好ましく、２，０００〜８，０００が更に好ましい。前記ピーク分子量が１，０００未満であると、耐熱保存性が悪化することがあり、１０，０００を超えると低温定着性が悪化することがある。前記（ｉｉ）の水酸基価は５以上が好ましく、１０〜１２０がより好ましく、２０〜８０が更に好ましい。前記水酸基価が５未満であると、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になることがある。前記（ｉｉ）の酸価は１〜３０が好ましく、５〜２０がより好ましい。酸価を持たせることで負帯電性となりやすい傾向がある。
【０１２５】
前記結着樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、５０〜７０℃が好ましく、５５〜６５℃がより好ましい。前記ガラス転移温度が５０℃未満であると、トナーの高温保管時のブロッキングが悪化することがあり、７０℃を超えると低温定着性が不十分となる。ウレア変性ポリエステル樹脂の共存により、本発明に用いるトナーにおいては、公知のポリエステル系トナーと比較して、ガラス転移点が低くても耐熱保存性が良好な傾向を示す。
前記結着樹脂の貯蔵弾性率としては、測定周波数２０Ｈｚにおいて１０，０００ｄｙｎｅ／ｃｍ２となる温度（ＴＧ’）が、１００℃以上が好ましく、１１０〜２００℃がより好ましい。前記温度（ＴＧ’）が１００℃未満であると、耐ホットオフセット性が悪化することがある。
前記結着樹脂の粘性としては、測定周波数２０Ｈｚにおいて１０００ポイズとなる温度（Ｔη）が、１８０℃以下が好ましく、９０〜１６０℃がより好ましい。前記温度（Ｔη）が、１８０℃を超えると、低温定着性が悪化する。即ち、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℃以上が好ましく、１０℃以上がより好ましく、２０℃以上が更に好ましい。なお、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℃が好ましく、１０〜９０℃がより好ましく、２０〜８０℃が更に好ましい。
【０１２６】
前記結着樹脂は、以下の方法などで製造することができる。
まず、前記ポリオール（１）と、前記ポリカルボン酸（２）を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を溜去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで、４０〜１４０℃にて、これにポリイソシアネート（３）を反応させ、イソシアネート基を有するプレポリマー（Ａ）を得る。更に（Ａ）にアミン類（Ｂ）を０〜１４０℃にて反応させ、ウレア結合で変性されたポリエステルを得る。（３）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、例えば芳香族溶剤（トルエン、キシレン等）；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等）；エステル類（酢酸エチル等）；アミド類（ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等）、エーテル類（テトラヒドロフラン等）などのイソシアネート（３）に対して不活性なものが挙げられる。
なお、ウレア結合で変性されていないポリエステル（ｉｉ）を併用する場合は、水酸基を有するポリエステルと同様な方法で（ｉｉ）を製造し、これを前記（ｉ）の反応完了後の溶液に溶解し、混合する。
【０１２７】
また、本発明に用いるトナーは、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。
前記トナーは、水系媒体中でイソシアネート基を有するプレポリマー（Ａ）からなる分散体を、（Ｂ）と反応させて形成してもよいし、予め製造したウレア変性ポリエステル（ｉ）を用いてもよい。水系媒体中でウレア変性ポリエステル（ｉ）やプレポリマー（Ａ）からなる分散体を安定して形成させる方法としては、水系媒体中にウレア変性ポリエステル（ｉ）やプレポリマー（Ａ）からなるトナー原料の組成物を加えて、せん断力により分散させる方法などが挙げられる。
前記プレポリマー（Ａ）と他のトナー組成物である（以下、トナー原料と称することもある）、着色剤、着色剤マスターバッチ、離型剤、帯電制御剤、未変性ポリエステル樹脂などは、水系媒体中で分散体を形成させる際に混合してもよいが、予めトナー原料を混合した後、水系媒体中にその混合物を加えて分散させたほうがより好ましい。また、本発明においては、着色剤、離型剤、及び帯電制御剤などの他のトナー原料は、必ずしも、水系媒体中で粒子を形成させる時に混合しておく必要はなく、粒子を形成せしめた後、添加してもよい。例えば、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。
前記水系媒体としては、水単独でもよいが、水と混和可能な溶剤を併用することもできる。混和可能な溶剤としては、アルコール（メタノール、イソプロパノール、エチレングリコール等）、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（メチルセルソルブ等）、低級ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン等）などが挙げられる。
【０１２８】
ウレア変性ポリエステル（ｉ）やプレポリマー（Ａ）を含むトナー組成物１００質量部に対する水系媒体の使用量は、５０〜２０００質量部が好ましく、１００〜１０００質量部がより好ましい。前記使用量が５０質量部未満であると、トナー組成物の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られないことがあり、２０００質量部を超えると、経済的でない。
【０１２９】
また、必要に応じて、分散剤を用いることもできる。分散剤を用いたほうが、粒度分布がシャープになるとともに分散が安定である点で好ましい。
前記分散の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば低速せん断式、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にするためには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、１０００〜３００００ｒｐｍが好ましく、５０００〜２００００ｒｐｍがより好ましい。前記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分間である。分散時の温度としては、通常、０〜１５０℃が好ましく、４０〜９８℃がより好ましい。高温な方が、ウレア変性ポリエステル（ｉ）やプレポリマー（Ａ）からなる分散体の粘度が低く、分散が容易な点で好ましい。
【０１３０】
プレポリマー（Ａ）からウレア変性ポリエステル（ｉ）を合成する工程は水系媒体中でトナー組成物を分散する前にアミン類（Ｂ）を加えて反応させてもよいし、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よい。この場合製造されるトナー表面に優先的にウレア変性ポリエステルが生成し、粒子内部で濃度勾配を設けることもできる。
【０１３１】
前記反応においては、必要に応じて、分散剤を用いることが好ましい。
前記分散剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、界面活性剤、難水溶性の無機化合物分散剤、高分子系保護コロイド、等が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、界面活性剤が好ましい。
