JP2007101796A - 画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】 像担持体表面に低抵抗部位が発生しても、長期間にわたり像担持体への安定した帯電を維持することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 像担持体と、像担持体の表面に対して帯電部材を接触または近接させて配置し、像担持体を帯電させる帯電手段と、二成分現像剤を用いる現像手段と、を備える画像形成装置であって、前記帯電部材は、芯金上に樹脂またはゴムの少なくとも一種よりなる有機物マトリクス中に導電性粒子を分散した被覆層を有し、前記有機物マトリクスの体積抵抗率が１×１０¹²〜１×１０¹⁵Ω・ｃｍの範囲であり、前記導電性粒子の体積抵抗率が１×１０^-3〜１×１０⁵Ω・ｃｍの範囲であり、前記帯電部材へ１０Ｖの電圧を印加した時の前記帯電部材の体積抵抗率が１×１０⁸〜１×１０¹³Ω・ｃｍの範囲であり、前記有機物マトリクスの熱膨張係数が前記導電性粒子の熱膨張係数より大きいことを特徴とする画像形成装置とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、画像形成装置及びプロセスカートリッジに関し、特に、像担持体の表面に対して帯電部材を接触または近接させて配置し、像担持体の表面を帯電する帯電部及び二成分現像剤による現像部を用いた画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。

電子写真方式は、光導電性物質等からなる像担持体上に静電荷による潜像を形成し、この静電潜像に対して、帯電したトナーを付着させて可視像を形成し、形成されたトナー像を、最終的に紙等の転写媒体に転写した後、熱、圧力、溶剤気体等によって転写媒体に定着して出力画像を形成する。この電子写真画像形成方法は、可視像化のためのトナーを帯電させる方法によって、トナーとキャリアとを攪拌・混合させて発生する摩擦帯電を用いる、いわゆる二成分現像方式と、キャリアを用いずにトナーへの電荷付与を行なう、いわゆる一成分現像方式とに大別される。一成分現像方式は、現像ローラへのトナー粒子の保持に磁気力を使用するか否かにより、磁性一成分現像方式と非磁性一成分現像方式に分類される。

従来、高速性と画像再現性が求められるプリンタ、複写機及び複合機等では、トナー帯電の安定性や立ち上がり性、画像品質の長期的安定性等の要求に応えるため二成分現像方式が多く採用され、省スペース性、低コスト化等の要求が大きい小型プリンタやファクシミリ等には、一成分現像方式が多く採用されてきた。昨今、出力画像のカラー化が進み、画像の高画質化や画像品質の安定化に対する要求は、これまでにも増して強くなっている。このため、比較的小型のプリンタや複写機等に対しても、二成分現像方式が用いられるようになってきている。

ところで、像担持体上への潜像は、像担持体を一様に帯電させた後、若しくは像担持体を帯電させると同時にレーザー光による書き込み装置等の潜像形成装置により、得ようとする画像のパターンに応じた潜像パターンとして形成される。安定した画像を得るには、潜像の形成や、潜像の可視像化、すなわち現像の安定化はもちろんのこと、更なる画質の安定化の為には、像担持体の一様な帯電の維持、潜像形成部位内の場所による帯電電位のバラツキの抑制が、重要となる。これらに対しては、これまでにも、コロトロン、スコロトロン、櫛歯電極をはじめとした、さまざまな帯電の均一性の提案がなされている。特に、コロナ放電を用いた帯電部は、帯電の均一性に対しては、効果的な方式であり、数多くの電子写真方式の画像形成装置に採用されている。

しかしながら、一方で、コロナ放電を用いた帯電部では、放電に伴う大量のオゾンの発生が不可避であり、これを低減するために、帯電ローラや帯電ブラシを用いた接触帯電方式や近接帯電方式等が提案されている。これらの帯電部は、主に帯電ローラや帯電ブラシ等、帯電部材と像担持体との間の、微小領域における放電を利用して、像担持体を帯電させるものである。このような帯電部においては、帯電部材と感光体との接触・非接触は、特別重要視する必要はないが、均一な帯電を得るためには、その帯電部材と感光体との間の空隙は小さい方が望ましいため、帯電部材を感光体の表面に接触または近接させるようにしているのが一般的である。

また、より高画質な画像を求める中で、二成分現像方式におけるキャリアは小粒径化が進み、キャリア一粒子当たりの磁化は低下する傾向にある。このような小粒径キャリアを使用するには、現像工程で像担持体表面へキャリア粒子が移行する、いわゆるキャリア付着の発生に対して十分に配慮する必要がある。キャリア付着を完全になくすには、現像領域でのキャリア磁気ブラシを形成するための磁界を強くすれば良いが、この方法により形成した磁気ブラシは、剛直なブラシとなりがちであり、像担持体上に形成したトナー像を掻き乱して、画像品質を劣化させる要因となる。したがって、磁気ブラシを形成するための磁界には、画像品質維持のための上限があり、キャリア付着を完全になくすことは未だ困難とされている。また、上述のようにキャリア付着は、キャリア一粒子当たりの磁化が小さいほど発生しやすいため、より小さな粒径を持つキャリア粒子の存在が、特にキャリア付着の量に影響を与え易い。一方、キャリアを製造する上で、キャリア粒子径を小さくするには、その粒度分布はブロードになりがちであり、特に、キャリアの平均粒子径より小さな球形を持つ粒子の個数は増加する傾向にある。これらの小さなキャリア粒子を分別して、粒度分布が狭くなるように粒度調整を行うことは、上述のキャリア付着抑制のためには有効な一手段であるが、製造コストや製造工程での消費エネルギー、副産物の処理にかかるコストならびにエネルギーなどの面で必ずしも好適な手段であるとは言えない。

そこで、従来は、これらのコストや画像品質の維持性を鑑み、像担持体表面上に移行したキャリアは、像担持体上の可視像を転写後に残存したトナーと共にクリーニング機構等により除去されていた。ところが、このような方法では、像担持体表面をクリーニングする際や、これに連なる帯電ローラによる像担持体の帯電過程で、像担持体表面に残存した小径のキャリア粒子が押しつけられ、スジ状の擦過傷や点状の押し当て傷が発生することがあった。これらの傷は、像担持体の表面に局所的な低抵抗部位を発生させる。よって、従来の帯電効率が大きくなるような抵抗値を持つ帯電部材を、接触または近接させた状態で用いる帯電部（例えば、特許文献１参照）では、上述の傷の部分で通電が発生し、像担持体の帯電状態の安定な形成を困難なものにしていた。

このような問題に対して、像担持体表面の低抵抗部位による影響を抑制するため、帯電部材の構成として、表層に二種類の樹脂成分を用い、低抵抗部位周辺への電荷リークの影響を抑制する技術や（例えば、特許文献２参照）、多層膜構造の帯電ローラを用い、最表層以外の層の内、少なくとも一層を１０¹⁰〜１０¹⁶Ω・ｃｍとして、帯電ローラの耐圧性能を向上させる技術（例えば、特許文献３参照）等の発明が提案され、ある程度の効果が認められている。

また一方、上述のような各部材の劣化による異常を避けるため、像担持体、帯電部、現像部等のうちのいくつかを一体化（プロセスカートリッジとする）し、所定期間毎にプロセスカートリッジ全体を交換することにより、画像品質を安定化する技術も知られている。
特開昭６４−７３３６４号公報 特開平１１−１３３７０５号公報 特開２００４−２４５９３３号公報

しかしながら、上述した表層に二種類の樹脂成分を用い、低抵抗部位周辺への電荷リークの影響を抑制する技術では、像担持体表面の低抵抗部位に接触または近接している帯電部材の部位と、その他の部分に接触または近接している帯電部材の部位に構造的な差はないため、許容できる低抵抗部位の抵抗値低下量は十分に大きくはない。すなわち、像担持体の低抵抗部位周辺の電荷リークは防止できるものの、低抵抗部位そのものへの電荷リークを防止するものではなく、電気的な導通回路が形成されるため、この部分への電流の集中が発生して、帯電部材への印加電圧の低下が生じ、他の正常な像担持体部位への帯電が不十分になることがあった。また、上述した多層膜構造の帯電ローラを用いて帯電ローラの耐圧性能を向上させる技術では、帯電ローラの耐圧性能は、規定した層の抵抗値に依存し、また、この抵抗値は帯電ローラ全体の抵抗値（体積抵抗）も寄与するため、耐圧性能の向上は、帯電ローラの抵抗の上昇を招き、十分な帯電のためには高い印加電圧が必要となることがある。

このように、高画質を得るため小粒径のキャリア粒子を含む二成分現像剤を用いつつ、像担持体の表面状態の変化の影響を受け難い、画像形成装置を構成することは、未だ重大な課題として残されている。また、より高画質な画像を求める中、トナーの形状はより球形に近づき、しかも粒径は更に小さくなりつつ有る。この様なトナーは、クリーニング部による除去が困難になり、良好なクリーニングを行うためには、像担持体表面に対してクリーニング部材を強く押し当てる等、像担持体表面への負荷は、より大きくなってきている。

