JP2005037892A - 電子写真装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高画質化が可能な円形トナーで、感光体上の転写残トナーを簡易なブレード方式で容易にクリーニングすることができるの画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供する。
【解決手段】 少なくとも、感光体１上に残留するトナーをクリーニングブレード７ａでクリーニングするクリーニング装置７を備える画像形成装置１００において、用いるトナーの円形度が０．９４以上であって、感光体１の回転方向に対するクリーニング装置７の上流側に、感光体１を除電する発光手段２０を備える画像形成装置１００である。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の静電複写プロセスの画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するものである。さらに詳細には、特に、平均円形度の高いトナーを用いてもクリーニングすることができる画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。

近年、電子写真方式を利用したカラー画像形成装置は広範に普及してきており、また、デジタル化された画像が容易に入手できることも関係して、プリントされる画像の更なる高精細化が要望されている。画像のより高い解像度や階調性が検討される中で、潜像を可視化するトナー側の改良としては、高精細画像を形成するために、更なる球形化、小粒径化の検討がなされている。
しかし、球形化・小粒径化されたトナーは、忠実に転写されるために高精細画像を得るのに適しているが、特に、球形化されたトナーは、クリーニング装置におけるクリーニングブレードと感光体との間に入り込み、クリーニングされにくく、そのために残留したトナーが帯電装置まで搬送され帯電ローラ等の帯電部材を汚し、帯電むらによる画像濃度むら、画像上の地かぶり等の異常画像の原因となることがある。

したがって、例えば、特許文献１では、ブレードエッジには、形状係数が１００〜１２５の球形トナーが塞き止められるトナー以外の塞き止め用粉体（例えば比重１．３〜１．９、粒径８０〜３００ｎｍ単分散シリカ又は不定形、針状の磁性粉）を堆積保持するクリーニング装置が開示されている。しかし、クリーニング対象物のブレードエッジの対向部あるいはこれよりも上流側にて塞き止め用粉体を供給する粉体供給手段と、ブレードエッジに塞き止め用粉体を堆積保持することで球形トナーを塞き止め可能とする粉体堆積保持手段とを備える等により装置が複雑になるという問題点がある。

また、例えば、特許文献２では、転写残トナーを有する移動体に対し、移動体の移動方向上流側に交流電圧を印加するローラ状の除電手段を移動体に当接して配設すると共に、移動体の移動方向下流側にブレードクリーニング手段を配設し、除電手段が移動体と転写残トナーとを除電することにより転写残トナーをクリーニングするクリーニング装置が開示されている。特許文献３では、感光体ドラムから残留トナーを除去するために、導電性繊維部材により形成したファーブラシを設け、それに接するように導電性で電圧を印加できる回収ローラを設ける。ファーブラシの部位へ送られて来た感光体ドラム上の残留トナーを、まずファーブラシの回転摺擦により捕獲し、ファーブラシの回転とともに回収ローラへ導き、回収ローラに印加した電圧により回収ローラ上に静電回収するクリーニング装置が開示されている。しかし、電源等により低コスト化が困難であるという問題点がある

また、特許文献４では、アモルファスシリコン感光ドラムの回転方向の、クリーニングブレードより上流側に配設されたクリーナ前露光装置により、感光ドラムに対して光を照射して、転写残トナーの静電力を弱めるようにした。そして、マグネットローラによって感光ドラム上の転写残トナーを除去するとともに、クリーニング装置の廃トナーを感光ドラムの表面に再供給して均一に付着させる画像形成装置が開示されている。しかし、開示された技術は、一成分磁性トナーを用いるマグネットローラの研摩作用により感光体の劣化を防止するものであり、カラー画像等を考慮する二成分現像剤に適用するのは困難である。

特開２００２−６７１０号公報 特開２０００−２７６０２４号公報 特開２００２−３５１２７９号公報 特開平１０−４９０１７号公報

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、高画質化が可能な円形トナーで、感光体上の転写残トナーを簡易なブレード方式で容易にクリーニングすることができるの画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、帯電部材を潜像担持体表面に接触又は近接させて潜像担持体を帯電する帯電装置と、潜像担持体に潜像を形成する潜像形成装置と、潜像担持体の潜像にトナーを付着させて現像する現像装置と、潜像担持体とこれに接触しつつ表面移動する表面移動部材との間に転写電界を形成して、潜像担持体に形成されたトナー像を、表面移動部材との間に挟持される記録材上又は表面移動部材上に転写する転写装置と、潜像担持体上に残留するトナーをクリーニングブレードでクリーニングするクリーニング装置と を備える画像形成装置において、前記画像形成装置は、用いるトナーの円形度が０．９４以上であって、潜像担持体の回転方向に対するクリーニング装置の上流側に、潜像担持体を除電する発光手段を備える画像形成装置である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、潜像担持体に潤滑剤を塗布する塗布装置を有し、該塗布装置がブラシ状ローラを備え、このブラシ状ローラで棒状の潤滑剤を摺擦して掻き取り、潜像担持体に潤滑剤を塗布する画像形成装置である。
請求項３に記載の発明は、 請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記潜像担持体は、摩擦係数が０．４以下である画像形成装置である。
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記発光手段は、エレクトロルミネッセンス又は発光ダイオードである画像形成装置である。
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記発光手段は、透明な表面移動部材を通して、潜像担持体を除電する画像形成装置である。

請求項６に記載の発明は、 請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記トナーは、形状係数ＳＦ−１で１００〜１８０の範囲にあり、かつ 形状係数ＳＦ−２で１００〜１８０の範囲にある画像形成装置である。
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置において、前記トナーは、体積平均粒径（Ｄｖ）が３〜８μｍの範囲にあり、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）で定義される分散度が１．０５〜１．４０の範囲にある画像形成装置である。
請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置において、前記トナーは、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲であって、長軸ｒ１≧短軸ｒ２≧厚さｒ３の関係を満足する画像形成装置である。
請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置において、前記トナーは、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／又は伸長反応させるトナーである画像形成装置である。

請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし９のいずれかに記載の画像形成装置において、前記塗布装置は、クリーニング装置内に設けられている画像形成装置である。
請求項１１に記載の発明は、請求項１ないし１０のいずれかに記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、潜像を形成する潜像担持体と、潜像担持体に潤滑剤を塗布する塗布装置、帯電装置、現像装置、クリーニング装置の中から選択される１以上の装置とが一体に支持されて、着脱可能なプロセスカートリッジを備える画像形成装置である。
請求項１２に記載の発明は、請求項１ないし４又は６ないし１０のいずれかに記載の画像形成装置において、前記画像形成装置は、潜像を形成する潜像担持体と、潜像担持体に潤滑剤を塗布する塗布装置、帯電装置、現像装置、クリーニング装置の中から選択される１以上の装置と 潜像担持体を除電する発光手段と が一体に支持されて、着脱可能なプロセスカートリッジを備える画像形成装置である。