【０１３２】
前記界面活性剤としては、例えば、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、両性界面活性剤、等が挙げられる。
前記陰イオン界面活性剤としては、例えば、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、リン酸エステル等が挙げられ、これらの中でも、フルオロアルキル基を有するものが好適に挙げられる。該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、例えば、炭素数２〜１０のフルオロアルキルカルボン酸またはその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、３−［オメガ−フルオロアルキル（炭素数６〜１１）オキシ］−１−アルキル（炭素数３〜４）スルホン酸ナトリウム、３−［オメガ−フルオロアルカノイル（炭素数６〜８）−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（炭素数１１〜２０）カルボン酸またはその金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸（炭素数７〜１３）またはその金属塩、パーフルオロアルキル（炭素数４〜１２）スルホン酸またはその金属塩、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（炭素数６〜１０）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（炭素数６〜１０）−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（炭素数６〜１６）エチルリン酸エステル等が挙げられる。該フルオロアルキル基を有する界面活性剤の市販品としては、例えば、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（大日本インキ化学工業社製）；エクトップＥＦ−１０２、１０３、１０４、１０５、１１２、１２３Ａ、１２３Ｂ、３０６Ａ、５０１、２０１、２０４（ト−ケムプロダクツ社製）；フタージェントＦ−１００、Ｆ１５０（ネオス社製）等が挙げられる。
【０１３３】
前記陽イオン界面活性剤としては、例えば、アミン塩型界面活性剤、四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤等が挙げられる。前記アミン塩型界面活性剤としては、例えば、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、イミダゾリン等が挙げられる。前記四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤としては、例えば、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等が挙げられる。該陽イオン界面活性剤の中でも、フルオロアルキル基を有する脂肪族一級、二級または三級アミン酸、パーフルオロアルキル（炭素数６〜１０個）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩等の脂肪族四級アンモニウム塩、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。該カチオン界面活性剤の市販品としては、例えば、サーフロンＳ−１２１（旭硝子社製）；フロラードＦＣ−１３５（住友３Ｍ社製）；ユニダインＤＳ−２０２（ダイキン工業杜製）、メガファックＦ−１５０、Ｆ−８２４（大日本インキ化学工業社製）；エクトップＥＦ−１３２（ト−ケムプロダクツ社製）；フタージェントＦ−３００（ネオス社製）等が挙げられる。
【０１３４】
前記非イオン界面活性剤としては、例えば、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体等が挙げられる。
前記両性界面活性剤としては、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、Ｎ−アルキル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムベタイン等が挙げられる。
【０１３５】
前記難水溶性の無機化合物分散剤としては、例えば、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、等が挙げられる。
前記高分子系保護コロイドとしては、例えば、酸類、水酸基を含有する（メタ）アクリル系単量体、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、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、アミド化合物またはこれらのメチロール化合物、クロライド類、窒素原子若しくはその複素環を有するもの等のホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン系、セルロース類、等が挙げられる。
前記酸類としては、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、無水マレイン酸等が挙げられる。前記水酸基を含有する（メタ）アクリル系単量体としては、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等が挙げられる。前記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としては、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等が挙げられる。前記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としては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等が挙げられる。前記アミド化合物またはこれらのメチロール化合物としては、例えば、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酸、またはこれらのメチロール化合物、などが挙げられる。前記クロライド類としては、例えば、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライド等が挙げられる。前記窒素原子若しくはその複素環を有するもの等ホモポリマーまたは共重合体としては、例えば、ビニルビリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミン等が挙げられる。前記ポリオキシエチレン系としては、例えば、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等が挙げられる。前記セルロース類としては、例えば、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等が挙げられる。
【０１３６】
前記分散液の調製においては、必要に応じて分散安定剤を用いることができる。該分散安定剤としては、例えば、リン酸カルシウム塩等の酸、アルカリに溶解可能なもの等が挙げられる。
前記分散安定剤を用いた場合は、塩酸等の酸によりリン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗する方法、酵素により分解する方法等によって、微粒子からリン酸カルシウム塩を除去することができる。