また、プロセスカートリッジ全体を交換する技術においては、昨今の環境保全の機運が高まる中で、各部材の使用可能期間を延ばすことによりプロセスカートリッジの交換間隔を広げ、廃棄物量を削減することは、製造者としての社会的使命となってきており、このためにも、長期間の使用に耐えられるような部品の安定化は、重大な課題となっている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、像担持体表面に上述のような低抵抗部位が発生しても、長期間にわたり像担持体への安定した帯電を維持することができ、長期間にわたり安定した高画質な画像を得ることができる画像形成装置を提供することを目的とし、また、本発明は、安定した画像が得られ、使用可能期間を延ばせるなど環境負荷の小さなプロセスカートリッジを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、像担持体と、像担持体の表面に対して帯電部材を接触または近接させて配置し、像担持体を帯電させる帯電手段と、二成分現像剤を用いる現像手段と、を備える画像形成装置であって、前記帯電部材は、芯金上に樹脂またはゴムの少なくとも一種よりなる有機物マトリクス中に導電性粒子を分散した被覆層を有し、前記有機物マトリクスの体積抵抗率が１×１０¹²〜１×１０¹⁵Ω・ｃｍの範囲であり、前記導電性粒子の体積抵抗率が１×１０^-3〜１×１０⁵Ω・ｃｍの範囲であり、前記帯電部材へ１０Ｖの電圧を印加した時の前記帯電部材の体積抵抗率が１×１０⁸〜１×１０¹³Ω・ｃｍの範囲であり、前記有機物マトリクスの熱膨張係数が前記導電性粒子の熱膨張係数より大きいことを特徴とする画像形成装置である。

また、請求項２記載の発明は、請求項１に記載の装置において、前記帯電手段は、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加することを特徴とする。

また、請求項３記載の発明は、請求項２に記載の装置において、前記交流電圧は、ピーク間電圧が８００〜２５００Ｖであることを特徴とする。

また、請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の装置において、前記二成分現像剤中のキャリアは、重量平均径（Ｄ４）が２０〜５０μｍで、かつ、粒子径が１５〜２５μｍのキャリア粒子をキャリア重量基準で０より大きく１０以下の重量％範囲で含有することを特徴とする。

また、請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の装置において、前記二成分現像剤中のトナーは、下記式（Ｉ）で示される円形度ＳＲが、０．９３〜１．００であることを特徴とする。
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 （Ｉ）

また、請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の装置において、前記二成分現像剤中のトナーは、重量平均径（Ｄ４）と個数平均径（Ｄ１）の比（Ｄ４／Ｄ１）が１．００〜１．４０の範囲であることを特徴とする。

また、請求項７記載の発明は、像担持体と、像担持体の表面に対して帯電部材を接触または近接させて配置し、像担持体を帯電させる帯電手段と、二成分現像剤を用いる現像手段と、を一体に備えるプロセスカートリッジであって、前記帯電部材は、芯金上に樹脂またはゴムの少なくとも一種よりなる有機物マトリクス中に導電性粒子を分散した被覆層を有し、前記有機物マトリクスの体積抵抗率が１×１０¹²〜１×１０¹⁵Ω・ｃｍの範囲であり、前記導電性粒子の体積抵抗率が１×１０^-3〜１×１０⁵Ω・ｃｍの範囲であり、前記帯電部材へ１０Ｖの電圧を印加した時の体積抵抗率が１×１０⁸〜１×１０¹³Ω・ｃｍの範囲であり、前記有機物マトリクスの熱膨張係数が前記導電性粒子の熱膨張係数より大きいことを特徴とするプロセスカートリッジである。

また、請求項８記載の発明は、請求項７に記載のプロセスカートリッジにおいて、前記二成分現像剤中のキャリアは、重量平均径（Ｄ４）が２０〜５０μｍであり、かつ、粒子径が１５〜２５μｍのキャリア粒子をキャリア重量基準で０より大きく１０以下の重量％の範囲で含有することを特徴とする。

また、請求項９記載の発明は、請求項７または８に記載のプロセスカートリッジにおいて、前記二成分現像剤中のトナーは、下記式（Ｉ）で示される円形度ＳＲが、０．９３〜１．００であることを特徴とする。
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 （Ｉ）

また、請求項１０記載の発明は、請求項８に記載のプロセスカートリッジにおいて、前記二成分現像剤中のトナーは、重量平均径（Ｄ４）と個数平均径（Ｄ１）の比（Ｄ４／Ｄ１）が１．００〜１．４０であることを特徴とする。

本発明者らは、上記従来技術の問題点を解決するために検討を続けてきた結果、少なくとも、トナー像を担持する工程を経る像担持体の表面に対して、帯電部材を接触または近接させて配置し該像担持体を帯電させる帯電装置及び二成分現像装置を有する画像形成装置において、前記帯電部材が芯金上に、樹脂またはゴムの少なくとも一種よりなる有機物マトリクス中に導電性粒子を分散した被覆層を有し、前記有機物マトリクスの体積抵抗率を１×１０¹²〜１×１０¹⁵Ω・ｃｍとし、前記導電性粒子の体積抵抗率を１×１０^-3〜１×１０⁵Ω・ｃｍとし、前記帯電部材へ１０Ｖの電圧を印加した時の体積抵抗率を１×１０⁸〜１×１０¹³Ω・ｃｍとし、前記有機物マトリクスの熱膨張係数を、前記導電性粒子の熱膨張係数より大きくすることで、像担持体表面の変動、特に低抵抗部位の発生に対して、安定した帯電性能が、長期間にわたって得られるという改善効果が極めて顕著であることが解った。

その作用については、およそ以下のように推察される。
まず、本発明の実施形態に係る画像形成装置における帯電部材の体積抵抗率を１×１０⁸〜１×１０¹³Ω・ｃｍとすることにより、正常な表面状態を持つ像担持体に対して、良好な帯電を行うことができる。また、この帯電部材の抵抗を、体積抵抗率が１×１０¹²〜１×１０¹⁵Ω・ｃｍと比較的高抵抗の有機物マトリクス中へ、体積抵抗率が１×１０^-3〜１×１０⁵Ω・ｃｍと比較的低抵抗の導電性粒子を分散させた被覆層により調整されている。

このような、導電性粒子分散系の抵抗層では、導電性粒子のチェーンストラクチャならびに導電性粒子間に存在する有機物マトリクスを電荷が通過するが、前述のように有機物マトリクスは、比較的高抵抗であるため、多くの電荷が短時間に通過すると、ジュール熱が発生する。発生したジュール熱は、電荷の通過経路において、体積膨張を引き起こすが、その際に高抵抗成分である有機物マトリクスの熱膨張係数が大きいため、高抵抗部分の占有率が大きくなり、電荷の通過経路の抵抗が上昇して、電気的に遮断される。

通常、像担持体表面に低抵抗部位が存在する場合には、この低抵抗部位で大きな電流が流れ、他の正常な像担持体表面における帯電領域で電圧降下が発生して、像担持体を均等に帯電させることが困難となる。しかし、本発明に使用される帯電部材を用いた帯電装置であれば、上述のように、過剰電流が流れた際の経路遮断が可能となり、正常部位の電圧降下が生じず、その結果、像担持体表面に局所的な低抵抗部位が存在している場合にも、均等な像担持体の帯電が達成されるものと考えられる。

また、この時、帯電部材の体積抵抗率が、１×１０⁸Ω・ｃｍを下回る場合には、上述の経路遮断の応答速度が遅くなる。また逆に、帯電部材の体積抵抗率が、１×１０¹³Ω・ｃｍを上回ると、像担持体を帯電させるために帯電部材へ必要以上の大きな電圧印加が必要となるため、効率的でないばかりでなく、帯電部材の基体である芯金と被覆層の界面部分での大きな発熱や局所的な構造破壊を引き起こすことがあるため、長期間の使用に対して不利となる。

本発明によれば、像担持体表面に発生した低抵抗部位の影響を抑止でき、極めて長期間にわたって像担持体を安定した均一な電位に帯電させることができ、初期の画像品質を変動させることなく維持することができる。

以下に、本発明の実施形態に係る画像形成装置及びプロセスカートリッジを、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから、技術的に好ましい種種の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

本発明の実施形態に係る画像形成装置における帯電部材の被覆層の厚みは、抵抗の安定性ならびに寸法の安定性の観点から、０．５〜１０ｍｍ程度であることが好ましく、１〜６ｍｍ程度であることがより好ましい。

帯電部材被覆層は、本発明の規定範囲を逸脱しない限り、単層で用いても良く、この外側に別構成の表面層を積層して用いても良い。表面層により帯電部材が被覆されている場合には、表面層の体積抵抗率は、内層の体積抵抗率の1〜１０倍程度で、かつ、その厚みは２００μｍ以下であることが、本発明の効果を発現する上で好ましい。

帯電部材被覆層の有機物マトリクスに使用できる樹脂及び／またはゴムの材料は、一般的に公知の材料から１種ないし２種以上を選択して使用することができる。具体的には、樹脂としては、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など）；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；オルガノシロキサン結合からなるストレートシリコーン樹脂またはその変性品；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；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）；エポキシ樹脂などが挙げられる。

また、ゴムとしては、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が挙げられる。これらのゴムは、ソリッドゴムとして使用しても良く、また、発泡ゴムとして使用しても良い。ただし、発泡ゴムとして用いる場合には、導電性粒子の分散が局所的に不十分となる場合があるため、ソリッドゴムとして用いることがより好ましい。

これらの有機物マトリクスの熱膨張係数は、部材の寸法精度に影響を及ぼさない範囲で、できるだけ大きい方が好ましく、具体的には、２７３〜３５３°Ｋ（絶対温度単位）の間での熱膨張係数が、５０〜３００ｐｐｍ／Ｋであることが好ましい。