請求項１３に記載の発明は、潜像を形成する潜像担持体と、潜像担持体に潤滑剤を塗布する塗布装置、帯電装置、現像装置、クリーニング装置の中から選択される１以上の装置と が一体に支持されて、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、前記プロセスカートリッジは、潜像担持体の回転方向に対するクリーニング装置の上流側に、潜像担持体を除電する発光手段を備えるプロセスカートリッジである。
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載のプロセスカートリッジにおいて、前記プロセスカートリッジは、ケースの外側に発光手段を設け、該発光手段を挟むように遮蔽部材が設けられることを特徴とするプロセスカートリッジである。

以上説明したように、本発明の画像形成装置では、円形度の高いトナーを用いることで高品位の画質を得ることができ、かつ、発光手段であるＰＣＬを備えることで、ブレード方式でも感光体上の転写残トナーを容易にクリーニングすることができる画像形成装置を提供することができる。
また、本発明のプロセスカートリッジでは、発光手段であるＰＣＬを備えることで、ブレード方式でも感光体上の転写残トナーを容易にクリーニングすることができ、さらに、円形度の高いトナーで転写率を向上させることで、回収するトナー量を少なくして寿命を延ばすことができるプロセスカートリッジを提供することができる。

以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１００の構成を示す概略図である。ここでは、電子写真方式の画像形成装置１００に適用した一実施形態について説明する。画像形成装置１００は、イエロー（以下、「Ｙ」と記す。）、シアン（以下、「Ｃ」と記す。）、マゼンタ（以下、「Ｍ」と記す。）、ブラック（以下、「Ｋ」と記す。）の４色のトナーから、カラー画像を形成する画像形成装置（以下、「タンデム型」と記す。）１００である。この画像形成装置１００は、潜像担持体として４つの感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋを備えている。なお、ここではドラム状の感光体１を例に挙げているが、ベルト状の感光体を採用することもできる。各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、それぞれ表面移動部材である中間転写ベルト６ａに接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、それぞれ中間転写ベルト６ａに接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。
図２は、感光体１を配設する画像形成ユニット２の構成を示す概略図である。なお、画像形成ユニット２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋにおける各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ周りの構成はすべて同じであるため、１つの画像形成ユニット２についてのみ図示し、色分け用の符号Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋについては省略してある。感光体１の周りには、その表面移動方向に沿って、潜像を可視化してトナー像を形成する現像装置５、感光体１の帯電電位を除電するクリーニング前除電装置（以下、「ＰＣＬ」と記す。）２０、感光体１に潤滑剤を塗布する潤滑剤の塗布装置２１、感光体１上の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置７、感光体１を帯電させる帯電装置３の順に配置されている。

また、本発明の画像形成装置１００の構成を、図１及び図２に基づいて説明する。
帯電装置３は、感光体１の表面を負極性に帯電する。本実施形態における帯電装置３は、いわゆる接触・近接帯電方式で帯電処理を行う帯電部材としての帯電ローラ３ａを備えている。すなわち、この帯電装置３は、帯電ローラ３ａを感光体１の表面に接触又は近接させ、その帯電ローラ３ａに負極性バイアスを印加することで、感光体１の表面を帯電する。感光体１の表面電位が−４００〜−５００Ｖとなるような直流の帯電バイアスを帯電ローラ３ａに印加している。なお、帯電バイアスとして、直流バイアスに交流バイアスを重畳させたものを利用することもできる。また、帯電装置３には、帯電ローラ３ａの表面をクリーニングするクリーニングローラ３ｂが設けられている。また、トナーが僅かに付着した場合でも、帯電ローラ３ａによる帯電ムラ等の帯電不良を引き起こすのを防止するために、帯電ローラ３ａの表面をクリーニングローラ３ｂによってクリーニングする構成にしてもよい。なお、帯電装置３として、帯電ローラ３ａの周面上の軸方向両端部分に薄いフィルムを巻き付け、これを感光体１の表面に当接するように設置してもよい。これにより、帯電ローラ３ａの表面と感光体１の表面との間は、フィルムの厚さ分だけ離間した極めて近接した状態となる。これによって、感光体１上に残留トナーとの接触を減らすことができる。
このようにして帯電した感光体１の表面には、露光装置４によって露光されて各色に対応した静電潜像が形成される。この露光装置４は、各色に対応した画像情報に基づき、感光体１に対して各色に対応した静電潜像を書き込む。なお、本実施形態の露光装置４は、レーザ方式の露光装置であるが、ＬＥＤアレイと結像手段からなる露光装置などの他の方式の露光装置を採用することもできる。

現像装置５は、そのケーシングの開口から現像剤担持体としての現像ローラ５ａが部分的に露出している。また、ここでは、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いているが、キャリアを含まない一成分現像剤を使用してもよい。現像装置５は、トナーボトルから、対応する色のトナーの補給を受けてこれを内部に収容している。この現像ローラ５ａは、磁界発生手段としてのマグネットローラと、その周りを同軸回転する現像スリーブとから構成されている。現像剤中のキャリアは、マグネットローラが発生させる磁力により現像ローラ５ａ上に穂立ちした状態となって感光体１と対向する現像領域に搬送される。ここで、現像ローラ５ａは、感光体１と対向する領域（以下、「現像領域」と記す。）において感光体１の表面よりも速い線速で同方向に表面移動する。そして、現像ローラ５ａ上に穂立ちしたキャリアは、感光体１の表面を摺擦しながら、キャリア表面に付着したトナーを感光体１の表面に供給し、現像する。このとき、現像ローラ５ａには、図示しない電源から−３００Ｖの現像バイアスが印加され、これにより現像領域には現像電界が形成される。