【０１３７】
前記分散液の調製においては、前記伸長反応乃至前記架橋反応の触媒を用いることができる。該触媒としては、例えば、ジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレート等が挙げられる。
【０１３８】
さらに、トナー組成物の粘度を低くするために、ウレア変性ポリエステル（ｉ）やプレポリマー（Ａ）が可溶の溶剤を使用することもできる。溶剤を用いた方が粒度分布がシャープになる点で好ましい。該溶剤は揮発性であることが除去が容易である点から好ましい。
前記溶剤としては、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が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒；塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましく、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒がより好ましい。
前記プレポリマー（Ａ）１００質量部に対する溶剤の使用量は、０〜３００質量部が好ましく、０〜１００質量部がより好ましく、２５〜７０質量部がさらに好ましい。溶剤を使用した場合は、伸長及び／または架橋反応後、常圧または減圧下にて加温し除去する。
【０１３９】
伸長及び／または架橋反応時間は、プレポリマー（Ａ）の有するイソシアネート基構造とアミン類（Ｂ）とを組み合わせることによる反応性により選択されるが、通常１０分〜４０時間が好ましく、２〜２４時間がより好ましい。反応温度は０〜１５０℃が好ましく、４０〜９８℃がより好ましい。さらに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。
【０１４０】
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。また、乳化分散体を乾燥雰囲気中に噴霧して、液滴中の非水溶性有機溶媒を完全に除去してトナー微粒子を形成し、合せて水系分散剤を蒸発させて除去することも可能である。乳化分散体が噴霧される乾燥雰囲気としては、空気、窒素、炭酸ガス、燃焼ガス等を加熱した気体、特に使用される最高沸点溶媒の沸点以上の温度に加熱された各種気流が一般に用いられる。スプレイドライアー、ベルトドライアー、ロータリーキルンなどの短時間の処理で十分目的とする品質が得られる。
【０１４１】
乳化分散時の粒度分布が広く、その粒度分布を保って洗浄、乾燥処理が行われた場合、所望の粒度分布に分級して粒度分布を整えることができる。
分級操作は液中でサイクロン、デカンター、遠心分離等により、微粒子部分を取り除くことができる。乾燥後に粉体として取得した後に分級操作を行ってもよいが、液体中で行うことが効率の面で好ましい。得られた不要の微粒子、または粗粒子は再び混練工程に戻して粒子の形成に用いることができる。その際、不要の微粒子または粗粒子はウェットの状態でも構わない。
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。
【０１４２】
得られた乾燥後のトナー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。
【０１４３】
具体的手段としては、（１）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、（２）高速気流中に混合物を投入し、加速させ、粒子同士または複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法などがある。装置としては、オングミル（ホソカワミクロン社製）、Ｉ式ミル（日本ニューマチック社製）を改造して、粉砕エアー圧力を下げた装置、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）、自動乳鉢などが挙げられる。
【０１４４】
また、該トナーに使用される着色剤としては、従来からトナー用着色剤として使用されてきた顔料及び染料が使用でき、具体的には、カーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、群青、ニグロシン染料、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローＧ、ローダミン６Ｃレーキ、カルコオイルブルー、クロムイエロー、キナクリドンレッド、ベンジジンイエロー、ローズベンガル等を単独あるいは混合して用いることができる。
【０１４５】
さらに必要に応じて、トナー粒子自身に磁気特性を持たせるには、例えばフェライト、マグネタイト、マグヘマイト等の酸化鉄類；鉄、コバルト、ニッケル等の金属あるいは、これらと他の金属との合金等の磁性成分を単独または混合して、トナー粒子へ含有させればよい。また、これらの成分は、着色剤成分として使用することもできる。
【０１４６】
また、本発明で用いられるトナー中の着色剤の個数平均粒径は０．５μｍ以下が好ましく、０．４μｍ以下がより好ましく、０．３μｍ以下がさらに好ましい。前記個数平均粒径が０．５μｍを超えると、顔料の分散性が充分なレベルには到らず、好ましい透明性が得られないことがある。一方、前記個数平均粒径が０．１μｍより小さい微小粒径の着色剤は、可視光の半波長より十分小さいため、光の反射、吸収特性に悪影響を及ぼさないと考えられる。よって、前記個数平均粒径が０．１μｍ未満の着色剤の粒子は良好な色再現性と、定着画像を有するＯＨＰシートの透明性に貢献する。一方、前記個数平均粒径が０．５μｍより大きな粒径の着色剤が多く存在していると、入射光の透過が阻害されたり、散乱されたりして、ＯＨＰシートの投影画像の明るさ及び彩かさが低下する傾向がある。さらに、０．５μｍより大きな粒径の着色剤が多く存在していると、トナー粒子表面から着色剤が脱離し、カブリ、ドラム汚染、クリーニング不良といった種々の問題を引き起こすことがある。前記個数平均粒径が０．７μｍより大きな粒径の着色剤は、全着色剤の１０個数％以下が好ましく、５個数％以下がより好ましい。
【０１４７】
また、前記着色剤を結着樹脂の一部もしくは全部と共に、予め湿潤液を加えた上で混練しておくことにより、初期的に結着樹脂と着色剤が十分に付着した状態となって、その後のトナー製造工程でのトナー粒子中における着色剤分散がより効果的に行われ、着色剤の分散粒径が小さくなり、一層良好な透明性を得ることができる。
【０１４８】
予めの混錬に用いる結着樹脂としては、トナー用結着樹脂として例示した樹脂類をそのまま使用することができるが、これらに限定されるものではない。
【０１４９】
前記の結着樹脂と着色剤の混合物を予め湿潤液と共に混練する具体的な方法としては、例えば、結着樹脂、着色剤及び湿潤液を、ヘンシェルミキサー等のブレンダーにて混合した後、得られた混合物を二本ロール、三本ロール等の混練機により、結着樹脂の溶融温度よりも低い温度で混練して、サンプルを得る。
【０１５０】
また、湿潤液としては、結着樹脂の溶解性や、着色剤との塗れ性を考慮しながら、一般的なものを使用できるが、アセトン、トルエン、ブタノン等の有機溶剤、水が、着色剤の分散性の面から好ましい。これらの中でも、水の使用は、環境への配慮及び、後のトナー製造工程における着色剤の分散安定性維持の点から特に好ましい。
この製法によると、得られるトナーに含有される着色剤粒子の粒径が小さくなるばかりでなく、該粒子の分散状態の均一性が高くなるため、ＯＨＰによる投影像の色の再現性がより一層よくなる。
【０１５１】
