JP2004170439A

JP2004170439A - クリーニング装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2004170439A
Application number: JP2002332491A
Authority: JP
Inventors: Naohiro Kumagai; 直洋熊谷; Atsushi Sanpei; 敦史三瓶; Masahito Yanagida; 雅人柳田; Takashi Shintani; 剛史新谷; Eisaku Murakami; 栄作村上; Masanori Kawasumi; 正則川隅; Toshio Koike; 寿男小池; Masami Tomita; 正実富田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-11-15
Filing date: 2002-11-15
Publication date: 2004-06-17

Abstract

【課題】像担持体である感光体の表面に強固に付着しているシリカ等の外添剤を除去するクリーニング装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体１上に担持されるトナーを清掃するクリーニング部材を配設するクリーニング装置８において、感光体１に当接される２つのクリーニングブレードを有し、感光体１の回転方向に対して、第１クリーニングブレード８ａの下流側に設けられる第２クリーニングブレード８ｂは、第１クリーニングブレード８ａより硬度が高いクリーニング装置８とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の電子写真方式により記録画像を作成する際に、可視像が形成される像担持体上の残留トナー、付着物をクリーニングするクリーニング装置に関するものであり、さらに、このクリーニング装置を備えるプロセスカートリッジ、画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置では、静電潜像を像担持体上に形成し、この静電潜像を電荷の極性の異なるトナーで現像することで、可視化されたトナー像を形成している。このトナー像を、一旦中間転写体に転写して中間転写体上に形成されるトナー像を又はこの中間転写体への転写を省略して直接像担持体上のトナー像を記録紙に転写して、記録紙上にトナー像を形成し、次に定着装置でトナーを溶融させて、記録紙上に固定させている。
転写された後の像担持体上には、未転写の残留トナーが付着している。このトナーには、トナーの流動性、帯電性を調整するためにシリカ、チタニア、アルミナ等の金属酸化物、窒化物、炭化物の外添剤が添加されている。また、最近は、画像形成装置に対して、高精度の記録画像が求まられており、トナーの粒径を小さくする改善が行われている。トナーを小粒径にすると、像担持体上のトナーをクリーニングして除去するのに大きな力が必要となるためにクリーニングしづらくなる。したがって、小粒径にすると一定重量のトナーの表面積が大きくなるために、その表面積に応じて外添剤の量を多くして流動性を向上させる必要がある。
【０００３】
しかしながら、外添剤の外添量を多くすると、転写後の像担持体上に残留する外添剤が増加する。この像担持体上に残留する外添剤は、電気的に絶縁性であり帯電装置の帯電により像担持体に強固に付着し、さらに、クリーニング装置のクリーニングブレードにより像担持体に押し込められることになる。さらに、像担持体上の外添剤が起点になりトナー又はトナーの構成材料である結着樹脂、ワックス等が付着して成長し、形成される画像上に黒い点となって画像を汚す現象が発生する。
【０００４】
このために、従来は、実開昭６２−１６４３７６号公報では、「クリーニング部材の下流側に、研摩剤を分散した弾性体からなる研摩部材を感光体の表面に接して設けた」という「感光体表面付着物除去装置」が開示されている。
また、特開平３−６５９８０号公報では、「像担持体に対して逆方向に圧接配置したクリーニングブレードと、像担持体表面を摺擦クリーニングするように圧接配置したクリーニング部材とを備えてなる」という「画像形成装置のクリーニング装置」が開示されている。
【０００５】
しかし、実開昭６２−１６４３７６号公報の「感光体表面付着物除去装置」では、コロナ放電で発生した窒素酸化物、硫黄酸化物等の汚染物質又は記録するための用紙に含まれるサイズ剤、顔料等の処理剤の感光体への付着物を除去するため同質のクリーニング部材を用いているが、強固に感光体に付着した外添剤を除去するには研摩力が十分ではない。また、特開平３−６５９８０号公報の「画像形成装置のクリーニング装置」では、小粒径のトナーのクリーニング性を向上させるためであって、特に、２枚目のクリーニングブレードは、薄くして、かつ、当接圧を少なくして感光体の摩耗を少なくすることが開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、いずれに開示されたクリーニングブレードでは、感光体上に強く付着したシリカ等の外添剤が、帯電装置により電荷を受けて強く感光体に付着し、さらに、通常のクリーニングブレードで除去されず、逆に感光体に押しつけられて一層強固に付着したシリカを除去することは困難である。
【０００７】