転写装置６における中間転写ベルト６ａは、３つの支持ローラ６ｂ、６ｃ、６ｄに張架されており、図中矢印の方向に無端移動する構成となっている。この中間転写ベルト６ａ上には、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像が静電転写方式により互いに重なり合うように転写される。静電転写方式には、転写チャージャを用いた構成もあるが、ここでは転写チリの発生が少ない転写ローラ６ｅを用いた構成を採用している。具体的には、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋと接触する中間転写ベルト６ａの部分の裏面に、それぞれ転写装置６としての各一次転写ローラ６ｅＹ、６ｅＣ、６ｅＭ、６ｅＫを配置している。ここでは、一次転写ローラ６ｅにより押圧された中間転写ベルト６ａの部分と感光体１とによって、一次転写領域が形成される。そして、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト６ａ上に転写する際には、一次転写ローラ６ｅに正極性のバイアスが印加される。これにより、各一次転写する領域（以下、転写領域）と記す。）には転写電界が形成され、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像は、中間転写ベルト６ａ上に静電的に付着し、転写される。

中間転写ベルト６ａの周りには、その表面に残留したトナーを除去するためのベルトクリーニング装置１５が設けられている。このベルトクリーニング装置１５は、中間転写ベルト６ａの表面に付着した不要なトナーをファーブラシ及びクリーニングブレードで回収する構成となっている。なお、回収した不要トナーは、ベルトクリーニング装置６ｆ内から図示しない搬送手段により図示しない廃トナータンクまで搬送される。この転写ベルト６ａは、体積抵抗率が１０^９〜１０^１１Ωｃｍである高抵抗の無端状単層ベルトであり、その材質はＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）を用いることが好ましいが、弾性層を含む複数の樹脂層にしてもよい。
また、支持ローラ６ｄに張架された中間転写ベルト６ａの部分には、二次転写ローラ６ｇが接触して配置されている。この中間転写ベルト６ａと二次転写ローラ６ｇとの間には二次転写領域が形成され、この部分に、所定のタイミングで記録部材としての転写紙が送り込まれるようになっている。この転写紙は、露光装置４の図中下側にある給紙カセット９内に収容されており、ピックアップローラ１０、レジストローラ対１１等によって、二次転写領域まで搬送される。そして、中間転写ベルト６ａ上に重ね合わされたトナー像は、二次転写領域において、転写紙上に一括して転写される。この二次転写時には、二次転写ローラ６ｇに正極性のバイアスが印加され、これにより形成される転写電界によって中間転写ベルト６ａ上のトナー像が転写紙上に転写される。

ここで、潤滑剤の塗布装置２１は、固定されたケースに収容された潤滑剤成型体２１ｂと、潤滑剤成型体２１ｂに接触して潤滑剤を削り取り、感光体１に塗布するブラシ状ローラ２１ａと、潤滑剤成型体２1bをブラシ状ローラ２１ａに押すつける加圧スプリング２１ｃから主に構成されている。潤滑剤成型体２１ｂは直方体状に形成されており、ブラシ状ローラ２１ｂは感光体１の軸方向に延びる形状を有している。潤滑剤成型体２１ｂは、そのほぼ全てを使い切れるように、ブラシ状ローラ２１ａに対して加圧スプリング２１ｃで付勢されている。潤滑剤成型体２１ｂは消耗品であるため経時的にその厚みが減少するが、加圧スプリング２１ｃで加圧されているために常時ブラシ状ローラ２１ａに当接している。
また、この潤滑剤の塗布装置２１は、クリーニング装置７内にクリーニング手段であるクリーニングブレード７ａと共に設けても良い。これによって、ブラシ状ローラ２１ａで感光体１を摺擦することでブラシに付着するトナーを潤滑剤成型体２１ｂ又はフリッカーで振り落としたトナーを容易に回収することができる。

潤滑剤としては、脂肪酸金属塩、シリコーンオイル、フッ素系樹脂等が挙げられ、これらは単独または２種類以上を混合して用いることができる。特に、脂肪酸金属塩が好ましい。脂肪酸金属塩としては、脂肪酸としては、直鎖状の炭化水素が好ましく、例えば、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等が好ましく、ステアリン酸が一層好ましい。金属としては、リチウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、亜鉛、カドミウム、アルミニウム、セリウム、チタン、鉄などが挙げられる。これらの中で、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸鉄などが好ましく、特に、ステアリン酸亜鉛がもっとも好ましい。

また、クリーニング装置７は、クリーニングブレード７ａ、支持部材７ｂ、トナー回収コイル７ｃ、ブレード加圧スプリング７ｄを備える。クリーニングブレード７ａは、転写後に残留する感光体１上のトナーを除去する。支持部材７ｂに貼着してクリーニング装置に配設されるが、支持部材７ｂは特に限定されないが、金属、プラスチック、セラミック等を用いることができる。
クリーニングブレード７ａは、摩擦係数の低い弾性体として、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等のうちウレタンエラストマー、シリコーンエラストマー、フッ素エラストマーを挙げることができる。クリーニングブレード８ａとしては、熱硬化性のウレタン樹脂が好ましく、特に、ウレタンエラストマーが、耐摩耗性、耐オゾン性、耐汚染性の観点から好ましい。エラストマーには、ゴムも含まれる。クリーニングブレード７ａは、硬度（ＪＩＳ―Ａ）が、６５〜８５度の範囲が好ましい。また、クリーニングブレード８ａは、厚さが０．８〜３．０ｍｍで、突き出し量が３〜１５ｍｍの範囲にあることが好ましい。さらに、その他の条件として当接圧、当接角度、食い込み量等は適宜決定することができる。

また、本発明の画像形成装置１００では、平均円形度が０．９４以上のトナーを用いる。この円形度は、乾式粉砕で製造されるトナーでは、熱的又は機械的に球形化処理する。熱的には、例えば、アトマイザーなどに熱気流とともにトナー粒子を噴霧することで球形化処理を行うことができる。また、機械的にはボールミル等の混合機に比重の軽いガラス等の混合媒体とともに投入して攪拌することで、球形化処理することができる。ただし、熱的球形化処理では凝集し粒径の大きいトナー粒子又は機械的球形化処理では微粉が発生するために再度の分級工程が必要になる。また、水系溶媒中で製造されるトナーでは、溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、形状を制御することができる。