前記トナー中には、前記結着樹脂及び前記着色剤とともに離型剤を含有することが好ましい。
前記離型剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、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等）；長鎖炭化水素（パラフィンワッックス、サゾールワックス等）；カルボニル基含有ワックスなどが挙げられる。これらの中でも、カルボニル基含有ワックスが特に好ましい。
前記カルボニル基含有ワックスとしては、例えばポリアルカン酸エステル（カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、１,１８−オクタデカンジオールジステアレートなど）；ポリアルカノールエステル（トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエート等）；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等）；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等）；ジアルキルケトン（ジステアリルケトン等）などが挙げられる。これらの中でも、ポリアルカン酸エステルが特に好ましい。
【０１５２】
前記離型剤の融点は、４０〜１６０℃が好ましく、５０〜１２０℃がより好ましく、６０〜９０℃がさらに好ましい。前記融点が４０℃未満であると、耐熱保存性に悪影響を与えることがあり、１６０℃を超えると、低温での定着時にコールドオフセットを起こしやすくなることがある。
前記離型剤の溶融粘度は、融点より２０℃高い温度で、５〜１０００ｃｐｓが好ましく、１０〜１００ｃｐｓがより好ましい。前記溶融粘度が１０００ｃｐｓを超えると、耐ホットオフセット性、低温定着性への向上効果が乏しくなることがある。
前記離型剤の前記トナー中における含有量は、０〜４０質量％が好ましく、３〜３０質量％がより好ましい。
【０１５３】
また、トナー帯電量及びその立ち上がりを早くするために、トナー中に、必要に応じて帯電制御剤を含有させてもよい。前記帯電制御剤として有色材料を用いると色の変化が起こるため、無色または白色に近い材料が好ましい。
前記帯電制御剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、トリフェニルメタン系染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等が挙げられる。
前記帯電制御剤としては、市販品を用いることができ、該市販品としては、例えば、第四級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ−８２、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４、フェノール系縮合物のＥ−８９（いずれも、オリエント化学工業社製）；第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（いずれも、保土谷化学工業社製）；第四級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹ  ＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ  ＮＥＧ  ＶＰ２０３６、コピーチャージ  ＮＸ  ＶＰ４３４（いずれも、ヘキスト社製）；ＬＲＡ−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（いずれも、日本カ一リット社製）、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。
【０１５４】
前記帯電制御剤の添加量は、バインダー樹脂の種類、添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法などによって異なり、一義的に規定できるものではないが、前記バインダー樹脂１００質量部に対して０．１〜１０質量部が好ましく、０．２〜５質量部がより好ましい。前記添加量が１０質量部を超えると、トナーの帯電性が大きすぎ、帯電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招くことがある。これらの帯電制御剤はマスターバッチ、樹脂とともに溶融混練した後溶解分散させることもできるし、有機溶剤に直接溶解し、分散する際に加えてもよいし、トナー表面にトナー粒子作製後、固定化させてもよい。
【０１５５】
また、トナー製造過程で水系媒体中にトナー組成物を分散させるに際して、主に分散安定化のための樹脂微粒子を添加してもよい。
【０１５６】
前記樹脂微粒子は、水性分散体を形成し得る樹脂であればいかなる樹脂も使用することができ、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよいが、例えばビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、またはそれらの併用が好ましい。
前記ビニル系樹脂としては、ビニル系モノマーを単独重合または共重合したポリマーが用いられ、例えば、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、（メタ）アクリル酸−アクリル酸エステル重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体等が挙げられる。
【０１５７】
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤としては、無機微粒子が好適である。
前記無機微粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などが挙げられる。
前記無機微粒子の一次粒子径は、５ｎｍ〜２μｍが好ましく、５ｎｍ〜５００ｎｍがより好ましい。また、前記無機微粒子のＢＥＴ法による比表面積は２０〜５００ｍ２／ｇが好ましい。前記無機微粒子の前記トナーにおける添加量は、０．０１〜５質量％が好ましく、０．０１〜２．０質量％がより好ましい。
【０１５８】
その他の高分子系微粒子、例えばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。
【０１５９】
また、トナーには流動化剤を添加することもできる。該流動化剤は表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止することができる。前記流動化剤としては、例えばシランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが挙げられる。
【０１６０】
また、感光体や中間転写体に残存する転写後の現像剤を除去するためのクリーニング性向上剤としては、例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸等の脂肪酸金属塩；ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子等のソープフリー乳化重合などによって製造されたポリマー微粒子などが挙げられる。前記ポリマー微粒子は比較的粒度分布が狭く、体積平均粒径が０．０１〜１μｍのものが好ましい。
【０１６１】
このようなトナーを用いることにより、上述の如く、現像の安定性に優れる、高画質なトナー像を形成することができる。
【０１６２】