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、像担持体である感光体の表面に強固に付着しているシリカ等の外添剤を除去するクリーニング装置を提供することを課題としている。
さらに、感光体の表面に強固に付着しているシリカ等の外添剤を除去するクリーニング装置を備えることで、感光体の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を課題としている。
また、乾式粉砕法又は湿式重合法による小粒径トナーを使用する場合であっても、感光体の表面に強固に付着しているシリカ等の外添剤を除去するクリーニング装置を備えることで、高品位の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課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、請求項１に記載の発明は、像担持体上に担持されるトナーを清掃するクリーニング部材を配設するクリーニング装置において、前記クリーニング装置は、像担持体に当接される２つのクリーニングブレードを有し、像担持体の回転方向に対して、第１クリーニングブレードの下流側に設けられる第２クリーニングブレードは、第１クリーニングブレードより硬度が高いクリーニング装置とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のクリーニング装置において、前記クリーニング装置は、第２クリーニングブレードが、第１クリーニングブレードより当接圧が高いクリーニング装置とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のクリーニング装置において、前記クリーニング装置は、第１クリーニングブレードが、第２クリーニングブレードより像担持体の研摩力が大きく、かつ、第２クリーニングブレードの研摩力が、第１クリーニングブレードの研摩力が１／７〜１／２の範囲にあるクリーニング装置とする。
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クリーニング装置において、前記クリーニング装置は、第１クリーニングブレードの像担持体の研磨速度が、像担持体１０，０００回転の当接に対して７μｍ未満であって、
第２クリーニングブレードの像担持体の研磨速度が、像担持体１０，０００回転の当接に対して１〜３．５μｍであるクリーニング装置とする。
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クリーニング装置において、前記クリーニング装置は、第１及び第２クリーニングブレードがカウンター方式であるクリーニング装置とする。
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クリーニング装置において、前記クリーニング装置は、第２クリーニングブレードがトレーリング方式であるクリーニング装置とする。
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クリーニング装置において、前記クリーニング装置は、第２クリーニングブレードが、像担持体の回転方向に対して、帯電装置の上流側に配設されるクリーニング装置とする。
請求項８に記載の発明は、像担持体上に担持されるトナーを清掃するクリーニング部材を配設するクリーニング装置において、前記クリーニング装置は、像担持体に当接される２つのクリーニングブレードを有し、像担持体の回転方向に対して、転写部の下流側であって、第１クリーニングブレードの上流側に配設される第２クリーニングブレードは、第１クリーニングブレードより硬度が高いクリーニング装置とする。
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のクリーニング装置において、前記クリーニング装置は、請求項２ないし６のいずれかに記載のクリーニング装置であるクリーニング装置とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項８又は９に記載のクリーニング装置において、前記クリーニング装置は、第２クリーニングブレードを像担持体から離間させる離間機構を備えるクリーニング装置とする。
【０００９】
請求項１１に記載の発明は、像担持体と、像担持体上に担持されるトナーを清掃するクリーニング装置と少なくとも含んで一体に支持され、画像形成装置に本体に着脱自在に形成される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、請求項１ないし１０のいずれかに記載のクリーニング装置が配置されているプロセスカートリッジとする。
【００１０】
請求項１２に記載の発明は、潜像を形成する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、帯電した像担持体表面に画像データに基づいて露光し、潜像を書き込む露光装置と、像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し、可視像化する現像装置と、像担持体表面の可視像を記録紙に転写する転写装置と、転写後の像担持体表面を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、クリーニング装置が請求項１ないし１１のいずれかに記載のクリーニング装置である画像形成装置とする。