円形度は、円形度ＳＲ＝（粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長／粒子投影像の周囲長）×１００％で定義され、トナーが真球に近いほど１００％に近い値となる。円形度の高いトナーは、、キャリア又は現像スリーブ５ａ上において電気力線の影響を受けやすく、静電潜像の電気力線に沿って忠実に現像される。微小な潜像ドットを再現する際には緻密で均一なトナー配置をとりやすいために細線再現性が高くなる。また、円形度の高いトナーは、その表面は滑らかで適度な流動性をもつために電気力線の影響を受けやすく電気力線に沿って忠実に転移しやすいために転写率が高くなり、高品位の画像を得ることができる。さらに、中間転写ベルト６ａが感光体１に押圧された場合でも、円形度の高いトナーは均一に中間転写ベルト６ａに接触し、トナーの接触面積が一様になることで転写率の向上に寄与する。しかし、トナーの平均円形度が０．９４未満では、忠実な現像、転写率の高い転写ができなくなる。これは、トナーが不定形では、トナー表面の帯電が不均一であり、また、重心と帯電の中心がずれるために電界に対して忠実な移動が困難になるためである。

しかし、トナーの円形度が高いと、クリーニングブレード７ａと感光体１との間隙に潜り込んでしまうためクリーニング不良が多くなる。そこで、本発明の画像形成装置１００では、トナーと感光体１との付着力を低減させるために、クリーニング前除電装置（以下、これを「ＰＣＬ（ＰｒｅＣｌｅａｎｉｎｇＬａｍｐ）」と記す）として発光手段２０を設けている。図２に示すように、転写領域から下流側でクリーニング装置７の上流側に設けて、クリーニング前の感光体１上の電荷を減衰させることで、特に、感光体１上に転写されなかった残留トナーをクリーニングしやすくする。発光手段としては、発光ダイオード（ＬＤ）、ＬＥＤ、エレクトロルミネッセンス（以下、「ＥＬ」と記す。）、蛍光灯等をあげることができ、いずれも感光体１を露光して感光体１上の電荷を減衰させることができる。発光手段２０は、ＥＬ又はＬＤが好ましく、さらに、構造が簡単であり、ＥＬを用いることが一層好ましい。ＥＬは、蛍光灯に比べて軽量、薄型であり、また、小さな素子をアレー状に構成するＬＥＤに比較して、広い面積に照射することができる。また、ＰＣＬ２０の位置は、転写装置６の内部に配設し、中間転写ベルト６ａが透明性の高い樹脂で形成されている場合は、中間転写ベルト６ａを通して光を照射するものであってもよい。

次に図３を参照して第２の実施例を説明する。
第２の実施例は、基本的な構成は実施例１と同様だが、感光体１、クリーニング装置７が設けられるケースの外側に、ＰＣＬが設けられる基板を設け、当該ＰＣＬを挟むように遮蔽部材を設ける。実施例２では、遮蔽部材として、黒のマイラーを採用する。遮蔽部材を設けることにより、ＰＣＬから射出される光が転写ベルトに照射されて、異常画像となることを防ぐ。また、ＰＣＬが設けられる基板の上側に遮蔽部材を設けることにより、プロセスカートリッジを取り出したときに基板がむき出しにならず、ユーザの使い勝手がよい。さらには、ケース上に基板を設け、遮蔽部材を設ける構成としたことにより、ＰＣＬのメンテナンス性を上げ、ケースを大型化する必要がないため、プロセスカートリッジの小型化にも寄与する。

ここで、本発明の画像形成装置１００の画像形成動作について、１つの画像形成ユニット２によって説明する。画像形成動作開始によって、初めに帯電装置３で感光体１上に負極性に一様に帯電される。次に、露光装置４は、画像データに基づいて感光体１の表面にレーザ光を走査しながら照射して、潜像を形成する。この潜像を、現像装置５で、トナー像を形成する。トナーとしては、カラートナーの対応が容易なことから磁性キャリアとともに用いる二成分現像剤が好ましい。
このときに、トナー像が形成された感光体１が回転して転写領域に入り、同時期に移動してきた中間転写ベルト６ａに転写領域で接触する。転写領域では、感光体１上で現像されたトナー像は、転写電界やニップ圧の作用を受けて中間転写ベルト６ａに転写される。この転写により、中間転写ベルト６ａ上にトナー像が形成される。感光体１が複数のカラートナー分あるタンデム型では、この転写が複数回繰り返されることで、中間転写ベルト６ａにカラートナー像を形成する。
一方、中間転写ベルト６ａ上のトナー像は、同時期に、給紙ユニット９から給送された記録部材は、図示しない搬送ガイドにガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ対１１へ搬送され、所定のタイミングで送出された記録部材は、２次転写領域で、転写電界やニップ圧の作用を受けて記録部材上に転写される。この転写により、記録部材上にはフルカラートナー像が形成される。フルカラートナー像が形成された記録部材は、定着装置８でこのフルカラートナー像が定着された後、画像形成装置１００の排紙トレイ上に排紙される。

この転写前における、感光体１の表面電位は地肌部（白地背景部）で−５００Ｖ、レーザ光で露光された画像部で−５０Ｖである。−５００Ｖの直流と０．５〜２ｋＶの交流電圧による現像バイアスで負極性のトナーが画像部に現像される。転写領域では、正極性の＋４００〜４５０Ｖの直流と０．５〜２ｋＶの交流電圧による転写バイアスで中間転写ベルト６ａにトナー像を転写する。転写後は、転写電界による影響で、感光体１の表面電位は、地肌部（白地背景部）で−２００Ｖ、画像部で−１０Ｖ程度になっている。転写後の感光体１上のトナーは、この−２００Ｖと−１０Ｖによる電界で画像のエッジ部に強く感光体１表面に付着して、クリーニングブレードをすり抜けてしまい、感光体１上にトナーが残留したまま帯電されるために地肌かぶり、白点等の異常画像になる。この感光体１上に残留する電界を、ＰＣＬ２０で光照射することで、トナーのない地肌部の電位を−２００Ｖから０Ｖにして、−１０Ｖの画像部と電界を形成させ、トナーの感光体１への付着力を減少させて、クリーニング不良の発生を抑える。

また、その後、潤滑剤の塗布装置２１は、ブラシ状ローラ２１ａで潤滑剤成型体２１ｂから潤滑剤であるステアリン酸亜鉛を掻き取ってブラシに付着させ、これを感光体１表面に摺擦させて塗布する。次に、感光体１に当接しているクリニングブレード７ａで潤滑剤が押圧されて薄い膜を形成する。この潤滑剤の博を形成する感光体１上のトナーはクリーニングされやすくなり、さらに、感光体１表面の電位との付着力も減少していることから、円形度が０．９４以上の残留トナーであってもクリーニングすることができる。
さらに、この潤滑剤が塗布された感光体１は、クリーニング装置７のクリーニングブレード７ａで感光体１上に押圧されて薄膜を形成する。この薄膜が感光体１の摩擦係数を低下させる。このとき、感光体１の摩擦係数μを、０．４以下にすることが好ましい。摩擦係数μは、潤滑剤成型体２１ｂに対する加圧スプリング２１ｃの強度による圧力、ブラシ状ローラ２１ａのブラシ密度、ブラシの直径、ローラの回転数、回転方向等の塗布装置２１の設定条件で制御することができる。
感光体１の摩擦係数を０．４以下にすることで、クリーニングブレード７ａとの摩擦が大きくなるのを抑え、クリーニングブレード７ａの変形又はめくれを抑えて、トナーがクリーニングブレード７ａをすり抜けるのを防止して、クリーニング不良の発生を抑制することができる。さらに、０．４以下、さらに０．３以下が一層好ましい。