この他に軟化剤として、パラフィン系オイル、ナフテン系オイル、芳香族系オイルなどを配合しても構わない。これらは特に限定されるものではないが、感光体への汚染の見地から見て、パラフィン系オイル、またはナフテン系オイルの使用が好ましい。更に、被覆層には、必要に応じてゴム等の配合剤として一般に用いられている架橋助剤、架橋促進剤、架橋促進助剤、架橋遅延剤、補強剤、充填剤、粘着付与剤、分散剤、離型剤、増量剤等を添加することができる。

導電性粒子としては、鉄、金、銅等の金属；フェライト、マグネタイト等の酸化鉄；酸化ビスマス、酸化モリブデン、酸化チタン、酸化スズ等の酸化物；ヨウ化銀、βアルミナ等のイオン導電体、これらを粒子表面に被覆して導電化した粒子などの電気伝導性粒子等が挙げられる。中でもカーボンブラックの一つであるファーネスブラックやアセチレンブラック、希元素と酸化スズの複合酸化物（例えばＩＴＯやアンチモンドープ酸化スズ）やこれにより金属酸化物粒子をコーティングした粒子（例えばＩＴＯコートアルミナ）が単体での体積抵抗率の安定性、有機物マトリクス中への良好な分散性や、熱膨張係数の小ささの面から好ましく用いられる。導電性粒子の熱膨張係数は、できるだけ小さい方が好ましく、具体的には、２７３〜３５３°Ｋ（絶対温度単位）の間での熱膨張係数が、１〜５０ｐｐｍ／Ｋであることが好ましい。また、これらの導電性粒子は、抵抗のバラツキを抑制するために、粒子径を被覆層の厚みより十分小さくする必要があるが、一次粒子の個数平均径で０．０１〜１μｍ程度のものが好ましい。

本発明の規定範囲を逸脱しない限り、強度の維持や製造し易さの観点から、上述の導電性粒子以外のフィラー成分を、量を適宜調整して併用することができるが、有機物マトリクス成分の１００重量部に対して、導電性粒子ならびにその他のフィラーの総量が２〜３０重量部程度の量を添加することが好ましく用いられる。導電性粒子ならびにその他のフィラーの総量が３０重量部を越えるような場合には、被覆層に亀裂や永久歪等を引き起こすことがあるばかりでなく、フィラーによる形状維持性のため有機物マトリクスの熱膨張が抑制されてしまい、十分な電荷経路の遮断効果が発現しないことがあるため好ましくない。また逆に、２重量％を下回る場合には、導電性粒子を有機物マトリクス中に均等に分散させることが困難となることがあり、電荷経路の遮断効果の発現にバラツキが生じることがあるため好ましくない。

また、前記帯電部へ印加する電圧を、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧とすることは、像担持体の帯電がより均等になるため、高品質の画像を得るためには好適である。しかしながらこの時には、交流電圧の重畳による印加電圧の上昇が伴うため、像担持体上の低抵抗部位に対する負荷は、より大きくなりがちである。本発明の実施形態に係る画像形成装置では、像担持体上の低抵抗部位に対して、大きな電位差が形成された場合、隣接する帯電部材内で発生するジュール熱が増大し、該当領域近傍の電気抵抗が上昇して、像担持体上の低抵抗部位への電荷のリークを即座に食い止めることができるため、交流電圧を重畳した場合でも極めて安定な像担持体の帯電を施すことができる。

また、より一層像担持体帯電の均等性をより確実にするためには前記交流電圧のピーク間電圧が、８００〜２５００Ｖであることが好ましく、ピーク間電圧が８００Ｖを下回るような交流電圧では、帯電の均等化が不十分になることがある。また逆に、ピーク間電圧が２５００Ｖを上回るような場合では、十分に像担持体からの電荷のリークを防止するためには、帯電部材の体積抵抗率を高くする、被覆層の厚みを厚くする等の手段により、帯電部材抵抗を高く設定する必要がある。これらは、エネルギー効率的に好ましくないばかりでなく、帯電部材形状の精度や帯電部材内での抵抗均一性の面でも好ましくない。

次に、前記二成分現像部に用いる二成分現像剤中のキャリアは、重量平均径（Ｄ４）が２０〜５０μｍであり、かつ、１５〜２５μｍのキャリア粒子をキャリア重量基準で０〜１０重量％、好ましくは、０より大きく１０以下の重量％含有することが好ましい。

前述のように、高品質の画像を得るには、キャリア粒径は小さい方が好ましい。しかしながら、キャリアの小粒径化に伴って、キャリア一粒子当たりの磁化が低下し、現像部で形成されている磁界による拘束力が小さくなるため、キャリア粒子の像担持体表面への移行が発生していた。これら像担持体表面に付着したキャリア粒子は、像担持体表面を傷つける要因となるため、従来は、別途に像担持体表面から除去するための機構を配設することや、キャリア作製時に小粒径の部分を分級除去しキャリア粒度分布を狭くすること等が行なわれている。

本発明の実施形態に係る画像形成装置では、像担持体表面の劣化に対する許容範囲を広く取ることが可能となるため、比較的小さな粒径のキャリア粒子が含まれる場合でも、十分に良好な像担持体の帯電を行うことができるため、画像形成装置の小型化や、キャリアの作製にかかるコストや廃棄物量を大幅に低減することができる。

次に、本発明において好適に用いられるトナーについて説明する。
まず、本発明の実施形態に係るトナーは、平均円形度が０．９３〜１．００であることが好ましい。本発明では、下記式（Ｉ）より得られた値を円形度と定義する。この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円形度は小さな値となる。
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 （Ｉ）

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。トナー粒子に角がないため、現像部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。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、転写で転写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。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、帯電部材等の表面を傷つけたり、磨耗させたりしない。

次に、円形度の測定方法について説明する。
円形度は、東亜医用電子株式会社製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−１０００を用いて測定することができる。具体的な測定方法としては、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ルフォン酸塩を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分間分散処理を行ない、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。

このような測定で得られるＤ４が、本発明の実施形態に係るトナーでは、重量平均径Ｄ４が３〜１０μｍの範囲であることが好ましい。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。重量平均径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。重量平均径Ｄ４が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。

また本発明の実施形態に係るトナーは、重量平均径Ｄ４と個数平均径Ｄ１の比（Ｄ４／Ｄ１）が１．００〜１．４０であることが好ましい。（Ｄ４／Ｄ１）の値が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する。よって、（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。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。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。

次に、トナー粒子の粒度分布の測定方法について説明する。
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）があげられる。上記した測定装置を用いて以下のように測定する。
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、電解水溶液として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、測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器を用い約１〜３分間分散処理を行ない、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、トナーの重量平均径Ｄ４、個数平均径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以上ないし４０．３０μｍ未満の粒子を対象とする。

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／または伸長反応させるトナーが好ましい。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、ホットオフセットを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。

トナー作製に使用できる変性ポリエステル系樹脂から成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、この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。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さら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、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。

ポリオール（１）としては、ジオール（１−１）及び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。

ジオール（１−１）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及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、及びこれと炭素数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。

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、（２−１）単独、及び（２−１）と少量の（２−２）の混合物が好ましい。

ジカルボン酸（２−１）としては、アルキレンジカルボン酸（コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など）；アルケニレンジカルボン酸（マレイン酸、フマール酸など）；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及び炭素数８〜２０の芳香族ジカルボン酸である。

３価以上のポリカルボン酸（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。

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]として、通常２／１〜１／１、好ましくは１．５／１〜１／１、さらに好ましくは１．３／１〜１．０２／１である。

ポリイソシアネート（３）としては、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；及びこれら２種以上の併用が挙げられる。

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]として、通常５／１〜１／１、好ましくは４／１〜１．２／１、さらに好ましくは２．５／１〜１．５／１である。[ＮＣＯ]／[ＯＨ]が５を超えると低温定着性が悪化する。[ＮＣＯ]のモル比が１未満では、変性ポリエステル中のウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。末端にイソシアネ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、通常０．５〜４０重量％、好ましくは１〜３０重量％、さらに好ましくは２〜２０重量％である。０．５重量％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、４０重量％を超えると低温定着性が悪化する。

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、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。

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など）；脂環式ジアミン（４，４'−ジアミノ−３，３'ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど）；及び脂肪族ジアミン（エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど）などが挙げられる。３価以上のポリアミン（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など）から得られるケチミン化合物、オキサゾリン化合物などが挙げられる。これらアミン類（Ｂ）のうち好ましいものは、Ｂ１及びＢ１と少量のＢ２の混合物である。

さらに、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、ラウリルアミンなど）、及びそれらをブロックしたもの（ケチミン化合物）などが挙げられる。

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]として、通常１／２〜２／１、好ましくは１．５／１〜１／１．５、さらに好ましくは１．２／１〜１／１．２である。[ＮＣＯ]／[ＮＨｘ]が２を超えたり１／２未満では、ウレア変性ポリエステル（ｉ）の分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。本発明においては、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、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。

これらの反応により、本発明の実施形態に係る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。（ｉ）単独の場合は、数平均分子量は、通常２００００以下、好ましくは１０００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００である。２００００を超えると低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が悪化する。

また、本発明において、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。（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し、単独使用より好ましい。（ii）としては、前記（ｉ）のポリエステル成分と同様なポリオール（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）の重量比は、通常５／９５〜８０／２０、好ましくは５／９５〜３０／７０、さらに好ましくは５／９５〜２５／７５、特に好ましくは７／９３〜２０／８０である。（ｉ）の重量比が５％未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。