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の画像形成装置において、前記画像形成装置に用いられるトナーは、着色剤、少なくともＮ（窒素）原子を含む官能基を有するポリエステル、離型剤を主成分とし、荷電制御剤を有するトナー母体粒子に、少なくともシリカ微粒子を外添するトナーであって、トナーの体積平均粒径が、３〜１０μｍである画像形成装置とする。
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の画像形成装置において、前記トナーは、トナー表面とトナー内部で窒素原子の濃度に分布があり、トナー表面がトナー全体より窒素濃度が高く分布している画像形成装置とする。
請求項１５に記載の発明は、請求項１３又は１４に記載の画像形成装置において、前記トナーはトナー及び添加剤と同極性の荷電制御剤を含有し、かつ、該荷電制御剤はトナー表面に存在する荷電制御剤とトナー全体に存在する荷電制御剤との重量比が１００〜１，０００で分布している画像形成装置とする。
請求項１６に記載の発明は、請求項１３ないし１５のいずれかに記載の画像形成装置において、トナー母体粒子が、平均円形度が０．９０〜１．００である画像形成装置とする。
請求項１７に記載の発明は、請求項１３ないし１６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、平均円形度のうちＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、ＳＦ−２が１００〜１９０の範囲にある画像形成装置とする。
請求項１８に記載の発明は、請求項１３ないし１７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、少なくともＮ（窒素）原子を含む官能基を有するプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤からなるトナー材料を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で分散させ、重付加反応させるトナーである画像形成装置とする。
請求項１９に記載の発明は、請求項１３ないし１８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、紡錘形状である画像形成装置とする。
請求項２０に記載の発明は、請求項１３ないし１９のいずれかに記載の画像形成装置において、前記トナーは紡錘形状であって、長軸ｒ１と短軸ｒ２との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜０．８で、厚さｒ３と短軸ｒ２との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０で表される画像形成装置とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
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、本発明のクリーニング装置を装着した画像形成装置の像担持体周囲の構成を示す概略図である。
像担持体である感光体１の周囲は、帯電装置２、図示しない露光装置３、現像装置４、転写装置６、定着装置７及びクリーニング装置８が配置されている。
感光体１は、一般的に用いられている有機感光体を用いることもできる。
帯電装置２は、コロナ方式、ローラ方式、ブラシ方式、ブレード方式のいずれであってもよく、ここでは、ローラ方式の帯電装置２を示す。帯電装置２は、帯電ローラ２ａ、帯電ローラ２ａを清掃するために当接されているクリーニングパッド２ｂ、帯電ローラ２ａに接続される図示しない電源を備える。帯電ローラ２ａに高電圧を印加して、曲率を有する帯電ローラ２ａと感光体１との間に所定の電圧を印加し、感光体１との間でコロナ放電を発生させて感光体１の表面を一様に帯電するものである。
露光装置３は、読取装置内のスキャナーで読み取ったデータ及び、図示しないＰＣ等外部より送られた画像信号を変換し、ポリゴンモータでレーザー光３ａをスキャンさせミラーを通して読み取られた画像信号を基に感光体１上に静電潜像を形成する。
【００１２】
現像装置４は、現像剤を担持して感光体１に供給する現像剤担持体と、トナー供給室等を備える。感光体１と微小間隔をおいて配置された円筒状の現像剤担持体と、現像剤担持体上の現像剤量を規制する現像剤規制部材とを有している。現像剤担持体は、回転可能に支持された中空円筒状の現像剤担持体と、現像剤担持体の内部にこれと同軸に固設されたマグネットロールとを備えており、現像剤担持体の外周面に現像剤を磁気的に吸着して搬送できるようになっている。現像剤担持体は導電性で、非磁性部材で構成されており、現像バイアスを印加するための電源が接続されている。現像剤担持体と感光体１との間には、電源から電圧が印加され、現像領域に電界が形成される。
【００１３】
転写装置６は、転写ベルト６ａと転写バイアスローラ６ｂとテンションローラ６ｃから構成されている。転写バイアスローラ６ｂは、鉄、アルミ、ステンレス等の芯金表面に弾性層を設けて構成する。転写バイアスローラ６ｂには、記録紙を感光体１に密着させるために、感光体１側に必要な圧力がかけられる。転写ベルト６ａは、基材として耐熱性の材料を種々選択する事で効果が得られ、例えばシームレスのポリイミドフィルムで構成することができる。その外側には、フッ素樹脂層を設ける構成とすることができる。又、必要に応じてポリイミドフィルムの上にシリコーンゴム層を設け、その上にフッ素樹脂層を設けてもよい。転写ベルト６ａの内側には、転写ベルト６ａの駆動及び張架のためのテンションローラが設けられている。