ここで、感光体１の摩擦係数は以下のように、オイラーベルト方式にて測定した。図４は、感光体１の摩擦係数の測定方法を説明するための図である。この場合、ベルトとして中厚の上質紙を紙すきが長手方向になるようにして感光体１のドラム円周１／４に張架し、ベルトの一方に例えば０．９８Ｎ（１００ｇｒ）の荷重を掛け、他方にフォースゲージを設置してフォースゲージを引っ張り、ベルトが移動した時点での荷重を読み取って、摩擦係数μｓ＝２／π×１ｎ（Ｆ／０．９８）（但し、μ：静止摩擦係数、Ｆ：測定値）に代入して算出する。なお、この画像形成装置１００における感光体１の摩擦係数は、画像形成によって定常状態になったときの値をいう。これは、感光体１の摩擦係数は、画像形成装置１００に配設される他の装置の影響を受けるために、画像形成直後の摩擦係数の値から変化する。しかし、Ａ４版記録紙で１，０００枚程度の画像形成により摩擦係数の値はほぼ一定の値となる。したがって、ここにいう摩擦係数とは、この定常状態における一定になったときの摩擦係数をいう。

また、トナーの体積平均粒径Ｄｖは、小さい方が細線再現性を向上させることができるために、大きくとも８μｍ以下のトナーを用いる。しかし、粒径が小さくなると現像性、クリーニング性が低下するために、小さくとも３μｍ以上が好ましい。さらに、３μｍ未満では、キャリア又は現像ローラ５ａの表面に現像されにくい微小粒径のトナーが多くなるために、その他のトナーにおけるキャリアまたは現像ローラとの接触・摩擦が不十分となり逆帯電性トナーが多くなり地かぶり等の異常画像を形成するため好ましくない。
また、体積平均粒径Ｄｖと数平均粒径Ｄｎとの比（Ｄｖ／Ｄｎ）で表される粒径分布は、１．０５〜１．４０の範囲であることが好ましい。粒径分布をシャープにすることで、トナー帯電量分布が均一にすることができる。Ｄｖ／Ｄｎが１．４０を越えると、トナーの帯電量分布も広く、逆帯電トナーＴ１が多くなるために高品位な画像を得るのが困難になる。Ｄｖ／Ｄｎが１．０５未満では、製造が困難であり、実用的ではない。トナーの粒径は、コールターカウンターマルチサイザー（コールター社製）を用いて、測定するトナーの粒径に対応させて測定用穴の大きさが５０μｍのアパーチャーを選択して用い、５０，０００個の粒子の粒径の平均を測定することで得られる。

また、トナーは、円形度のうち形状係数ＳＦ−１が１００以上１８０以下の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００以上１８０以下の範囲にあることが好ましい。図５は、トナーの形状を模式的に表した図であり、図５（ａ）は形状係数ＳＦ−１、図５（ｂ）は形状係数ＳＦ−２を説明するための図である。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式（１）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）^２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）……式（１）
ＳＦ−１の値が１００の場合トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。
また、形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式（２）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）^２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）……式（２）
ＳＦ−２の値が１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり、ＳＦ−２の値が大きくなるほどトナー表面の凹凸が顕著になる。
形状係数の測定は、具体的には、走査型電子顕微鏡（Ｓ−８００：日立製作所製）でトナーの写真を撮り、これを画像解析装置（ＬＵＳＥＸ３：ニレコ社製）に導入して解析して計算した。

トナーの形状が球形に近くなると、トナーとの接触が点接触になるために、トナー同士の吸着力が弱くなり、その結果流動性が高くなり、また、トナーと感光体１との吸着力が弱くなって、転写率が高くなり、感光体１上の残留トナーをクリーニングしやすくなる。
トナーの形状係数ＳＦ−１とＳＦ−２は１００以上がよい。また、ＳＦ−１とＳＦ−２が大きくなると、形状が不定型になり、トナーの帯電量分布が広くなり、現像が潜像に対して忠実でなくなり、また、転写でも転写電界に忠実でなくなり画像品位が低下する。さらに、転写率が低下して転写残トナーが多くなり、大きいクリーニング装置７が必要になり画像形成装置１００の設計上不利になる。このために、ＳＦ−１は１８０を越えない方が好ましく、ＳＦ−２は１８０を越えない方が好ましい。

さらに、この画像形成装置１００に用いるトナーは、略球形であってもよい。図６は、トナーの外形形状を示す概略図であり、図６（ａ）はトナーの外観であり、図６（ｂ）はトナーの断面図である。図６（ａ）では、Ｘ軸がトナーの最も長い軸の長軸ｒ１を、Ｙ軸が次に長い軸の短軸ｒ２を、Ｚ軸に最も短い軸の厚さｒ３を表し、長軸ｒ１≧短軸ｒ２≧厚さｒ３の関係を有している。
このトナーは、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０で表される略球形の形状を有している。長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５未満では、不定形状に近づくために帯電量分布が広くなる。
厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７未満では、不定形状に近づくために帯電量分布が広くなる。特に、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が１．０では、略球形の形状になるために、帯電量分布が狭くなる。
なお、これまでのトナーの大きさは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で、視野の
角度を変え、その場観察しながら測定した。
トナーの形状は、製造方法により制御することができる。例えば、乾式粉砕法によるトナーは、トナー表面も凸凹で、トナー形状が一定しない不定形になっている。この乾式粉砕法トナーであっても、機械的又は熱的処理を加えることで真球に近いトナーにすることができる。懸濁重合法、乳化重合法により液滴を形成してトナーを製造する方法によるトナーは、表面が滑らかで、真球形に近い形状になることが多い。また、溶媒中の反応途中で攪拌して剪断力を加えることで楕円にすることができる。