（ii）のピーク分子量は、通常１０００〜３００００、好ましくは１５００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００である。１０００未満では耐熱保存性が悪化し、１００００を超えると低温定着性が悪化する。（ii）の水酸基価は５以上であることが好ましく、さらに好ましくは１０〜１２０、特に好ましくは２０〜８０である。５未満では耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。（ii）の酸価は通常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傾向がある。

本発明の実施形態に係る結着樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は通常５０〜７０℃、好ましくは５５〜６５℃である。５０℃未満ではトナーの高温保管時のブロッキングが悪化し、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、本発明の乾式トナーにおいては、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。結着樹脂の貯蔵弾性率としては、測定周波数２０Ｈｚにおいて１００００ｄｙｎｅ／ｃｍ２となる温度（ＴＧ'）が、通常１００℃以上、好ましくは１１０〜２００℃である。１００℃未満では耐ホットオフセット性が悪化する。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、通常１８０℃以下、好ましくは９０〜１６０℃である。１８０℃を超えると低温定着性が悪化する。すなわち、低温定着性と耐ホットオフセット性の両立の観点から、ＴＧ'はＴηより高いことが好ましい。言い換えるとＴＧ'とＴηの差（ＴＧ'−Ｔη）は０℃以上が好ましい。さらに好ましくは１０℃以上であり、特に好ましくは２０℃以上である。差の上限は特に限定されない。また、耐熱保存性と低温定着性の両立の観点から、ＴηとＴｇの差は０〜１００℃が好ましい。さらに好ましくは１０〜９０℃であり、特に好ましくは２０〜８０℃である。

結着樹脂は以下の方法などで製造することができる。ポリオール（１）とポリカルボン酸（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。さらに（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、芳香族溶剤（トルエン、キシレンなど）；ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）；エステル類（酢酸エチルなど）；アミド類（ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど）及びエーテル類（テトラヒドロフランなど）などのイソシアネート（３）に対して不活性なものが挙げられる。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。

また、本発明の実施形態に係るトナーは概ね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。本発明の実施形態に係る水系媒体としては、水単独でもよいが、水と混和可能な溶剤を併用することもできる。混和可能な溶剤としては、アルコール（メタノール、イソプロパノール、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）などが挙げられる。

トナー粒子は、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良いし、あらかじめ製造したウレア変性ポリエステル（ｉ）を用いても良い。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。プレポリマー（Ａ）と他のトナー組成物である（以下トナー原料と呼ぶ）着色剤、着色剤マスターバッチ、離型剤、荷電制御剤、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、あらかじ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、本実施形態においては、着色剤、離型剤、荷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。たとえば、着色剤を含まない粒子を形成させた後、公知の染着の方法で着色剤を添加することもできる。

分散の方法としては特に限定されるものではないが、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。分散体の粒径を２〜２０μｍにするために高速せん断式が好ましい。高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定はないが、通常１０００〜３００００ｒｐｍ、好ましくは５０００〜２００００ｒｐｍである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常０．１〜５分である。分散時の温度としては、通常、０〜１５０℃(加圧下)、好ましくは４０〜９８℃である。高温な方が、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。

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。２００００重量部を超えると経済的でない。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。

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良いし、水系媒体中に分散した後にアミン類（Ｂ）を加えて粒子界面から反応を起こしても良い。この場合製造されるトナ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。

トナー組成物が分散された油性相を水が含まれる液体に乳化、分散するための分散剤としてアルキルベンゼンスルホン酸塩、αーオレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどの陰イオン界面活性剤、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四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコ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−［オメガ−フルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１１）オキシ］−１−アルキル（Ｃ３〜Ｃ４）スルホン酸ナトリウム、３−［オメガ−フルオロアルカノイル（Ｃ６〜Ｃ８）−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−ｌ２９（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−１０１、ＤＳ−ｌ０２、（タイキン工莱社製）、メガファックＦ−ｌｌ０、Ｆ−ｌ２０、Ｆ−１１３、Ｆ−１９１、Ｆ−８１２、Ｆ−８３３（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１０２、ｌ０３、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一級、二級もしくは二級アミン酸、パーフルオロアルキル（Ｃ６ないし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−ｌ２１（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−ｌ３２（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。

また、水に難溶の無機化合物分散剤としてリン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイトなども用いることが出来る。

また、高分子系保護コロイドにより分散液滴を安定化させても良い。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−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窒素原子、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、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。

なお、分散安定剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能な物を用いた場合は、塩酸等の酸により、リン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗するなどの方法によって、微粒子からリン酸カルシウム塩を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。分散剤を使用した場合には、該分散剤がトナー粒子表面に残存したままとすることもできるが、伸長及び／または架橋反応後、洗浄除去するほうがトナーの帯電面から好ましい。

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。溶剤を用いたほう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。該溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは２種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒及び塩化メチレン、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く、中でもトルエン、キシレン等の芳香族系溶媒がより好ましい。プレポリマー（Ａ）１００部に対する溶剤の使用量は、通常０〜３００部、好ましくは０〜１００部、さらに好ましくは２５〜７０部である。溶剤を使用した場合は、伸長及び／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。

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）の組み合わせによる反応性により選択されるが、通常１０分〜４０時間、好ましくは２〜２４時間である。反応温度は、通常、０〜１５０℃、好ましくは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。

得られた乳化分散体から有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に昇温し、液滴中の有機溶媒を完全に蒸発除去する方法を採用することができる。あるいはまた、乳化分散体を乾燥雰囲気中に噴霧して、液滴中の非水溶性有機溶媒を完全に除去してトナー微粒子を形成し、併せて水系分散剤を蒸発除去することも可能である。乳化分散体が噴霧される乾燥雰囲気としては、空気、窒素、炭酸ガス、燃焼ガス等を加熱した気体、特に使用される最高沸点溶媒の沸点以上の温度に加熱された各種気流が一般に用いられる。スプレードライアー、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。

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。もちろん乾燥後に粉体として取得した後に分級操作を行っても良いが、液体中で行うことが効率の面で好ましい。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。

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。具体的手段としては、高速で回転する羽根によって混合物に衝撃力を加える方法、高速気流中に混合物を投入し、加速させ、粒子同士または複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法などがある。装置としては、オングミル（ホソカワミクロン社製）、I式ミル（日本ニューマチック社製）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（奈良機械製作所社製）、クリプトロンシステム（川崎重工業社製）、自動乳鉢などがあげられる。

また、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。

更に、必要により、トナー粒子自身に磁気特性を持たせるには、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／併用することもできる。

また、本発明の実施形態に係るトナー中の着色剤の個数平均径は０．５μｍ以下であることが望ましく、好ましくは０．４μｍ以下、より好ましくは０．３μｍ以下が望ましい。トナー中の着色剤の個数平均径が０．５μｍより大きいときには、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。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、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、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しやすいため、好ましくない。特に、０．７μｍより大きな粒径の着色剤は、全着色剤の１０個数％以下であることが好ましく、５個数％以下であることが、より好ましい。

また、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なわれ、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。

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。

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。

また、湿潤液として、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、特に、アセトン、トルエン、ブタノン等の有機溶剤や水が、着色剤の分散性の面から好ましい。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、一層好ましい。

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良くなる。

この他、本発明の構成をとる限り、トナー中に結着樹脂や着色剤とともにワックスに代表される離型剤を含有させることもできる。離型剤としては公知のものが使用でき、例えばポリオレフィンワッックス（ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど）；長鎖炭化水素（パラフィンワッックス、サゾールワックスなど）；カルボニル基含有ワックスなどが挙げられる。

これらのうち好ましいものは、カルボニル基含有ワックスである。カルボニル基含有ワックスとしては、ポリアルカン酸エステル（カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロ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など）；ポリアルカン酸アミド（エチレンジアミンジベヘニルアミドなど）；ポリアルキルアミド（トリメリット酸トリステアリルアミドなど）；及びジアルキルケトン（ジステアリルケトンなど）などが挙げられる。

これらカルボニル基含有ワックスのうち好ましいものは、ポリアルカン酸エステルである。これら離型剤の融点は、通常４０〜１６０℃であり、好ましくは５０〜１２０℃、さらに好ましくは６０〜９０℃である。融点が４０℃未満のワックスは耐熱保存性に悪影響を与え、１６０℃を超えるワックスは低温での定着時にコールドオフセットを起こしやすい。また、ワックスの溶融粘度は、融点より２０℃高い温度での測定値として、５〜１０００ｃｐｓが好ましく、さらに好ましくは１０〜１００ｃｐｓである。１０００ｃｐｓを超えるワックスは、耐ホットオフセット性、低温定着性への向上効果に乏しい。トナー中のワックスの含有量は通常０〜４０重量％であり、好ましくは３〜３０重量％である。

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してもよい。ここで、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、白色に近い材料が好ましい。帯電制御剤としては公知のものが全て使用でき、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である。具体的には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（以上、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（以上、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（以上、ヘキスト社製）、ＬＲＡ−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カーリット社製）、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。

本発明の実施形態に係る帯電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂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重量部を越える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、主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、分散する際に加えても良いし、トナー表面にトナー粒子作製後固定化させてもよい。

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。使用される樹脂微粒子は、水性分散体を形成しうる樹脂であればいかなる樹脂も使用でき、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等が挙げられる。樹脂微粒子としては、上記の樹脂を２種以上併用しても差し支えない。このうち好ましいのは、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、ポリエステル樹脂及びそれらの併用が好ましい。

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共重合したポリマーで、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が、これらに限定されるものではない。