また、本発明の画像形成装置は、上述のような、高品質な画像を得るに適した構成の重合法トナーとの併用ばかりでなく、粉砕法による不定形のトナーに対しても適用でき、この場合にも、装置寿命を大幅に延ばすことができる。このような粉砕法のトナーを構成する材料としては、通常、電子写真用トナーとして使用されるものが、特に制限なく、適用可能である。
【０１６３】
なお、前記粉砕法トナーに使用される結着樹脂としては、例えばポリスチレン、ポリｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレンまたはその置換体の単重合体；スチレン／ｐ−クロロスチレン共重合体、スチレン／プロピレン共重合体、スチレン／ビニルトルエン共重合体、スチレン／ビニルナフタレン共重合体、スチレン／アクリル酸メチル共重合体、スチレン／アクリル酸エチル共重合体、スチレン／アクリル酸ブチル共重合体、スチレン／アクリル酸オクチル共重合体、スチレン／メタクリル酸メチル共重合体、スチレン／メタクリル酸エチル共重合体、スチレン／メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン／α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン／アクリロニトリル共重合体、スチレン／ビニルメチルケトン共重合体、スチレン／ブタジエン共重合体、スチレン／イソプレン共重合体、スチレン／マレイン酸共重合体等のスチレン系共重合体；ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸ブチル、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸ブチル等のアクリル酸エステル系単重合体またはその共重合体；ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル等のポリビニル誘導体；ポリエステル系重合体、ポリウレタン系重合体、ポリアミド系重合体、ポリイミド系重合体、ポリオール系重合体、エポキシ系重合体、テルペン系重合体、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、スチレン−アクリル系共重合樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオール系樹脂が、電気特性、コスト面等から好ましく、さらには、良好な定着特性を有するものとして、ポリエステル系樹脂、ポリオール系樹脂が特に好ましい。
【０１６４】
前記粉砕法トナーでは、これらの樹脂成分と共に、前述のような着色剤成分、ワックス成分、電荷制御成分等を、必要により前混合後、樹脂成分の溶融温度近傍以下で混練して、これを冷却後、粉砕分級工程を経て、トナーを作製すればよく、また、必要に応じて前記外添成分を、適宜添加し混合すればよい。
【０１６５】
前記現像装置５は、乾式現像方式のものであってもよいし、湿式現像方式のものであってもよく、また、単色用現像器であってもよいし、多色用現像器であってもよく、例えば、前記トナー乃至前記現像剤を摩擦攪拌させて帯電させる攪拌器と、回転可能なマグネットローラとを有してなるもの、などが好適に挙げられる。
【０１６６】
前記現像装置５内では、例えば、前記トナーと前記キャリアとが混合攪拌され、その際の摩擦により該トナーが帯電し、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。該マグネットローラは、前記像担持体（感光体）近傍に配置されているため、該マグネットローラの表面に形成された前記磁気ブラシを構成する前記トナーの一部は、電気的な吸引力によって該像担持体（感光体）の表面に移動する。その結果、前記静電潜像が該トナーにより現像されて該像担持体（感光体）の表面に該トナーによる可視像が形成される。
前記現像装置５に収容させる現像剤は、前記トナーを含む現像剤であるが、該現像剤としては一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよい。
【０１６７】
次に転写工程に用いられる転写装置６に関する構成について説明する。
前記転写工程は、前記可視像を記録媒体に転写する工程であるが、中間転写体７（図３参照）を用い、該中間転写体７上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましく、前記トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程とを含む態様がより好ましい。
前記転写は、例えば、前記可視像を転写帯電器を用いて前記像担持体（感光体）を帯電することにより行うことができ、前記転写装置６により行うことができる。前記転写装置６としては、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写装置６と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写装置１１（図４参照）とを有する態様が好ましい。
なお、前記中間転写体７としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルト等が好適に挙げられる。
【０１６８】
前記中間転写体７は、感光体１上に形成されたトナー像を一次転写して色重ねを行い、さらに記録媒体へ転写を行う、いわゆる中間転写方式による画像形成を行う際に使用する、中間転写体であってもよい。
【０１６９】
中間転写体７は次の構成よりなる。
中間転写体７としては、体積抵抗１．０×１０５〜１．０×１０１１Ω・ｃｍの導電性を示すものが好ましい。前記体積抵抗が１．０×１０５Ω・ｃｍを下回る場合には、感光体１から中間転写体上へトナー像の転写が行われる際に、放電を伴いトナー像が乱れるいわゆる転写チリが生じることがあり、１．０×１０１１Ω・ｃｍを上回る場合には、中間転写体から紙などの記録媒体へトナー像を転写した後に、中間転写体上へトナー像の対抗電荷が残留し、次の画像上に残像として現れることがある。
【０１７０】
中間転写体には、例えば、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物やカーボンブラック等の導電性粒子や導電性高分子を、単独または併用して熱可塑性樹脂と共に混練後、押し出し成型したベルト状もしくは円筒状のプラスチックなどを使用することができる。この他に、熱架橋反応性のモノマーやオリゴマーを含む樹脂液に、必要により上述の導電性粒子や導電性高分子を加え、加熱しつつ遠心成型を行い、無端ベルト上の中間転写体を得ることもできる。
中間転写体７に表面層を設ける際には、上述の感光体表面層に使用した表面層材料の内、電荷輸送材料を除く組成物に、適宜、導電性物質を併用して抵抗調整を行い、使用することができる。
【０１７１】
前記転写装置（前記第一次転写装置６、前記第二次転写装置１１）は、前記像担持体（感光体）１上に形成された前記可視像を前記記録媒体側へ剥離帯電させる転写器を少なくとも有するのが好ましい。前記転写装置は、１つであってもよいし、２以上であってもよい。前記転写器としては、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器、等が挙げられる。
なお、前記記録媒体としては、特に制限はなく、公知の記録媒体（記録紙）の中から適宜選択することができる。
【０１７２】
保護層形成工程および保護層形成装置に関しては、図２に示した構成が用いられる。
定着工程に用いられる定着装置の構成は次の通りである。
前記定着工程は、記録媒体に転写された可視像を前記定着装置１２を用いて定着させる工程であり、各色のトナーに対し前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色のトナーに対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。