また、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／又は伸長反応させるトナーが好ましい。
以下に、トナーの構成材料及び好適な製造方法について説明する。
（ポリエステル）
ポリエステルは、多価アルコール化合物と多価カルボン酸化合物との重縮合反応によって得られる。
多価アルコール化合物（ＰＯ）としては、２価アルコール（ＤＩＯ）および３価以上の多価アルコール（ＴＯ）が挙げられ、（ＤＩＯ）単独、または（ＤＩＯ）と少量の（ＴＯ）との混合物が好ましい。２価アルコール（ＤＩＯ）としては、アルキレングリコール（エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオールなど）；アルキレンエーテルグリコール（ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど）；脂環式ジオール（１，４−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールＡなど）；ビスフェノール類（ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳなど）；上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物；上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数２〜１２のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数２〜１２のアルキレングリコールとの併用である。３価以上の多価アルコール（ＴＯ）としては、３〜８価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール（グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど）；３価以上のフェノール類（トリスフェノールＰＡ、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど）；上記３価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。

多価カルボン酸（ＰＣ）としては、２価カルボン酸（ＤＩＣ）および３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）が挙げられ、（ＤＩＣ）単独、および（ＤＩＣ）と少量の（ＴＣ）との混合物が好ましい。２価カルボン酸（ＤＩＣ）としては、アルキレンジカルボン酸（コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など）；アルケニレンジカルボン酸（マレイン酸、フマール酸など）；芳香族ジカルボン酸（フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など）などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数４〜２０のアルケニレンジカルボン酸および炭素数８〜２０の芳香族ジカルボン酸である。３価以上の多価カルボン酸（ＴＣ）としては、炭素数９〜２０の芳香族多価カルボン酸（トリメリット酸、ピロメリット酸など）などが挙げられる。なお、多価カルボン酸（ＰＣ）としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル（メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど）を用いて多価アルコール（ＰＯ）と反応させてもよい。

多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の比率は、水酸基［ＯＨ］とカルボキシル基［ＣＯＯＨ］の当量比［ＯＨ］／［ＣＯＯＨ］として、通常２／１〜１／１、好ましくは１．５／１〜１／１、さらに好ましくは１．３／１〜１．０２／１である。
多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の重縮合反応は、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃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く、さらには記録紙への定着時、記録紙とトナーの親和性がよく低温定着性が向上する。しかし、酸価が３０を超えると帯電の安定性、特に環境変動に対し悪化傾向がある。
また、重量平均分子量１万〜４０万、好ましくは２万〜２０万である。重量平均分子量が１万未満では、耐オフセット性が悪化するため好ましくない。また、４０万を超えると低温定着性が悪化するため好ましくない。

ポリエステルには、上記の重縮合反応で得られる未変性ポリエステルの他に、ウレア変性のポリエステルが好ましく含有される。ウレア変性のポリエステルは、上記の重縮合反応で得られるポリエステルの末端のカルボキシル基や水酸基等と多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）とを反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋及び／又は伸長されて得られるものである。
多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）としては、脂肪族多価イソシアネート（テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，６−ジイソシアナトメチルカプロエートなど）；脂環式ポリイソシアネート（イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど）；芳香族ジイソシアネート（トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど）；芳香脂肪族ジイソシアネート（α，α，α’，α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど）；イソシアネート類；前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの；およびこれら２種以上の併用が挙げられる。
多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）の比率は、イソシアネート基［ＮＣＯ］と、水酸基を有するポリエステルの水酸基［ＯＨ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＯＨ］として、通常５／１〜１／１、好ましくは４／１〜１．２／１、さらに好ましくは２．５／１〜１．５／１である。［ＮＣＯ］／［ＯＨ］が５を超えると低温定着性が悪化する。［ＮＣＯ］のモル比が１未満では、ウレア変性ポリエステルを用いる場合、そのエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。

イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）構成成分の含有量は、通常０．５〜４０ｗｔ％、好ましくは１〜３０ｗｔ％、さらに好ましくは２〜２０ｗｔ％である。０．５ｗｔ％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、４０ｗｔ％を超えると低温定着性が悪化する。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中の１分子当たりに含有されるイソシアネート基は、通常１個以上、好ましくは、平均１．５〜３個、さらに好ましくは、平均１．８〜２．５個である。１分子当たり１個未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。

次に、ポリエステルプレポリマー（Ａ）と反応させるアミン類（Ｂ）としては、２価アミン化合物（Ｂ１）、３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）、アミノアルコール（Ｂ３）、アミノメルカプタン（Ｂ４）、アミノ酸（Ｂ５）、およびＢ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）などが挙げられる。
２価アミン化合物（Ｂ１）としては、芳香族ジアミン（フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルメタンなど）；脂環式ジアミン（４，４’−ジアミノ−３，３’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど）；および脂肪族ジアミン（エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど）などが挙げられる。３価以上の多価アミン化合物（Ｂ２）としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール（Ｂ３）としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン（Ｂ４）としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸（Ｂ５）としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。Ｂ１〜Ｂ５のアミノ基をブロックしたもの（Ｂ６）としては、前記Ｂ１〜Ｂ５のアミン類とケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物などが挙げられる。これらアミン類（Ｂ）のうち好ましいものは、Ｂ１およびＢ１と少量のＢ２の混合物である。

アミン類（Ｂ）の比率は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）中のイソシアネート基［ＮＣＯ］と、アミン類（Ｂ）中のアミノ基［ＮＨｘ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］として、通常１／２〜２／１、好ましくは１．５／１〜１／１．５、さらに好ましくは１．２／１〜１／１．２である。［ＮＣＯ］／［ＮＨｘ］が２を超えたり１／２未満では、ウレア変性ポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。
また、ウレア変性ポリエステル中には、ウレア結合と共にウレタン結合を含有していてもよい。ウレア結合含有量とウレタン結合含有量のモル比は、通常１００／０〜１０／９０であり、好ましくは８０／２０〜２０／８０、さらに好ましくは、６０／４０〜３０／７０である。ウレア結合のモル比が１０％未満では、耐ホットオフセット性が悪化する。

ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法、などにより製造される。多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃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。次いで４０〜１４０℃にて、これに多価イソシアネート（ＰＩＣ）を反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得る。さらにこの（Ａ）にアミン類（Ｂ）を０〜１４０℃にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。
（ＰＩＣ）を反応させる際、及び（Ａ）と（Ｂ）を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤（トルエン、キシレンなど）；ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）；エステル類（酢酸エチルなど）；アミド類（ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど）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（ＰＩＣ）に対して不活性なものが挙げられる。