更に、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、無機微粒子を好ましく用いることができる。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、２０〜５００ｍ²／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０．０１〜５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。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、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。また、感光体や一次転写媒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、ステアリン酸など脂肪酸金属塩、例えばポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子など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を挙げることかできる。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から１μｍのものが好ましい。

これらの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。しかしながら、転写部にて転写媒体もしくは中間転写媒体に転写されず、像担持体上に残存してしまったトナーは、その微細さや転動性の良さのために、クリーニング部による除去が困難で通過してしまうことがある。トナーを像担持体から完全に除去するには、例えばクリーニングブレードのようなトナー除去部材を像担持体に対して強力に押しつける必要がある。この様な負荷は、像担持体やクリーニング部の寿命を短くするだけでなく、余計なエネルギーを使用してしまうことになる。

像担持体に対する負荷を軽減した場合には、像担持体上のトナーや小径のキャリアの除去が不十分となり、これらはクリーニング部を通過する際に、像担持体表面を傷つけ、画像形成装置の性能を変動させる要因となる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置は、前述の如く、像担持体表面状態の変動、特に低抵抗部位の存在に対しての許容範囲に優れ、像担持体への帯電性能変動等を、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して得ることができる。また、本実施形態に係る画像形成装置は、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、装置寿命を大幅に延ばすことは言うまでもない。

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。該トナーに使用される一般的な結着剤樹脂の例としては、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等のスチレン及び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やその共重合体；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、単独あるいは混合して使用できるが特にこれらに限定するものではない。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、ポリオール系樹脂より選ばれる少なくとも１種以上であることが、電気特性、コスト面等から、より好ましいものである。更には、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及び／またはポリオール系樹脂の使用が一層好ましい。

粉砕法のトナーでは、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良く、また、必要により前述の外添成分を、適宜、添加混合すれば良い。

また、同様に、本発明の帯電部及び上述の如きキャリアならびにトナーをプロセスカートリッジに用いることにより、使用している部品寿命を飛躍的に延ばすことができ、環境負荷の低減を容易に行なうことができる。

次に、本発明の実施形態に係る画像形成装置及びプロセスカートリッジについて、図１から図３を用いてさらに説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置における帯電部の概略図である。図１に示すように、像担持体である感光体ドラム１に対向して配設される帯電部は、基体２２及び表面被覆層２１よりなる帯電部材２０を有し、必要により該帯電部材２０の表面をクリーニングするためのクリーニング部材（図示せず）等から主に構成され、像担持体１に接触または近接する帯電部材２０に高電圧電源２３より電圧が印加され、像担持体１に印加される。像担持体１は、高電圧を印加された帯電部材２０により、別途設定した電位となるように帯電される。

図２は、本発明の実施形態に係る帯電部を具備する画像形成装置１００の概略図である。ドラム状の像担持体１の周囲に、帯電部２、潜像形成装置３、現像部４、転写装置５及びクリーニング機構６が配置され、以下の動作で画像形成が行なわれる。なお、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なう。

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部２で均一にマイナスに帯電される。帯電部２による像担持体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３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。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、現像部４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５にて中間転写媒体５０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。このとき、転写装置５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５０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１上に残存するトナー粒子は、クリーニング部材によって、クリーニング部６内のトナー回収室へ、その一部が回収される。なお、本実施形態において、クリーニング部６は必須ではない。特に、トナーの円形度ＳＲが大きく、転写が良好なトナーの使用においては、転写後の像担持体１上の残存トナー量は少なくなっているため、帯電部材表面の残存トナー転移による汚染は極めて少なくなる。このため、本実施形態の帯電部によれば、像担持体への帯電電位を十分に安定して、維持することができる。

画像形成装置としては、上述の現像部が複数配置されたものを用い、複数の現像部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。

次に、プロセスカートリッジについて説明する。
図３は、像担持体１、帯電部２、現像部４及びクリーニング部６よりなるプロセスカートリッジと中間転写媒体５０と一次転写部５１が配置された構成を示す図である。プロセスカートリッジの場合も画像形成装置と同様に、帯電部による像担持体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。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、現像部４にある現像剤担持体である現像スリーブ４ａ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。像担持体１上に形成されたトナー像は、一次転写部５１にて中間転写媒体５０上に転写される。このとき、一次転写部５１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５０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６１によって、クリーニング部６内のトナー回収室へ、その一部が回収される。なお、本実施形態において、クリーニング部６は必須ではない。特に、トナーの円形度ＳＲが大きく、転写が良好なトナーの使用においては、転写後の像担持体１上の残存トナー量は少なくなっているため、帯電部材表面の残存トナー転移による汚染は極めて少なくなる。このため、本発明の実施形態に係る帯電部によれば、プロセスカートリッジの使用期間以上の長期にわたって、像担持体への帯電電位を十分に安定して、維持することができる。

以下、実施例において本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定して解釈されるものではない。また、ここで「部」は全て重量部を示す。

［実施例１］
（帯電部材製造例１）
エピクロルヒドリンゴム１００重量部に対して、アミノシラン１０重量部を添加して混練し、有機物マトリクス（熱膨張係数＝１２０ｐｐｍ／Ｋ，体積抵抗率＝２．１×１０¹³Ω・ｃｍ）を得た。これに導電性粒子としてＩＴＯ粒子１０部（熱膨張係数＝8ｐｐｍ／Ｋ，体積抵抗率＝２．５×１０^-1Ω・ｃｍ，平均粒径＝０．０２μｍ）、加硫促進助剤として酸化亜鉛５部を二本ロールによって混練し、帯電部材用のゴム組成物を得た。

有機物マトリクスの体積抵抗率は、サンプルを厚み１ｍｍのシート状にプレス成形し、５０ｍｍφの平行平板電極で挟み込み、ハイレジスタンスメータ（４３２９Ａ；ヒューレットパッカード社製）による抵抗測定値とサンプル厚み、電極面積から算出した。

また、導電性粒子の体積抵抗率は、底面に下部電極を設けた内径２０ｍｍφの筒状中に、導電性粒子サンプルを投入し、サンプル上に同じ径の上部電極を設置したうえで、１ｋｇ／ｃｍ²の荷重をかけてサンプルが密状態とし、デジタルマルチメータ（ＡＤ７４５１Ａ；アドバンテスト社製）による抵抗測定値とサンプル厚み、電極面積から算出した。この時、導電性粒子サンプル投入量は、荷重をかけた後の厚みが２〜３ｍｍとなるように、適宜調整した。

得られたゴム組成物を、直径６ｍｍの芯金上に積層し、表面を研磨して直径１２ｍｍφ（肉厚３ｍｍ、長さ３３０ｍｍ）の帯電ローラ（Ｒ１）を得た。

得られた帯電ローラの電気抵抗の測定はローラ成形体を円柱状のアルミニウム製ドラムに押圧して接触させ、帯電ローラ及びアルミニウム製ドラムを等速で回転させながら、ローラ芯金とアルミニウム製ドラムの間に直流１０Ｖの電圧を印加し、アルミニウム製ドラムと直列に接続した抵抗体にかかる電圧を測定することによって求めた。更に、帯電ローラとアルミニウム製ドラムの接触部分の、ニップ幅及び長さより求めた接触面積並びに、被覆層の肉厚より、作製した帯電ローラの体積抵抗率を算出した。帯電ローラ（Ｒ１）の体積抵抗率は１．５×１０¹⁰Ω・ｃｍであった。なお、各抵抗測定は、常温常湿の環境下（２３℃／５０％ＲＨ）で行なった。

（キャリア製造例１）
マンガン及び鉄の酸化物を、Ｍｎ／Ｆｅモル比が３５／６５となるよう混合し、更に、金属原子比として、Ｍｎ，Ｆｅトータル量の０．５原子％となるようにマグネシウムの水酸化物を加えて、ボールミルを用い、水中で４８時間湿式粉砕・分散した後乾燥して、弱還元雰囲気下で８５０℃、１時間の仮焼を行なった。湿式粉砕は、粉砕メディアとしては１０ｍｍφのジルコニアボールをボールミルポット容積の３０ｖｏｌ％充填し、固形分を２５％となるように調整した酸化物スラリーをボールミルポット容積の２０ｖｏｌ％充填して行なった。続いて、得られた仮焼物を、再度同様の条件で、ボールミルを用い水中で２４時間湿式粉砕・分散し、マンガン鉄複合酸化物のスラリーを得た。

このスラリーに、バインダーとしてポリビニルアルコール及び分散剤を加え、スプレードライヤーを用いて造粒・乾燥し、超音波振動篩を用いて分級し、造粒粒子を作製した。得られた造粒粒子を、弱還元雰囲気下で１２５０℃、４時間の本焼成をして、マンガンフェライト粒子を得た。更に、得られたマンガンフェライト粒子を、超音波振動篩を用いて分級し、磁性体コア材を得た。

コート処方（１）
アクリル共重合樹脂溶液 ８０部
（メチルアクリレート／ブチルアクリレート／２ヒドロキシキシエチルアクリレート＝６０／３５／５ｍｏｌ％、固形分＝５０重量％）
ストレートシリコーン樹脂 １５０部
（ジメチルジエトキシシラン／メチルトリエトキシシラン
＝８５／１５ｍｏｌ％、固形分＝２０重量％）
アルミナ粒子（個数平均粒径＝０．３μｍ） １００部
カーボンブラック ４部
カップリング剤 ２部
（γ−（２アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン）
トルエン ７５０部
イソプロパノール ７５０部
上記処方をホモミキサーで、液温を４０±３℃に保持した状態で、３０分間分散してキャリア被覆層形成用の塗工液を調整した。