定着装置１２としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、公知の加熱・加圧手段が好適である。前記加熱・加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラとの組合せ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組合せ、等が挙げられる。
【０１７３】
前記加熱・加圧手段における加熱は、通常、８０℃〜２００℃が好ましい。
なお、本発明においては、目的に応じて、前記定着工程及び定着装置１２と共にあるいはこれらに代えて、例えば、公知の光定着器を用いてもよい。
【０１７４】
像担持体である感光体１のクリーニング工程に併せて帯電前に除電工程が実施される。
前記除電工程は、前記像担持体に対し除電バイアスを印加して除電を行う工程であり、除電手段により好適に行うことができる。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記像担持体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。
【０１７５】
前記クリーニング工程は、前記像担持体上に残留する前記電子写真用トナーを除去する工程であり、クリーニング機構４により好適に行うことができる。
クリーニング機構４は、転写装置６より下流側かつ保護層形成手段２より上流側に設けられることが好ましい。
クリーニング機構４としては、特に制限はなく、前記像担持体上に残留する前記電子写真トナーを除去することができればよく、前述したように、公知のクリーナの中から適宜選択することができ、例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等が好適に挙げられる。
【０１７６】
画像形成工程には、転写後の像担持体樽感光体から除去されたトナーを現像装置に戻してトナーのリサイクルを行う場合がある。以下、このトナーリサイクルについて説明する。
前記リサイクル工程は、前記クリーニング工程により除去した前記トナーを前記現像手段にリサイクルさせる工程であり、リサイクル手段により好適に行うことができる。
前記リサイクル手段としては、特に制限はなく、公知の搬送手段等が挙げられる。
【０１７７】
以上のような画像形成処理は、図示しないが画像形成シーケンスプログラムを実行可能な制御手段により統括制御される。
前記制御手段は、前記各工程を制御する工程であり、制御手段により好適に行うことができる。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シーケンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
【０１７８】
次に、画像形成のための一連のプロセスについて、ネガ−ポジプロセスで説明を行う。
有機光導電層を有する感光体（ＯＰＣ）に代表される像担持体は、除電ランプ（図示せず）等で除電され、帯電部材を有する帯電装置３で均一にマイナスに帯電される。
帯電装置３による像担持体（感光体）１の帯電が行われる際には、電圧印加機構（図示せず）から帯電部材に、像担持体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを所望の電位に帯電させるに適した、適当な大きさの電圧またはこれに交流電圧を重畳した帯電電圧が印加される。
帯電された像担持体（図４において符号１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋで示す）は、レーザー光学系等の潜像形成装置８によって照射されるレーザー光で潜像形成（露光部電位の絶対値は、非露光部電位の絶対値より低電位となる）が行われる。
レーザー光は半導体レーザーから発せられて、高速で回転する多角柱の多面鏡（ポリゴン）等により像担持体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの表面を、像担持体の回転軸方向に走査する。
このようにして形成された潜像が、現像装置５にある現像剤担持体である現像スリーブ上に供給されたトナー粒子、またはトナー粒子及びキャリア粒子の混合物からなる現像剤により現像され、トナー可視像が形成される。
潜像の現像時には、電圧印加機構（図示せず）から現像スリーブに、像担持体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの露光部と非露光部の間にある、適当な大きさの電圧またはこれに交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される。
【０１７９】
各色に対応した像担持体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上に形成されたトナー像は、転写装置６にて中間転写体６０上に転写され、給紙機構２００から給送された、紙などの記録媒体上に、トナー像が転写される。
このとき、転写装置６には、転写バイアスとして、トナー帯電の極性と逆極性の電位が印加されることが好ましい。その後、中間転写体７は、像担持体から分離され、転写像が得られる。
また、像担持体上に残存するトナー粒子は、クリーニング部材によって、クリーニング機構４内のトナー回収室へ、回収される。
画像形成装置としては、上述の現像装置が複数配置されたものを用い、複数の現像装置によって順次作製された色が異なる複数トナー像を順次転写材上へ転写した後、定着機構へ送り、熱等によってトナーを定着する装置であっても、あるいは同様に作製された複数のトナー像を順次一旦中間転写体上に順次転写した後、これを一括して紙のような記録媒体に転写後に、同様に定着する装置であってもよい。
【０１８０】
また、前記帯電装置３は、像担持体表面に接触または近接して配設された帯電装置であることが好ましく、放電ワイヤを用いた。これにより、いわゆるコロトロンやスコロトロンと言われるコロナ放電器と比して、帯電時に発生するオゾン量を大幅に抑制することが可能となる。
このような帯電部材を像担持体表面に接触または近接して帯電を行う帯電装置では、前述のように放電が像担持体表面近傍の領域で行われるため、像担持体への電気的ストレスが大きくなりがちである。しかし、本発明の像担持体用保護剤を用いた保護層形成装置を用いることにより、長期間に渡り像担持体を劣化させることなく維持できるため、経時的な画像の変動や使用環境による画像の変動を大幅に抑制でき、安定した画像品質の確保が可能となる。
【０１８１】
本発明の画像形成装置は、上述したように、像担持体表面状態の変動に対しての許容範囲に優れ、像担持体への帯電性能の変動等を高度に抑制した構成であるため、上記構成のトナーと併用することにより、極めて高画質な画像を長期にわたって安定に形成することができる。
【実施例】
【０１８２】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【０１８３】
｛保護剤１｝
《像担持体用保護剤１の作製》
ステアリン酸亜鉛（堺化学工業製、ＳＺ−２０００）を、酸化アルミニウム微粒子（住友化学製、ＡＡ−０５；平均粒子径＝０．５μｍ）と共に、表１の混合比（重量基準）に従って混合した。
混合は、ワンダーブレンダー（ＷＢ−１、販売元：大阪ケミカル株式会社）を用い、２５０００ｒｐｍの回転速度で、１０秒間の混合を２度行い、試料の混合物粉体とした。