また、ポリエステルプレポリマー（Ａ）とアミン類（Ｂ）との架橋及び／又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン（ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど）、およびそれらをブロックしたもの（ケチミン化合物）などが挙げられる。
ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常１万以上、好ましくは２万〜１０００万、さらに好ましくは３万〜１００万である。１万未満では耐ホットオフセット性が悪化する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常２０００〜１５０００、好ましくは２０００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００である。２００００を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。

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１００に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。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。
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である。ウレア変性ポリエステルの重量比が５％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを含むバインダ樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は、通常４５〜６５℃、好ましくは４５〜６０℃である。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。

なお、ここで、着色剤、帯電制御剤、離型剤等は、既述の物質を用いることができる。

次に、トナーの製造方法について説明する。ここでは、好ましい製造方法について示すが、これに限られるものではない。
（トナーの製造方法）
１）着色剤、未変性ポリエステル、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、離型剤を有機溶媒中に分散させトナー材料液を作る。
有機溶媒は、沸点が１００℃未満の揮発性であることが、トナー母体粒子形成後の除去が容易である点から好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは２種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。有機溶媒の使用量は、ポリエステルプレポリマー１００重量部に対し、通常０〜３００重量部、好ましくは０〜１００重量部、さらに好ましくは２５〜７０重量部である。

２）トナー材料液を界面活性剤、樹脂微粒子の存在下、水系媒体中で乳化させる。
水系媒体は、水単独でも良いし、アルコール（メタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコールなど）、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類（メチルセルソルブなど）、低級ケトン類（アセトン、メチルエチルケトンなど）などの有機溶媒を含むものであってもよい。
トナー材料液１００重量部に対する水系媒体の使用量は、通常５０〜２０００重量部、好ましくは１００〜１０００重量部である。５０重量部未満ではトナー材料液の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。２００００重量部を超えると経済的でない。
また、水系媒体中の分散を良好にするために、界面活性剤、樹脂微粒子等の分散剤を適宜加える。
界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの４級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤、例えばアラニン、ドデシルジ（アミノエチル）グリシン、ジ（オクチルアミノエチル）グリシンやＮ−アルキル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。

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。
商品名としては、サーフロンＳ−１１１、Ｓ−１１２、Ｓ−１１３（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−９３、ＦＣ−９５、ＦＣ−９８、ＦＣ−１２９（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−１０１、ＤＳ−１０２（ダイキン工業社製）、メガファックＦ−１１０、Ｆ−１２０、Ｆ−１１３、Ｆ−１９１、Ｆ−８１２、Ｆ−８３３（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１０２、１０３、１０４、１０５、１１２、１２３Ａ、１２３Ｂ、３０６Ａ、５０１、２０１、２０４、（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−１００、Ｆ１５０（ネオス社製）などが挙げられる。

また、カチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を有する脂肪族１級、２級もしくは２級アミン酸、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンＳ−１２１（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−１３５（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−２０２（ダイキンエ業杜製）、メガファックＦ−１５０、Ｆ−８２４（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１３２（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−３００（ネオス社製）などが挙げられる。

樹脂微粒子は、水系媒体中で形成されるトナー母体粒子を安定化させるために加えられる。このために、トナー母体粒子の表面上に存在する被覆率が１０〜９０％の範囲になるように加えられることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル微粒子１μｍ、及び３μｍ、ポリスチレン微粒子０．５μｍ及び２μｍ、ポリ（スチレン―アクリロニトリル）微粒子１μｍ、商品名では、ＰＢ−２００Ｈ（花王社製）、ＳＧＰ（総研社製）、テクノポリマーＳＢ（積水化成品工業社製）、ＳＧＰ−３Ｇ（総研社製）、ミクロパール（積水ファインケミカル社製）等がある。
また、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等の無機化合物分散剤も用いることができる。
上記の樹脂微粒子、無機化合物分散剤と併用して使用可能な分散剤として、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する（メタ）アクリル系単量体、例えばアクリル酸−β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−β−ヒドロキシエチル、アクリル酸−β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸−３−クロロ２−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸−３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンなどの含窒素化合物、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。

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。

３）乳化液の作製と同時に、アミン類（Ｂ）を添加し、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）との反応を行わせる。
この反応は、分子鎖の架橋及び／又は伸長を伴う。反応時間は、ポリエステルプレポリマー（Ａ）の有するイソシアネート基構造とアミン類（Ｂ）との反応性により選択されるが、通常１０分〜４０時間、好ましくは２〜２４時間である。反応温度は、通常、０〜１５０℃、好ましくは４０〜９８℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。

４）反応終了後、乳化分散体（反応物）から有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー母体粒子を得る。
有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に層流の攪拌状態で昇温し、一定の温度域で強い攪拌を与えた後、脱溶媒を行うことで紡錘形のトナー母体粒子が作製できる。また、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、トナー母体粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。

５）上記で得られたトナー母体粒子に、帯電制御剤を打ち込み、ついで、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。
外添剤、潤滑剤を添加して現像剤を調製する際には、これらを同時に又は別々に添加して混合してもよい。外添剤等の混合は一般の粉体の混合機が用いられるがジャケット等装備して、内部の温度を調節できることが好ましい。使用できる混合設備の例としては、Ｖ型混合機、ロッキングミキサー、レーディゲミキサー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサーなどが挙げられる。混合条件である回転数、転動速度、時間、温度などを変化させて、外添剤の埋め込み、潤滑剤のトナー表面の薄膜形成を防止することが好ましい。
これにより、小粒径であって、粒径分布のシャープなトナーを容易に得ることができる。さらに、有機溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、真球状から紡錘形状の間の形状を制御することができ、さらに、表面のモフォロジーも滑らかなものから梅干形状の間で制御することができる。

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、無機微粒子を好ましく用いることができる。特に、疎水性シリカおよびまたは疎水性酸化チタンが好ましい。この無機微粒子の一次粒子径は、５ｍμ〜２μｍであることが好ましく、特に５ｍμ〜５００ｍμであることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００ｍ^２／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０．０１〜５重量％であることが好ましく、特に０．０１〜２．０重量％であることが好ましい。
その他の無機微粒子の具体例としては、例えば、アルミナ、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、窒化ケイ素などを挙げることができる。この他 高分子系微粒子たと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。
このような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。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好ましい表面処理剤として挙げられる。