これを上述の磁性体コア材５０００部の表面へ流動床型スプレーコート装置によりコート後、１８０℃の雰囲気温度下で、１時間加熱してキャリア（Ｃ１）を得た。キャリア（Ｃ１）の粒度分布を、マイクロトラック粒度分布計（Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ社製 Ｍｏｄｅｌ Ｘ１００）にて測定したところ、重量平均粒径（Ｄ４）３４．６μｍ、数平均径（Ｄ１）３２．７μｍであった。また、１５〜２５μｍのキャリア粒子は、５．０重量％であった。

（トナー製造例１）
〜有機微粒子エマルションの合成〜
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器に、水６８３部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩（エレミノールＲＳ−３０、三洋化成工業社製）１１部、スチレン７９部、メタクリル酸７９部、アクリル酸ブチル１０５部、ジビニルベンゼン１３部、過硫酸アンモニウム１部を仕込み、４００回転／分で１５分間撹拌し、白色の乳濁液を得た。加熱して、系内温度７５℃まで昇温し５時間反応させた。さらに、１％過硫酸アンモニウム水溶液３０部加え、７５℃で５時間熟成してビニル系樹脂（スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体）の水性分散液［微粒子分散液１］を得た。［微粒子分散液１］をＬＡ−９２０で測定した重量平均粒径は、１０５ｎｍであった。［微粒子分散液１］の一部を乾燥して樹脂分を単離した。樹脂分のガラス転移点（Ｔｇ）は９５℃、数平均分子量１４００００、重量平均分子量９８００００であった。

撹拌棒及び温度計をセットした反応容器に、水６８３部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩（エレミノールＲＳ−３０、三洋化成工業社製）１１部、スチレン８３部、メタクリル酸８３部、アクリル酸ブチル１１０部、過硫酸アンモニウム１部を仕込み、４００回転／分で１５分間撹拌し、白色の乳濁液を得た。加熱して、系内温度７５℃まで昇温し５時間反応させた。さらに、１％過硫酸アンモニウム水溶液３０部加え、７５℃で５時間熟成してビニル系樹脂（スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体）の水性分散液［微粒子分散液２］を得た。［微粒子分散液２］をＬＡ−９２０で測定した重量平均粒径は、１００ｎｍであった。［微粒子分散液２］の一部を乾燥して樹脂分を単離した。樹脂分のＴｇは８０℃、数平均分子量１７００、重量平均分子量１００００であった。

低分子ポリエステルの合成
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物２２０部、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド３モル付加物５６１部、テレフタル酸２１８部、アジピン酸４８部及びジブチルチンオキサイド２部を入れ、常圧２３０℃で８時間反応し、さらに１０〜１５ｍｍＨｇの減圧で５時聞反応した後、反応容器に無水トリメリット酸４５部を入れ、１８０℃、常圧で２時間反応し、[低分子ポリエステル１]を得た。[低分子ポリエステル１]は、数平均分子量２５００、重量平均分子量６７００、Ｔｇ４３℃、酸価２５であった。

プレポリマーの合成
冷却管、撹拌機及び窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２モル付加物６８２部、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド２モル付加物８１部、テレフタル酸２８３部、無水トリメリット酸２２部及びジブチルチンオキサイド２部を入れ、常圧２３０℃で８時間反応し、さらに１０〜１５ｍｍＨｇの減圧で５時間反応した[中間体ポリエステル１]を得た。[中間体ポリエステル１]は、数平均分子量２１００、重量平均分子量９５００、Ｔｇ５５℃、酸価０．５、水酸基価４９であった。次に、冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、［中間体ポリエステル１］４１１部、イソホロンジイソシアネート８９部、酢酸エチル５００部を入れ１００℃で５時間反応し、[プレポリマー１]を得た。[プレポリマー１]の遊離イソシアネート質量％は、１．５３％であった。

ケチミンの合成
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器に、イソホロンジアミン１７０部とメチルエチルケトン７５部を仕込み、５０℃で５時間反応を行い、[ケチミン化合物１]を得た。[ケチミン化合物１]のアミン価は４１８であった。

マスターバッチの合成
カーボンブラック(キャボット社製 リーガル４００Ｒ)：４０部、結着樹脂：ポリエステル樹脂（三洋化成ＲＳ−８０１ 酸価１０、重量平均分子量２００００、Ｔｇ６４℃）：６０部、水：３０部をヘンシェルミキサーにて混合し、顔料凝集体中に水が染み込んだ混合物を得た。これをロール表面温度１３０℃に設定した２本ロールにより４５分間混練を行い、パルペライザー（ホソカワミクロン社製）で１ｍｍφの大きさに粉砕し、[マスターバッチ１]を得た。

油相の作製
撹拌棒及び温度計をセットした容器に、[低分子ポリエステル１]３７８部、カルナウバＷＡＸ１１０部、ＣＣＡ (サリチル酸金属錯体Ｅ−８４：オリエント化学工業社製)２２部、酢酸エチル９４７部を仕込み、撹拌下８０℃に昇温し、８０℃のまま５時間保持した後、1時間で３０℃に冷却した。次いで容器に[マスターバッチ１]５００部、酢酸エチル５００部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液１]を得た。 [原料溶解液１]１３２４部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度１ｋｇ/ｈｒ、ディスク周速度６ｍ/秒、０．５ｍｍジルコニアビーズを８０体積％充填、３パスの条件で、カーボンブラック、ＷＡＸの分散を行った。次いで、[低分子ポリエステル１]の６５％酢酸エチル溶液１３２４部加え、上記条件のビーズミルで１パスし、[顔料・ＷＡＸ分散液１]を得た。[顔料・ＷＡＸ分散液１]の固形分濃度(１３０℃、３０分)は５０％であった。

油相混合液の作製
[顔料・ＷＡＸ分散液１]６４８部、[プレポリマー１]を１５４部、[ケチミン化合物１]６．６部を容器に入れ、ＴＫホモミキサー（特殊機化社製）を用いて５０００ｒｐｍで１分間混合し[油相混合液１]を得た。

乳化⇒脱溶剤
水９９０部、[微粒子分散液１]８部、[微粒子分散液２]７２部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの４８．５％水溶液(エレミノールＭＯＮ−７：三洋化成工業社製)４０部、酢酸エチル９０部を容器に入れ、ＴＫホモミキサー（特殊機化製）を用いて３０００ｒｐｍで１分間混合した後、容器に[油相混合液１]８０９部を加え、ＴＫホモミキサーで、回転数１３０００ｒｐｍで２０分間混合し[乳化スラリー１]を得た。撹拌機及び温度計をセットした容器に、[乳化スラリー１]を投入し、３０℃で８時間脱溶剤した後、４５℃で４時間熟成を行い、[分散スラリー１]を得た。

洗浄⇒乾燥
[乳化スラリー１]１００部を減圧濾過した後、
(1) 濾過ケーキにイオン交換水３００部を加え、ＴＫホモミキサーで混合（回転数１２０００ｒｐｍで１０分間）した後濾過する操作を３回行い[濾過ケーキ１]を得た。
(2) [濾過ケーキ１]を循風乾燥機にて４５℃で４８時間乾燥し、目開き７５μｍメッシュで篩い、樹脂微粒子残存率３．８質量％の[トナー粒子１]を得た。

無機微粒子の外添
この［トナー粒子１］に、疎水化処理（ヘキサメチルジシラザン処理）されたシリカ（平均粒径：１２ｎｍ）を、２．０重量％になるように添加し、ヘンシェルミキサー（三井鉱山社製）で、２分間混合してトナー（Ｔ１）を得た。トナー（Ｔ１）の粒度分布をＦＰＩＡ−２１００（シスメックス社製）にて測定したところ、重量平均粒径５．３０μｍ、個数平均粒径４．６５μｍ、累積個数分布から算出した個数基準１０％径＝２．２μｍ、円形度＝０．９７であった。

次に、キャリア（Ｃ１）９２０部とトナー（Ｔ１）８０部を、ターブラーミキサーにて１分間混合し、二成分現像剤を得た。

（株）リコー製カラープリンタＩＰＳｉＯ ｃｏｌｏｒ ８０００の改造機を用い、帯電部に、上記により得られた帯電ローラ（Ｒ１）を設置し、この現像剤を用いて、Ａ４版、画像面積率６％原稿３０万枚の連続画像出図試験を行い、初期及び連続出図後の文字画像及びハーフトーン画像を出力し画質評価を行なった。

像担持体と帯電部材は５０μｍのギャップができるように近接させて配設した。このとき、帯電部への電圧の印加は、−６００Ｖの直流電圧に、ピーク間電圧２０００Ｖ、周波数２０００Ｈｚの交流電圧を重畳した帯電電圧を印加した。画像出力時の像担持体上静電荷像は、地肌部＝−６００Ｖ、画像部＝−１５０Ｖであった。

また、現像スリーブには、直流電圧（−４５０Ｖ）にピーク間電圧１５００Ｖ、周波数２０００Ｈｚの交流電圧を重畳した、現像バイアス電位を印加した。画質評価としては、文字部分の文字太り、ハーフトーン画像のボソツキ及び階調性、地肌部のカブリの安定性及び各画像でのその他不具合の有無を評価した。また、像担持体の劣化が画像へ及ぼす影響の大きさを評価するため、像担持体の状態を１０万枚毎に観察し、表面についたスポット状の傷の個数をカウントした。