予め測定した各原材料の比重、配合比および、所望の充填率から、型枠へ投入する量を算出した。
深さ２０ｍｍ×幅８ｍｍ×長さ３５０ｍｍのアルミニウム製の金型に、計量した保護剤処方１の組成物を投入し、ヘラで表面を均した後、充填物の高さが８ｍｍとなるように、押し型で加圧圧縮して、粉末圧密体を成形した。
保護剤処方１の固形物を型から外し、８ｍｍ×８ｍｍ×３１０ｍｍに整形して、金属製支持体に貼り付け、像担持体用保護剤１を作製した。
【０１８４】
《保護剤２〜８及び比較例１〜５》
実施例１において、保護剤の原材料種類として、表１に記載の通りとした以外は、実施例１と同様にして、像担持体用保護剤２〜８、比較例１〜５を作製した。
【０１８５】
また、保護剤１と同一の処方を用いて溶融成形を行い、比較例５を作成した。
【０１８６】
得られた像担持体用保護剤について、以下のようにして特性を測定した。
＜保護剤特性の測定＞
【０１８７】
次に、像担持体用保護剤の空隙率及び独立空隙断面積は、以下の手順で測定した。
「１」．像担持体用保護剤の粉末圧密体をノギスおよび直定規を用いて採寸し、見掛けの体積Ｖ（ｃｍ３）を算出する。
「２」．像担持体用保護剤の重量Ｗ（ｇ）を計量する。
「３」．像担持体用保護剤を粗粉砕し、その一部を精秤する。
「４」．空気比較式比重計を用い、精秤した像担持体用保護剤サンプルの真比重ρ（ｇ／ｃｍ３）を測定する。
「５」．核測定値より、次式に従って空隙率を算出する。
空隙率（％）＝１００×（Ｖ−Ｗ／ρ）／Ｖ
「６」．像担持体用保護剤の粉末圧密体を出来るだけ細かく切断し、切断面をＶＫ９５００などで表面を観察し、独立空隙断面積（ｃｍ2）を算出する。
【０１８８】
なお、一連の特性測定は、約２０℃、５０％ＲＨの実験室環境下で行った。
各像担持体用保護剤の空隙率及び独立空隙断面積を、表１に併記する。
【０１８９】
【表１】
0004988646.tif 000002
【０１９０】
（実施例１）
像担持体（感光体）の周りに、転写工程に引き続き、カウンタータイプのクリーニングブレード、ブラシ状の保護剤供給部材、トレーリングタイプの保護層形成部材を、上流からこの順で設け、前記像担持体用保護剤１を用いた保護層形成装置を有するプロセスカートリッジを作製した。
得られたプロセスカートリッジを、該プロセスカートリッジが搭載可能なように改造した画像形成装置（株式会社リコー製、カラーＭＦＰ  ｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ６００）に搭載し、Ａ４サイズ版、画像面積率６％原稿１０万枚の連続画像出図試験を行った。試験前後における画像の異常の有無を、２０℃、５０％ＲＨの常温常湿環境、１０℃、２５％ＲＨの低温低湿環境、及び３５℃、８０％ＲＨの高温高湿環境にて確認した。
この時、トナーは、質量平均粒径（Ｄ４）＝５．１μｍ、個数平均粒径（Ｄ１）＝４．３μｍ、Ｄ４／Ｄ１＝１．１９、平均円形度＝０．９８、平均断面積＝２０．１×１０−6ｍｍ２の重合法により作製したトナーを用いた。
連続通紙試験後の画像の異常としては、クリーニング性能の良否に関係する、スジ状の画像欠陥、ハーフトーン画像ムラ、及び画像ボケについて、以下の基準により評価した。
【０１９１】
＜スジ状の画像欠陥の評価基準＞
◎：極めて優れている
○：実用上問題ないレベル
△：実用上許容できるレベル
×：使用不可
【０１９２】
＜ハーフトーン画像ムラの評価基準＞
◎：極めて優れている
○：実用上問題ないレベル
△：実用上許容できるレベル
×：使用不可
【０１９３】
＜画像ボケの画像欠陥の評価基準＞
◎：極めて優れている
○：実用上問題ないレベル
△：実用上許容できるレベル
×：使用不可
【０１９４】
また、１０万枚出力時点での、像担持体用保護剤表面への、異物固着の有無を目視観察し、下記基準で評価した。
＜像担持体用保護剤の状態の評価基準＞
◎：固着なし
○：うっすらとした固着
△：点在した固着（実使用可能レベル）
×：広範囲の固着あり
【０１９５】
さらに、像担持体、クリーニングブレード、及び帯電部材の劣化が画像へ及ぼす影響の大きさを評価するため、初期、及び１０万枚出力時点でのそれぞれの部材の状態を観察し、異常の有無を確認し、下記基準で評価した。
＜各部材の状態の評価基準＞
○：初期と同等レベル
△：やや変化している（実使用可能レベル）
×：劣化している
【０１９６】
その結果、各部材とも、出図枚数の増加に伴う劣化は認められず、また、初期、１０万枚出力後共に良好な画像品質が得られ、ヒートサイクル後の画像にも異常は認められず、本発明の画像形成装置が、画像品質、寿命の両面で有用であることが判った。
各画質評価結果については表２〜表３に示し、部材劣化状態の観察結果については表４に示す。
なお、実施例１の画像形成装置について、連続画像出図試験に引き続いて、合計５０万枚まで、通紙試験を行ったところ、画像への影響は全く見られず、また、像担持体、クリーニング部材、及び帯電部材の劣化もほとんど認められなかった。
【０１９７】
（実施例２〜８）
実施例１において、像担持体用保護剤１を像担持体用保護剤２〜８に変えた以外は、実施例１と同様にして評価を行った。
各画質評価結果及び像担持体用保護剤への異物固着の有無については表２〜表３に示し、部材劣化状態の観察結果については表４に示す。
【０１９８】
（実施例２）
像担持体用保護剤２の供給過多が認められたため、供給部材への押圧力を実施例１の０．８倍に設定して、実施例１と同様の評価を行ったところ、供給過多はなくなり、実施例１と同様の優れた保護効果が発現した。
各画質評価結果及び像担持体用保護剤への異物固着の有無については表２〜表３に示し、部材劣化状態の観察結果については表４に示す。
【０１９９】
（実施例３）
像担持体用保護剤３の供給不足が認められたため、供給部材への押圧力を実施例１の１．２倍に設定して、実施例１と同様の評価を行ったところ、供給不足はなくなり、実施例１と同様の優れた保護効果が発現した。
各画質評価結果及び像担持体用保護剤への異物固着の有無については表２〜表３に示し、部材劣化状態の観察結果については表４に示す。
【０２００】
（比較例１〜５）
実施例１において、像担持体用保護剤１の代わりに比較用保護剤１〜５を用いた以外は、実施例１と同様にして評価を行った。
各画質評価結果及び像担持体用保護剤への異物固着の有無については表２〜表３に示し、部材劣化状態の観察結果については表４に示す。
また、比較用保護剤１〜５について、保護剤供給部材への押圧力を調整し、像担持体保護剤の供給量を調整しても、像担持体の保護が行われる範囲では、保護剤の塗布ムラは解消されず、スジ状や帯状の画像欠陥は解消できなかった。
【０２０１】
（実施例９）
像担持体の周りに、転写工程に引き続き、ブラシ状の保護剤供給部材、カウンタータイプのクリーニングブレード兼用となる保護層形成部材を、上流からこの順で設け、実施例１の像担持体用保護剤１を用いた保護層形成装置を有するプロセスカートリッジを作製した。
上記プロセスカートリッジが搭載可能なように改造した画像形成装置（株式会社リコー製、カラーＭＦＰ  ｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ４５５）に搭載し、Ａ４サイズ版、画像面積率６％原稿１０万枚の連続画像出図試験を行い、試験前後における画像の異常の有無を確認した。
【０２０２】
この時、トナーは、質量平均粒径（Ｄ４）＝５．１μｍ、個数平均粒径（Ｄ１）＝４．３μｍ、Ｄ４／Ｄ１＝１．１９、平均円形度＝０．９８、平均断面積＝２０．１×１０−6ｍｍ２の重合法により作製したトナーを用いた。
画像の異常としては、実施例  と同様にしてクリーニング性能の良否に関係する、スジ状の画像欠陥、ハーフトーン画像ムラ、及び画像ボケを評価した。