【００１４】
定着装置７は、ハロゲンランプ等の加熱手段であるヒーターを有する定着ローラ７１と、圧接される加圧ローラ７２とを備えている。定着ローラ７１は、芯金表面にシリコーンゴム等の弾性層を１００〜５００μｍ、好ましくは４００μｍの厚みに設け、更にトナーの粘性による付着を防止する目的で、フッ素樹脂等の離型性の良い樹脂表層が形成されている。樹脂表層は、ＰＦＡチューブ等で構成され、その厚みは機械的劣化を考慮して１０〜５０μｍ程度の厚みが好ましい。定着ローラ７１の外周面には、図示しない温度検知手段が設けられ、定着ローラ７１の表面温度を約１６０〜２００℃の範囲の中で、ほぼ一定に保つようにヒータ７４が制御されている。加圧ローラ７２は、芯金表面にテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなオフセット防止層が被覆されている。定着ローラ７１と同様に、芯金表面にシリコーンゴム等の弾性層を設けもよいし、ヒータ７３を設けてもよい。
【００１５】
ここで、クリーニング装置８について詳細に説明する。クリーニング装置８は、第１クリーニングブレード８ａ、第２クリーニングブレード８ｂ、トナー回収羽根８ｄ、トナー回収コイル８ｃ、図示されないトナー回収ボックスを備える。第１クリーニングブレード８ａは、転写後に残留する感光体１上のトナーを除去する。第１クリーニングブレード８ａの材質は、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム等の弾性体を用いる。特に、ウレタンゴムが、耐摩耗性、耐オゾン性、耐汚染性の観点から好ましい。第１クリーニングブレード８ａの硬度（ＪＩＳ―Ａ）は、６５〜８５度の範囲が好ましい。硬度が６５度未満ではクリーニングブレードの変形が大きくトナー等のクリーニングが困難になり、硬度が８５度を越えるとブレード先端が欠けやすくなる。第１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。第１クリーニングブレード８ａの軸方向の長さは、感光体１の軸方向の長さより若干短めにして端部からクリーニングしたトナーがこぼれるのを防止する。又、当接角度は、当接位置の接線から５〜２５度の範囲になることが好ましい。当接角度が５度未満ではトナーのすり抜けによるクリーニング不良が発生しやすく、２５度を越えるとクリーニング時にブレードめくれが生じることがある。
【００１６】
また、第１クリーニングブレード８ａは、均一な当接角度と当接圧を維持するために、ホルダに固定又は一体成形されていることが好ましい。ホルダは、鋼板、アルミ板等の金属板、硬度の異なるウレタンゴムであってもよい。
第１クリーニングブレード８ａの当接圧は、１０〜６０ｇｆ／ｃｍの範囲にあることが好ましい。当接圧が１０ｇｆ／ｃｍ未満では２μｍ未満のトナーのクリーニングが困難であり、６０ｇｆ／ｃｍを越えるとクリーニングブレードがめくれたり、バウンディングしやすくなって、クリーニング性が低下する。
【００１７】
第２クリーニングブレード８ｂは、感光体１の回転方向に対して第１クリーニングブレード８ａより下流側に設けられ、主に、感光体１表面を研摩しつつ、感光体１上に付着する付着物を除去する。しかし、第１クリーニングブレード８ａのみでは感光体１表面に付着した外添剤、帯電生成物を完全に除去することができない。第１クリーニングブレード８ａの研摩力をさらに大きくするために、表面硬度、当接圧、ゴム硬度を大きくすると、ブレードめくれ、ブレードの振動であるバウンディングが発生し、クリーニング不良が生ずる。そこで、第２クリーニングブレード８ｂを設け、除去しきれない感光体１上の外添剤等を除去するため第１クリーニングブレード８ａより下流側に配設する。また、帯電装置２の上流側に配設することが好ましい。感光体１にクリーニングブレードを当接すると、摩擦帯電するために、帯電装置２により設定された異なる感光体表面電位になる。このために、感光体１の回転方向に対して帯電装置２の上流側に設ける。
【００１８】
感光体１の研摩は、クリーニングブレード自身で研摩するが、クリーニングブレードと感光体１の間に狭持されるトナーによっても研摩される。したがって、いずれに重点を置いてもよいが、感光体１上に強く付着したシリカ等の外添剤を除去し、かつ感光体１の削れ量が小さい方が好ましい。
感光体１をクリーニングブレード自身で研摩し、かつ、感光体１上に強く付着したシリカ等を除去するために、第２クリーニングブレード８ｂの硬度を第１クリーニングブレード８ａより高くする。第２クリーニングブレード８ｂの材質は、第１クリーニングブレード８ａの材質と同じものを用いることができるが、異なる材質であってもよい。これで、第１クリーニングブレード８ａで除去できなかった感光体１表面の付着物を除去する。このために、少なくとも硬度は６５度以上が好ましい。
第２クリーニングブレード８ｂ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。厚さは、第１クリーニングブレード８ａより薄いことが好ましい。薄くすることで、当接圧を高くすることができる。
【００１９】