像担持体は、出図枚数の増加に伴い劣化していく様子が認められるにもかかわらず、初期、３０万枚後共に良好な画像品質が得られ、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。各評価結果を下記表１から表３に示す。

［実施例２］
（帯電部材製造例２）
導電性粒子としてＩＴＯ粒子７部を用いた以外は、帯電部材製造例１と同様にして帯電ローラ（Ｒ２）を得た。

帯電部に用いる帯電部材として、体積抵抗率が高めの帯電ローラ（Ｒ２）を用いた以外は、実施例１と同様にして、各評価を行なった。各評価結果を下記表１から表３に示す。

［実施例３］
（帯電部材製造例３）
導電性粒子としてＩＴＯ粒子２４部を用いた以外は、帯電部材製造例１と同様にして帯電ローラ（Ｒ３）を得た。

帯電部に用いる帯電部材として、体積抵抗率が低めの帯電ローラ（Ｒ３）を用いた以外は、実施例１と同様にして、各評価を行なった。各評価結果を下記表１から表３に示す。

［実施例４］
（帯電部材製造例４）
エピクロルヒドリンゴム８０重量部及びポリアリルアミド樹脂２０重量部に対して、アミノシラン６重量部を添加して混練し、有機物マトリクス（熱膨張係数＝１４０ｐｐｍ／Ｋ，体積抵抗率＝２．３×１０¹²Ω・ｃｍ）を得た。これに導電性粒子としてＩＴＯコートアルミナ１２部（熱膨張係数＝７ｐｐｍ／Ｋ，体積抵抗率＝９．５×１０⁴Ω・ｃｍ，平均粒径＝０．０３μｍ）、加硫促進助剤として酸化亜鉛４部を二本ロールにて混練し、帯電部材用のゴム組成物を得た。得られたゴム組成物を、直径６ｍｍの芯金上に積層し、表面を研磨して直径１２ｍｍφ（肉厚３ｍｍ、長さ３３０ｍｍ）の帯電ローラ（Ｒ４）を得た。

帯電部に用いる帯電部材として、有機物マトリクスの体積抵抗率が低めで、かつ導電性粒子の体積抵抗率が高めの、帯電ローラ（Ｒ４）を用いた以外は、実施例１と同様にして、各評価を行なった。各評価結果を下記表１から表３に示す。

［実施例５］
（帯電部材製造例５）
ポリフッ化ビニリデン６０重量部及びエピクロルヒドリンゴム４０重量部に対して、アミノシラン３重量部を添加して混練し、有機物マトリクス（熱膨張係数＝９５ｐｐｍ／Ｋ，体積抵抗率＝７．６×１０¹⁴Ω・ｃｍ）を得た。これに導電性粒子としてケッチェンブラック１０部（熱膨張係数＝１０ｐｐｍ／Ｋ，体積抵抗率＝１．１×１０^-3Ω・ｃｍ，平均粒径＝０．０１μｍ）、加硫促進助剤として酸化亜鉛２部を二本ロールにて混練し、帯電部材用のゴム組成物を得た。得られたゴム組成物を、直径６ｍｍの芯金上に積層し、表面を研磨して直径１２ｍｍφ（肉厚３ｍｍ、長さ３３０ｍｍ）の帯電ローラ（Ｒ５）を得た。

帯電部に用いる帯電部材として、有機物マトリクスの体積抵抗率が高めで、かつ導電性粒子の体積抵抗率が低めの、帯電ローラ（Ｒ５）を用いた以外は、実施例１と同様にして、各評価を行なった。各評価結果を下記表１から表３に示す。

［実施例６］
（帯電部材製造例６）
ポリエーテルエーテルケトン樹脂８０重量部及びエピクロルヒドリンゴム２０重量部に対して、アミノシラン5重量部を添加して混練し、有機物マトリクス（熱膨張係数＝３５ｐｐｍ／Ｋ，体積抵抗率＝８．８×１０¹¹Ω・ｃｍ）を得た。これに導電性粒子としてアルミニウム合金粒子８部（熱膨張係数＝２４ｐｐｍ／Ｋ，体積抵抗率＝５．０×１０^-2Ω・ｃｍ，平均粒径＝０．５μｍ）、加硫促進助剤として酸化亜鉛５部を二本ロールにて混練し、帯電部材用のゴム組成物を得た。

得られたゴム組成物を、直径６ｍｍの芯金上に積層し、表面を研磨して直径１２ｍｍφ（肉厚３ｍｍ、長さ３３０ｍｍ）の帯電ローラ（Ｒ６）を得た。

帯電部に用いる帯電部材として、有機物マトリクスと導電性粒子の熱膨張係数の差が小さい帯電ローラ（Ｒ６）を用いた以外は、実施例１と同様にして、各評価を行なった。各評価結果を下記表１から表３に示す。

［実施例７〜１１］
帯電部へ印加する交流電圧の影響を確認するため、交流電圧のピーク間電圧を変更した以外は実施例１と同様にして、各評価を行なった。各評価結果を下記表１から表３に示す。

［実施例１２］
（トナー製造例２）
トナー製造例１における減圧濾過条件を調整した以外は、トナー製造例１と同様にして、やや重量平均径と個数平均径の比（Ｄ４／Ｄ１）が大きいトナー（Ｔ２）を得た。重量平均粒径５．１０μｍ、個数平均粒径３．５９μｍ、累積個数分布から算出した個数基準１０％径＝２．1μｍ、円形度＝０．９８であった。

トナー平均径比（Ｄ４／Ｄ１）の影響を確認するため、トナー（Ｔ２）を使用した以外は実施例１と同様にして、各評価を行なった。各評価結果を下記表１から表３に示す。

［実施例１３］
（トナー製造例３）
部分架橋ポリエステル樹脂 ７９．５部
（ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加アルコール、
ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド付加アルコール、
テレフタル酸、トリメリット酸の縮合重合物、
Ｍｗ＝１５０００、ガラス転移点＝６１℃）
カーボンブラック １５部
ジ−ｔｅｒｔ―ブチルサリチル酸のジルコニウム塩 １部
カルナウバワックス；野田ワックス社製 ５部

上記組成の混合物を、二本ロール混練機にて３０分間混練後、機械式粉砕機・気流式分級機により粉砕・分級条件を調整し、更に機械式表面処理装置にて粒子形状を滑らかにしてトナー母体を得た。更に、トナー母体１００部に対して、疎水性シリカ微粒子１部及び疎水性酸化チタン微粒子１部を加えて、ヘンシェルミキサーでトータル２分間混合し円形度が低めのトナー（Ｔ３）を得た。トナー（Ｔ３）の重量平均粒径６．３５μｍ、個数平均粒径４．８９μｍ、累積個数分布から算出した個数基準１０％径＝３．７３μｍ、円形度＝０．９５であった。

トナー円形度の影響を確認するため、トナー（Ｔ３）を使用した以外は実施例１と同様にして、各評価を行なった。各評価結果を下記表１から表３に示す。

［実施例１４］
（キャリア製造例２）
キャリア製造例１における超音波振動篩の分級条件を調整し、粒度分布がややブロードなマンガンフェライト粒子を得た。このマンガンフェライト粒子を用いた以外は、キャリア製造例１と同様にして、キャリア（Ｃ２）を得た。キャリア（Ｃ２）の粒度分布を、マイクロトラック粒度分布計（Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ社製 Ｍｏｄｅｌ Ｘ１００）にて測定したところ、重量平均粒径（Ｄ４）３２．５μｍ、数平均径（Ｄ１）３０．８μｍであった。また、１５〜２５μｍのキャリア粒子は、１１．０重量％であった。

キャリアの影響を確認するため、キャリア（Ｃ２）を用いた以外は、実施例１と同様にして、各評価を行なった。各評価結果を下記表１から表３に示す。

［実施例１５］
（キャリア製造例３）
キャリア製造例１におけるスプレードライヤーの造粒条件ならびに超音波振動篩の分級条件を調整し、重量平均径がやや大きいマンガンフェライト粒子を得た。このマンガンフェライト粒子を用いた以外は、キャリア製造例１と同様にして、キャリア（Ｃ３）を得た。キャリア（Ｃ３）の粒度分布を、マイクロトラック粒度分布計（Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ社製 Ｍｏｄｅｌ Ｘ１００）にて測定したところ、重量平均粒径（Ｄ４）５５．０μｍ、数平均径（Ｄ１）５２．３μｍであった。また、１５〜２５μｍのキャリア粒子は、０．１重量％であった。キャリアの影響を確認するため、キャリア（Ｃ３）を用いた以外は、実施例１と同様にして、各評価を行なった。各評価結果を下記表１から表３に示す。

［比較例１］
（帯電部材製造例７）
ポリエーテルエーテルケトン樹脂９０重量部及びエピクロルヒドリンゴム１０重量部に対して、アミノシラン７重量部を添加して混練し、有機物マトリクス（熱膨張係数＝２２ｐｐｍ／Ｋ，体積抵抗率＝９．５×１０¹²Ω・ｃｍ）を得た。これに導電性粒子としてアルミニウム合金粒子９部（熱膨張係数＝２４ｐｐｍ／Ｋ，体積抵抗率＝５．０×１０^-2Ω・ｃｍ，平均粒径＝０．５μｍ）、加硫促進助剤として酸化亜鉛５部を二本ロールにて混練し、帯電部材用のゴム組成物を得た。