また、実施例１と同様にして、像担持体、クリーニングブレード及び帯電部材の劣化が画像へ及ぼす影響の大きさを評価するため、初期、及び１０万枚時点でのそれぞれの状態を観察し、異常の有無を確認した。
各画質評価結果及び像担持体用保護剤への異物固着の有無については表３〜表４に示し、部材劣化状態の観察結果については表５に示す。
【０２０３】
【表２】
0004988646.tif 000003
【０２０４】
【表３】
0004988646.tif 000004
【０２０５】
【表４】
0004988646.tif 000005
【０２０６】
表１〜表４の結果から、本発明の像担持体用保護剤を用いた実施例１〜９は、比較例１〜５に比べて、スジ、画像ムラ、画像ボケ等の画像品質が良好であり、また、出図枚数の増加による像担持体、クリーニング部材、及び帯電部材の劣化が極めて少ないことが認められる。
【０２０７】
実施例１（保護剤１）と、像担持体用保護剤に含まれる微粒子の粒子径が異なる、実施例４（保護剤４）、実施例５（保護剤５）、実施例６（保護剤６）、実施例７（保護剤７）並びに、微粒子を含まない実施例８（保護剤８）との対比より、像担持体用保護剤の含まれる微粒子の粒子径が大きくなるにつれて、像担持体表面に機械的ダメージを与えやすくなるという点で、像担持体用保護剤としての性能は徐々に低下した。微粒子の平均粒子径が、１４μｍを上回ると、保護剤層の除去性が高くなりすぎ、未劣化の保護剤までも除去してしまうことに伴う、画像品質面で性能の低下が認められた。
【０２０８】
一方で、像担持体用保護剤の含まれる微粒子の粒子径が小さくなり過ぎる、もしくは微粒子を含まない場合には、像担持体表面に電気的ダメージを蓄積しやすくなるという点で、像担持体用保護剤としての性能は徐々に低下した。微粒子の平均粒子径が小さい場合には、保護剤層の除去性が不足し、劣化した保護剤の除去が不十分となることがあり、画像品質面で若干の性能低下が認められた。また、微粒子を含まない場合には、保護剤層の均一性は確保されるものの、各部材への影響が未発生の期間が若干短くなった。
【０２０９】
脂肪酸金属塩を用いない比較例１（比較用保護剤１）においては、長期間に渡っての経時変化は十分に抑制されるものの、均一な保護剤層が形成されるまでに若干時間がかかり、初期の段階で像担持体表面の変化が伴い、最良の画像品質をそのままで維持できないことがあった。
【０２１０】
実施例１（保護剤１）と、空隙率が異なる実施例２（保護剤２）、実施例３（保護剤３）との対比より、空隙率による像担持体用保護剤の供給性の違いが認められ、供給手段の条件を変さらしない場合には、保護剤供給量の過不足に伴う、若干の画像品質面で性能の低下が認められた。しかしながら、これらの保護剤供給量は供給手段の条件変さらで安定化でき、安定した保護剤層を形成することができ、高い画像品質を長期間に渡って維持することができた。
【０２１１】
これに対し、像担持体用保護剤として、本発明の要件を満たさない比較用保護剤２、３、４を用いた比較例２、比較例３７、比較例４８は、供給手段の条件を調整しても、いずれも、像担持体用保護剤にトナーの固着が見られ、均等な供給と、像担持体の保護を両立させられず、画像品質を維持しつつ、像担持体の保護効果は発現されなかった。
【０２１２】
また、像担持体用保護剤として、溶融成形品を用いた比較例５は、供給される保護剤粉体の大きさが不揃いとなり、均一な保護剤層を形成することができず、像担持体をストレスから保護できる程度の厚みを持たせると、極めて保護剤層が厚い部分ができて画像への影響が発生した。逆に保護剤層の厚みと一定以下に制限すると、像担持体上で保護剤が不足してまばらにしか存在しない部分が生じ、均等な保護効果や潤滑効果を発現させることができず、長期間に渡る画像品質の維持はできなかった。
【０２１３】
以上のように本実施の形態においては、像担持体用保護剤の条件として、空隙率および独立空隙断面積を規定することにより、保護剤量が緻密な状態とならずに押圧されることでほぐされやすくなり、しかも、内部空隙の偏差を抑えらえることによりほぐされた際に粒径が揃いやすい粉体で構成された皮膜となるので、像担持体表面で均一な層厚でしかも必要量を長期に亘って確保する状態が維持できることになる。
【０２１４】
しかも、像担持体用保護剤を像担持体表面に供給する際には、その保護剤が均等な大きさの保護剤粉体にほぐされ易くなっているので、押圧して像担持体表面に対し容易に被膜化させることができ、さらに、掻き取りやすくなることで均一な厚さの成膜が形成できる。これにより、速やかに像担持体表面に皮膜された保護層が形成できることになる。
【０２１５】
さらに、保護層形成装置がプロセスカートリッジに装備されて像担持体表面の保護状態を維持できるようになっているので、像担持体およびこの周辺に配置されている帯電装置などの装置に対する汚染防止や寿命の延命化が図れ、プロセスカートリッジ自体の交換サイクルを伸ばすことが可能となる。これにより、装置を構成する部品のランニングコストの上昇を抑えることができる。
【０２１６】
特に保護剤には金属成分を含まないので、像担持体に接近または近接する帯電装置に対して金属酸化物などによる汚染を招くことがなく、帯電装置での経時劣化の抑制に加えて帯電ムラによる濃度ムラなどによる異常画像が発生するのを長期に亘って防止することができる。
【０２１７】
また、保護層形成装置を装備したプロセスカートリッジを有する画像形成装置では、像担持体を極めて長期間交換することなく使用し続けることができる。特に、像担持体が最表面層に熱硬化性樹脂を含む場合には、電気的ストレスによる像担持体の劣化を像担持体用保護剤で防止することにより、熱硬化性樹脂を含む像担持体の機械的ストレスに対する耐久性を長期間に亘って持続的に発現させることが可能となる。これにより、像担持体は実質無交換で使用できるレベルまで耐久性を引き上げることが可能となる。
【０２１８】
しかも、像担持体表面に接触または近接して配設された帯電装置では、放電領域が像担持体のごく近傍に存在するため電気的ストレスが大きくなりがちであるが、像担持体保護層を形成した本発明の画像形成装置であれば、像担持体を電気的ストレスに曝すことなく使用できる。
【０２１９】
さらに、画像形成装置に用いられる像担持体保護成分に含まれる金属成分は十分に抑制されているため、接触または近接して配設された帯電装置を、金属酸化物等で汚染することなく、帯電装置の耐久性も向上させることができる。
また、像担持体の表面は形成された保護層の効果により、表面状態の変化を極めて小さくできるため、クリーニングの良否が像担持体の状態変化に対して敏感に変動してしまうような、平均円形度が大きなトナーや平均粒径が小さなトナーであっても、長期間に亘って安定したクリーニングを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０２２０】
【図１】本発明による像担持体用保護剤の特性比較を説明するための線図である。
【図２】本発明による保護剤を用いた保護層形成手段の構成を示す図である。
【図３】図１に示した画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジを説明するための図である。
【図４】図１に示した保護層形成装置が適用される画像形成装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０２２１】
１  潜像担持体
２  保護層形成装置
３  帯電装置
２１  像担持体用保護剤
２２  ブラシ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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