また、第２クリーニングブレード８ｂは、均一な当接角度と当接圧を維持するために、ホルダに固定又は一体成形されていることが好ましい。ホルダは、鋼板、アルミ板等の金属板、硬度の異なるウレタンゴムであってもよい。
また、感光体１をクリーニングブレードと感光体１の間に狭持されるトナーで研摩するために、第２クリーニングブレード８ｂの当接圧は、１０〜６０ｇｆ／ｃｍが好ましい。当接圧が１０ｇｆ／ｃｍ未満では研摩性が小さく、強固に感光体１に付着しているシリカ等の付着物を除去することができない。６０ｇｆ／ｃｍを越えると、クリーニングブレード先端が削れやすくなり耐久性が低下し、また、第１クリーニングブレード８ａでクリーニングされた後であるために第２クリーニングブレード８ｂに狭持されるトナーが少なく、摩擦力が高くなりすぎブレードめくれが発生する。
また、第２クリーニングブレード８ｂは、第１クリーニングブレード８ａより研摩力を小さくし、かつ、第１クリーニングブレード８ａの研摩力を１／７〜１／２の範囲にする。これは、第２クリーニングブレード８ｂは、第１クリーニングブレード８ａで除去しきれない感光体１上の外添剤等を除去するためであり、研摩力を大きくすると感光体１の削れ量が多くなり、感光体１の寿命が短くなる。
【００２０】
第１及び第２クリーニングブレード８ａ、８ｂの当接方式は、カウンター方式、トレーリング方式のいずれであってもよいが、カウンター方式が好ましい。カウンター方式の方が、比較的小さな力で大きなクリーニング力を得ることができ、ブレードめくれ等の発生を防止することができる。第２クリーニングブレード８ｂは、トレーリング方式であってもよい。図２は、本発明のクリーニング装置８であって、第２クリーニングブレード８ｂをトレーリング方式にしたクリーニング装置８を装着した画像形成装置の感光体周囲の構成を示す概略図である。カウンター方式に比較してトレーリング方式にすると、残留トナーのクリーニング性は多少低下するが、感光体１との摩擦力が低下してブレードめくれが減少し、また、トナーを狭持する面積が増加するために感光体１上の付着物を除去するための感光体１の研摩力はほとんど低下しない。
【００２１】
また、第２クリーニングブレード８ｂは、感光体１に当接できれば、感光体１のいずれの部位に配設するものであってもよい。感光体１表面の外添剤等を除去できれば足りるからである。この場合、画像形成時は感光体１から離間しておき、空転時などの非画像形成時に画像形成に影響を与えないタイミングで感光体１に当接し、感光体１上の外添剤等を除去する。常時当接させないことで感光体１の削れ量を少なくして、感光体１の寿命を長くすることができる。特に、例えば、転写部の下流で、第１クリーニングブレード８ａの上流側であってもよい。このとき、転写工程後では、感光体１上の残留トナーが多いために、第１クリーニングブレード８ａで残留トナーが除去される前は、第２クリーニングブレード８ｂは、離間手段で感光体１から離間しておく。例えば、カムは半回転ステップのスプリングクラッチによって半回転制御を行って、スプリングクラッチの半回転動作はフラッパタイプのソレノイドにより行うようにし、スプリングクラッチは、ソレノイドをＯＮ状態にしてカムを引いた状態の時に、第２クリーニングブレード８ａを感光体１に接触させる方向に移動する。また、ソレノイドがＯＦＦ状態の時、第２クリーニングブレード８ａを感光体１から離間する方向に移動させる機構を設けてもよい。
【００２２】
本発明のプロセスカートリッジは、少なくとも、像担持体である感光体１と、感光体１上の担持されるトナーを除去するクリーニング装置８を一体に支持して、画像形成装置本体に着脱自在に形成されるプロセスカートリッジにおいて、上述のクリーニング装置８を配置するものであってもよい。感光体１の寿命に至る前に、感光体１上の外添剤、帯電生成物により感光体１が汚染され、黒い点のある低品位の画像が形成されるのを防止することができる。
【００２３】
図３は、本発明の一実施形態である画像形成装置の構成を示す概略図である。また、本発明の潜像を形成する像担持体である感光体１と、感光体１表面に均一に帯電を施す帯電装置２と、帯電した感光体１表面に画像データに基づいてレーザ光３ａを照射し、潜像を書き込む露光装置３と、感光体１表面に形成された潜像にトナーを供給し、可視像化する現像装置４と、感光体１表面の可視像を記録紙に転写する転写装置６と、転写後の感光体１表面をクリーニングするクリーニング装置８とを備える画像形成装置において、前記画像形成装置は、上述のクリーニング装置８を用いる。これにより、感光体１の寿命に至る前に、感光体１上の外添剤、帯電生成物により感光体１が汚染され、黒い点のある低品位の画像が形成されるのを防止することができる。
【００２４】
さらに、作像動作は、次のように行われる。感光体１は、図１では、反時計方向に回転している。感光体１は除電ランプ９により除電され、表面電位が０〜−１５０Ｖの基準電位に平均化される。次に、帯電ローラ２ａにより帯電され、表面電位が−８００Ｖ前後となる。次に、露光装置３で露光され、光が照射された部分（画像部）は表面電位が０〜−２００Ｖとなる。現像装置４により現像剤担持体上のトナーが画像部分に付着する。トナー像が作られた感光体１は回転移動し、給紙部より記録紙先端部と画像先端部とが転写ベルト６ａで一致するようなタイミングで、記録紙が送られ、転写ベルト６ａで感光体１表面のトナー像が記録紙に転写される。その後、記録紙は、定着装置７へ送られ、熱と圧力によりトナーが記録紙に融着されて、コピーとして排出される。感光体１上に残った残留トナーはクリーニング装置８の第１及び第２クリーニングブレード８ａ、８ｂによりクリーニングされ、その後、感光体１は除電ランプ９により残留電荷が除電されてトナーのない初期状態となり、再び次の作像工程へ移る。この画像形成装置には、磁性キャリアとトナーから成る二成分現像剤、磁性又は非磁性一成分現像剤いずれでもよく、ここに用いるトナーが溶融混練された後乾式粉砕法によるトナーであっても、溶媒中の湿式重合法によるトナーのいずれであってもよい。