得られたゴム組成物を、直径６ｍｍの芯金上に積層し、表面を研磨して直径１２ｍｍφ（肉厚３ｍｍ、長さ３３０ｍｍ）の帯電ローラ（Ｒ７）を得た。

帯電部に用いる帯電部材として、有機物マトリクスより導電性粒子の熱膨張係数が大きい帯電ローラ（Ｒ７）を用いた以外は、実施例１と同様にして、各評価を行なった。各評価結果を下記表１から表３に示す。

［比較例２］
（帯電部材製造例８）
導電性粒子としてＩＴＯ粒子４部を用いた以外は、帯電部材製造例１と同様にして帯電ローラ（Ｒ８）を得た。

帯電部に用いる帯電部材として、体積抵抗率が高い帯電ローラ（Ｒ８）を用いた以外は、実施例１と同様にして、各評価を行なった。各評価結果を下記表１から表３に示す。

［比較例３］
（帯電部材製造例９）
導電性粒子としてＩＴＯ粒子３０部を用いた以外は、帯電部材製造例１と同様にして帯電ローラ（Ｒ９）を得た。

帯電部に用いる帯電部材として、体積抵抗率が低い帯電ローラ（Ｒ９）を用いた以外は、実施例１と同様にして、各評価を行なった。各評価結果を下記表１から表３に示す。

［比較例４］
（帯電部材製造例１０）
エピクロルヒドリンゴム６０重量部及びポリアリルアミド樹脂４０重量部に対して、アミノシラン５重量部を添加して混練し、有機物マトリクス（熱膨張係数＝１２５ｐｐｍ／Ｋ，体積抵抗率＝４．８×１０¹¹Ω・ｃｍ）を得た。これに導電性粒子としてＩＴＯコートアルミナ１０部（熱膨張係数＝７ｐｐｍ／Ｋ，体積抵抗率＝２．０×１０⁵Ω・ｃｍ，平均粒径＝０．０２μｍ）、加硫促進助剤として酸化亜鉛３部を二本ロールにて混練し、帯電部材用のゴム組成物を得た。得られたゴム組成物を、直径６ｍｍの芯金上に積層し、表面を研磨して直径１２ｍｍφ（肉厚３ｍｍ、長さ３３０ｍｍ）の帯電ローラ（Ｒ１０）を得た。

帯電部に用いる帯電部材として、有機物マトリクスの体積抵抗率が低く、かつ導電性粒子の体積抵抗率が高い、帯電ローラ（Ｒ１０）を用いた以外は、実施例１と同様にして、各評価を行なった。各評価結果を下記表１から表３に示す。

［比較例５］
（帯電部材製造例１１）
ポリフッ化ビニリデン７０重量部及びエピクロルヒドリンゴム３０重量部に対して、アミノシラン３重量部を添加して混練し、有機物マトリクス（熱膨張係数＝７５ｐｐｍ／Ｋ，体積抵抗率＝１．７×１０¹⁵Ω・ｃｍ）を得た。これに導電性粒子としてファーネスブラック１０部（熱膨張係数＝１０ｐｐｍ／Ｋ，体積抵抗率＝９．２×１０^-4Ω・ｃｍ，平均粒径＝０．０２μｍ）、加硫促進助剤として酸化亜鉛３部を二本ロールにて混練し、帯電部材用のゴム組成物を得た。得られたゴム組成物を、直径６ｍｍの芯金上に積層し、表面を研磨して直径１２ｍｍφ（肉厚３ｍｍ、長さ３３０ｍｍ）の帯電ローラ（Ｒ１１）を得た。

帯電部に用いる帯電部材として、有機物マトリクスの体積抵抗率が高く、かつ導電性粒子の体積抵抗率が低い、帯電ローラ（Ｒ１１）を用いた以外は、実施例１と同様にして、各評価を行なった。各評価結果を下記表１から表３に示す。

最後に、実施例１の評価終了後、像担時体のみを、比較例１にて３０万枚の画像出力後の像担持体に取り換え、実施例１の条件にて、画像評価を行なったところ、軸方向の黒帯状異常をはじめとする異常画像は認められなかった。このことより、本発明で規定の帯電部を用いた画像形成装置が、像担時体の傷（低抵抗部位）の影響を、高度に抑制するものであることが確認された。

上記実施形態により、像担持体表面に発生した低抵抗部位の影響を抑止でき、極めて長期間にわたって像担持体を安定した均一な電位に帯電させることができ、初期の画像品質を変動させることなく維持することができる。また、帯電部材や像担持体のメンテナンス回数を低減でき、新たな部材を追加する必要がないのでコストダウンが図れる。さらに、該画像形成装置によれば、高画質な画像を得るのに適したキャリアならびにトナーとの併用により、初期の高品質な画像を長期にわたって変動させることなく維持することができる。

また、上記実施形態により、像担持体表面に発生した低抵抗部位の影響を抑止でき、極めて長期間にわたって像担持体を安定した均一な電位に帯電させることができるため、初期の高品質な画像を使用期間中変動させることなく維持することができる。また、それと共に、プロセスカートリッジもしくはこれに使用している部品の交換間隔を広げることが可能となるため、廃棄物の削減、自然環境に与える負荷を大幅に低減することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種種変更可能であることは言うまでもない。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の帯電部の概略構成図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジの概略構成図である。

符号の説明

１，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ 像担持体（感光体）
２ 帯電部
２ａ 帯電部材
２ｂ 帯電部材表面をクリーニングするクリーニング部材
３ 潜像形成部
４ 現像部
４ａ 現像スリーブ
４ｂ 現像剤供給スクリュー
４ｃ 現像剤攪拌スクリュー
５ 転写部
６ クリーニング部
７ 定着部
８ 排紙トレイ
１０ プロセスカートリッジ
２０ 帯電部材
２１ 被覆層
２２ 基体
２３ 高圧電源
５０ 中間転写媒体
５１ １次転写部
６１ クリーニングブレード
６２ 潤滑剤塗布手段（ブラシローラ）
６４ 固形潤滑剤
６５ トナー除去手段（弾性ローラ）
６６ ハードブレード
６７ 搬送スクリュー
１００ 画像形成装置
２００ 給紙部

Claims (10)

1. 像担持体と、像担持体の表面に対して帯電部材を接触または近接させて配置し、像担持体を帯電させる帯電手段と、二成分現像剤を用いる現像手段と、を備える画像形成装置であって、
   前記帯電部材は、芯金上に樹脂またはゴムの少なくとも一種よりなる有機物マトリクス中に導電性粒子を分散した被覆層を有し、前記有機物マトリクスの体積抵抗率が１×１０¹²〜１×１０¹⁵Ω・ｃｍの範囲であり、前記導電性粒子の体積抵抗率が１×１０^-3〜１×１０⁵Ω・ｃｍの範囲であり、前記帯電部材へ１０Ｖの電圧を印加した時の前記帯電部材の体積抵抗率が１×１０⁸〜１×１０¹³Ω・ｃｍの範囲であり、前記有機物マトリクスの熱膨張係数が前記導電性粒子の熱膨張係数より大きいことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記帯電手段は、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記交流電圧は、ピーク間電圧が８００〜２５００Ｖであることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記二成分現像剤中のキャリアは、重量平均径（Ｄ４）が２０〜５０μｍで、かつ、粒子径が１５〜２５μｍのキャリア粒子をキャリア重量基準で０より大きく１０以下の重量％範囲で含有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記二成分現像剤中のトナーは、下記式（Ｉ）で示される円形度ＳＲが、０．９３〜１．００であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
   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 （Ｉ）
6. 前記二成分現像剤中のトナーは、重量平均径（Ｄ４）と個数平均径（Ｄ１）の比（Ｄ４／Ｄ１）が１．００〜１．４０の範囲であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 像担持体と、像担持体の表面に対して帯電部材を接触または近接させて配置し、像担持体を帯電させる帯電手段と、二成分現像剤を用いる現像手段と、を一体に備えるプロセスカートリッジであって、
   前記帯電部材は、芯金上に樹脂またはゴムの少なくとも一種よりなる有機物マトリクス中に導電性粒子を分散した被覆層を有し、前記有機物マトリクスの体積抵抗率が１×１０¹²〜１×１０¹⁵Ω・ｃｍの範囲であり、前記導電性粒子の体積抵抗率が１×１０^-3〜１×１０⁵Ω・ｃｍの範囲であり、前記帯電部材へ１０Ｖの電圧を印加した時の体積抵抗率が１×１０⁸〜１×１０¹³Ω・ｃｍの範囲であり、前記有機物マトリクスの熱膨張係数が前記導電性粒子の熱膨張係数より大きいことを特徴とするプロセスカートリッジ。
8. 前記二成分現像剤中のキャリアは、重量平均径（Ｄ４）が２０〜５０μｍであり、かつ、粒子径が１５〜２５μｍのキャリア粒子をキャリア重量基準で０より大きく１０以下の重量％の範囲で含有することを特徴とする請求項７に記載のプロセスカートリッジ。
9. 前記二成分現像剤中のトナーは、下記式（Ｉ）で示される円形度ＳＲが、０．９３〜１．００であることを特徴とする請求項７または８に記載のプロセスカートリッジ。
   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 （Ｉ）
10. 前記二成分現像剤中のトナーは、重量平均径（Ｄ４）と個数平均径（Ｄ１）の比（Ｄ４／Ｄ１）が１．００〜１．４０であることを特徴とする請求項８に記載のプロセスカートリッジ。

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