本発明のトナーは、磁性キャリアと混合して二成分現像剤として用いることができる。この場合、現像剤中のキャリアとトナーとのトナー濃度は、キャリア１００重量部に対してトナー１〜１０重量部が好ましい。また、本発明のトナーはキャリアを使用しない一成分系の磁性トナー又は非磁性トナーとしても用いることができる。

また、本発明の画像形成装置１００は、感光体１と、塗布装置２１、帯電装置２、現像装置５、クリーニング装置７の中から選択される１以上の装置とが一体に支持されて、着脱可能なプロセスカートリッジを備える。この画像形成装置１００は、発光手段としてＰＣＬ２０を本体に配設することで、円形度が０．９４以上のトナーであってもクリーニングすることができる。

また、感光体１と、潤滑剤の塗布装置２１、帯電装置２、現像装置５、クリーニング装置７の中から選択される１以上の装置とが一体に支持されて、画像形成装置１００に着脱可能にし、さらに、感光体１の回転方向に対するクリーニング装置７の上流側に、感光体を除電する発光部材であるＰＣＬ２０を備えるプロセスカートリッジを用いることができる。ＰＣＬ２０をプロセスカートリッジに備えることで、感光体の残留電位を減衰させて、特に、白地部と画像部のエッジ部における電界を減少させることで、トナーと感光体との付着力を減少させてクリーニング不良の発生を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。 感光体を配設する画像形成ユニットの構成を示す概略図である。 プロセスカートリッジのケースの外側に感光体除電用の発光装置を設けた実施例の説明のための図である。 感光体の摩擦係数の測定方法を説明するための図である。 トナーの形状を模式的に表した図であり、図５（ａ）は形状係数ＳＦ−１、図５（ｂ）は形状係数ＳＦ−２を説明するための図である。 トナーの外形形状を示す概略図であり、図６（ａ）はトナーの外観であり、図６（ｂ）はトナーの断面図である。

符号の説明

１ 感光体
２ 画像形成ユニット
３ 帯電装置
３ａ 帯電ローラ
３ｂ クリーニングローラ
４ 露光装置
５ 現像装置
５ａ 現像ローラ
５ｂ 攪拌搬送スクリュー
５ｃ ドクターブレード
６ 転写装置
６ａ 中間転写ベルト
６ｂ、６ｃ、６ｄ 支持ローラ
６ｅ 一次転写ローラ
６ｆ ベルトクリーニング装置
６ｇ 二次転写ローラ
７ クリーニング装置
７ａ クリーニングブレード
７ｂ 支持部材
７ｃ 回収スクリュー
７ｄ 加圧スプリング
８ 定着装置
８ａ 加熱ローラ
８ｂ 加圧ローラ
９ 給紙ユニット
１０ ピックアップローラ
１１ レジストローラ
１２ 排紙ローラ
２０ 発光手段（ＰＣＬ）
２１ 塗布装置
２１ａ ブラシ状ローラ
２１ｂ 潤滑剤成型体
２１ｃ 加圧スプリング
１００ 画像形成装置

Claims (14)

1. 潜像を担持する潜像担持体と、帯電部材を潜像担持体表面に接触又は近接させて潜像担持体を帯電する帯電装置と、潜像担持体に潜像を形成する潜像形成装置と、潜像担持体の潜像にトナーを付着させて現像する現像装置と、潜像担持体とこれに接触しつつ表面移動する表面移動部材との間に転写電界を形成して、潜像担持体に形成されたトナー像を、表面移動部材との間に挟持される記録材上又は表面移動部材上に転写する転写装置と、潜像担持体上に残留するトナーをクリーニングブレードでクリーニングするクリーニング装置と を備える画像形成装置において、
   前記画像形成装置は、用いるトナーの円形度が０．９４以上であって、
   潜像担持体の回転方向に対するクリーニング装置の上流側に、潜像担持体を除電する発光手段を備える
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記画像形成装置は、潜像担持体に潤滑剤を塗布する塗布装置を有し、
   該塗布装置がブラシ状ローラを備え、このブラシ状ローラで棒状の潤滑剤を摺擦して掻き取り、潜像担持体に潤滑剤を塗布する
   ことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
   前記潜像担持体は、摩擦係数が０．４以下である
   ことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記発光手段は、エレクトロルミネッセンス又は発光ダイオードである
   ことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記発光手段は、透明な表面移動部材を通して、潜像担持体を除電する
   ことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記トナーは、形状係数ＳＦ−１で１００〜１８０の範囲にあり、かつ 形状係数ＳＦ−２で１００〜１８０の範囲にある
   ことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記トナーは、体積平均粒径（Ｄｖ）が３〜８μｍの範囲にあり、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）で定義される分散度が１．０５〜１．４０の範囲にある
   ことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記トナーは、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲であって、長軸ｒ１≧短軸ｒ２≧厚さｒ３の関係を満足する
   ことを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記トナーは、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／又は伸長反応させるトナーである
   ことを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１ないし９のいずれかに記載の画像形成装置において、
    前記塗布装置は、クリーニング装置内に設けられている
    ことを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１ないし１０のいずれかに記載の画像形成装置において、
    前記画像形成装置は、潜像を形成する潜像担持体と、
    潜像担持体に潤滑剤を塗布する塗布装置、帯電装置、現像装置、クリーニング装置の中から選択される１以上の装置と が一体に支持されて、着脱可能なプロセスカートリッジを備える
    ことを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項１ないし４又は６ないし１０のいずれかに記載の画像形成装置において、
    前記画像形成装置は、潜像を形成する潜像担持体と、
    潜像担持体に潤滑剤を塗布する塗布装置、帯電装置、現像装置、クリーニング装置の中から選択される１以上の装置と
    潜像担持体を除電する発光手段と が一体に支持されて、着脱可能なプロセスカートリッジを備える
    ことを特徴とする画像形成装置。
13. 潜像を形成する潜像担持体と、潜像担持体に潤滑剤を塗布する塗布装置、帯電装置、現像装置、クリーニング装置の中から選択される１以上の装置と が一体に支持されて、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
    前記プロセスカートリッジは、潜像担持体の回転方向に対するクリーニング装置の上流側に、潜像担持体を除電する発光手段を備える
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
14. 請求項１３に記載のプロセスカートリッジにおいて、
    前記プロセスカートリッジは、ケースの外側に発光手段を設け、該発光手段を挟むように遮蔽部材が設けられる
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。

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