【００２５】
次に、本発明に係る画像形成装置で使用されるトナーについて説明する。トナーは、着色剤と少なくともＮ（窒素）原子を含む官能基を有するポリエステルを主成分とし、荷電制御剤を含有してなるトナー母体粒子に、少なくともシリカ微粒子を外添してなるトナーであって、トナー表面がトナー内部より硬いトナーを用いる。
【００２６】
以下に、本発明の画像形成装置に用いるトナーの構成材料について説明する。
（着色剤）
着色剤としては、公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレットＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ピグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常１〜１５ｗｔ％、好ましくは３〜１０ｗｔ％である。
【００２７】
着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造、またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、ポリスチレン、ポリ−ｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体、あるいはこれらとビニル化合物との共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
【００２８】
（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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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のプレポリマー（Ａ）を得、これとアミン類との重付加反応により分子鎖が伸長されて得られるものである。ポリエステルのプレポリマーはイソシアネート基の官能基を有することでＮ原子を含んでいる。
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；およびこれら２種以上の併用が挙げられる。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。さらにこのポリエステルプレポリマー（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。
【００３５】
多価イソシアネート（ＰＩＣ）を反応させる際、及びポリエステルプレポリマー（Ａ）とアミン類（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）との伸長反応には、必要により伸長停止剤を用い、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。伸長停止剤としては、モノアミン（ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど）、およびそれらをブロックしたもの（ケチミン化合物）などが挙げられる。
ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常１０，０００以上、好ましくは２０，０００〜１０，０００，０００、さらに好ましくは３０，０００〜１，０００，０００である。１０，０００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２，０００〜１５，０００、好ましくは２，０００〜１０，０００、さらに好ましくは２，０００〜８，０００である。２０，０００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。
【００３６】
未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性およびフルカラー画像形成装置に用いた場合の光沢性が向上するので、ウレア変性ポリエステルを単独で使用するよりも好ましい。尚、未変性ポリエステルはウレア結合以外の化学結合で変性されたポリエステルを含んでもよい。
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ー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。
【００３７】
（荷電制御剤）
荷電制御剤としては公知のものが使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン０３、４級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、含金属アゾ染料のボントロンＳ−３４、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）、４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）、４級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、４級アンモニウム塩のコピーチャージＮＥＧＶＰ２０３６、コピーチャージＮＸＶＰ４３４（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）、銅フタロシアニン、ペリレン、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、４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。
荷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重量部を超える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
【００３８】
（離型剤）
離型剤としては、融点が５０〜１２０℃の低融点のワックスが、バインダー樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス及びパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、１２−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−ｎ−ステアリルメタクリレート、ポリ−ｎ−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体（例えば、ｎ−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等）等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダー樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えてもよい。
【００３９】
（外添剤）
トナー粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子が好ましく用いられる。この無機微粒子の一次粒子径は、５×１０^−３〜２μｍであることが好ましく、特に５×１０^−３〜０．５μｍであることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００ｍ^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０．０１〜５ｗｔ％であることが好ましく、特に０．０１〜２．０ｗｔ％であることが好ましい。
無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に両微粒子の平均粒径が５×１０^−２μｍ以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像機内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。
酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が０．３〜１．５ｗｔ％の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。
【００４０】
なお、キャリアに用いる磁性材料は、鉄、マグネタイト、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｕ等の２価の金属を含むフェライトであって、体積平均粒径２０〜１００μｍが好ましい。平均粒径が２０μｍ未満では、現像時に感光体１にキャリア付着が生じやすく、１００μｍを越えると、トナーとの混合性が低く、トナーの帯電量が不十分で連続使用時の帯電不良等を生じやすい。磁性材料としては、Ｚｎを含むＣｕフェライトが飽和磁化が高く好ましいが、画像形成装置のプロセスにあわせて適宜選択することができる。磁性キャリアを被覆する樹脂としては、特に限定されないが、例えばシリコーン樹脂、スチレン−アクリル樹脂、含フッ素樹脂、オレフィン樹脂等がある。その製造方法は、コーティング樹脂を溶媒中に溶解し、流動層中にスプレーしコア上にコーティングしても良く、また、樹脂粒子を静電的に核粒子に付着させた後に熱溶融させて被覆するものであってもよい。被覆される樹脂の厚さは、０．０５〜１０μｍ、好ましくは０．３〜４μｍがよい。
【００４１】
次に、溶媒中の湿式重合法による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。
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。
【００４２】
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、水単独でもよいし、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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
また、リン酸カルシウム、炭酸カルシウム、酸価チタン、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よい。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１，０００〜３０，０００ｒｐｍ、好ましくは５，０００〜２０，０００ｒｐｍ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。
【００４７】
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）との重付加反応を行わせる。この反応は、分子鎖の伸長を伴うため伸長反応とも呼ぶ。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。
【００４８】
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。
【００４９】
５）上記で得られたトナー母体粒子に、荷電制御剤を打ち込み、ついで、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。荷電制御剤の打ち込み、及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。
【００５０】
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、真球形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。
特に、本発明の画像形成装置に用いるトナーは、その表面がその内部より硬くする。溶融混錬した後に乾式粉砕するトナーでは、トナーの硬さを傾斜させることは困難であるが、本発明に係る溶液内で重合する湿式重合トナーでは、傾斜構造を持たせることが容易にできる。
【００５１】
このトナーの体積平均粒径は、３〜１０μｍの範囲が好ましい。粒径が小さいほど、細線の再現性が高くなり、高品位な画質を得ることができる。３μｍ未満では液滴の形成が困難であり、１０μｍを越えると乾式粉砕法によるトナーの方が低コストになる。また、粒径分布は、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）が１．００〜１．４０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、帯電量分布が均一になり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また、転写率を高くすることができる。Ｄｖ／Ｄｎが、１．４０を越えると帯電量分布も広がるために高品位な画像を得るのが困難になる。
【００５２】
トナー全体の硬さの分布は含まれる構成元素を分析することで把握することができる。ウレア結合したポリエステル樹脂は、Ｎを多く含む方が硬くなり、これをＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）等で組成分布を測定して確認することができる。トナー表面を硬くすることで、長期間使用する場合であってもブロッキングすることを防止し、また、トナー粒子自体の流動性を良くすることで攪拌性・混合性を良くすることができる。さらに、トナー表面が硬いことは外添剤がトナー表面に埋め込まれにくくなることで、現像装置４内で長期間攪拌しても、トナーの流動性・帯電性が一定に保つことができる。また、内部の硬さを低くすることで、定着時における熱と圧力でトナー表面を破壊し、容易に変形させることで、離型剤を含むトナー内部を露出させ定着性を向上させることができる。
【００５３】
しかし、トナー表面が硬くなることで、外添剤の埋め込みが少なくなるが、外添剤がトナー表面から遊離しやすくなり、感光体１表面に埋め込まれたり又は強く付着する。この付着した外添剤が起点となって、トナーが付着し成長して、感光体１上に黒点を形成しやすくなる。したがって、このようなトナーを用いる画像形成装置では、クリーニング装置８に第１及び第２クリーニングブレード８ａ、８ｂを配設し、上述したように、第２クリーニングブレード８ｂの硬度を高くし及び／又は当接圧を強くすることで、第１クリーニングブレード８ａで除去できなかった又は除去しきれなかった感光体１表面に埋め込まれたシリカを除去することができる。
【００５４】
また、本発明に係る画像形成装置で使用されるトナーは、トナー表面に存在する荷電制御剤とトナー全体に存在する荷電制御剤との重量比が１００〜１，０００である。トナーの母体粒子に荷電制御剤を混合・攪拌してトナー表面に存在させることができる。これも、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）等で組成分布を測定して確認することができる。荷電制御剤としては、トナーの帯電極性と同一の極性を有する荷電制御剤を用いることが好ましい。これにより、トナー母体粒子の帯電性と外添剤の帯電性を同じにすることで、トナーの帯電立ち上がりを速くし、帯電量分布を狭くすることができる。これにより、画像形成装置においてトナー補給時のかぶり等を減少させて高品位の画像を得ることができる。しかし、トナー表面と外添剤が同一極性では、外添剤が反発して遊離しやすくなり、感光体１上に黒点を形成しやすくなるが、クリーニング装置８に第１及び第２クリーニングブレード８ａ、８ｂを配設し、感光体１表面に埋め込まれたシリカを除去することができる。
【００５５】
また、このような湿式重合法では、さらに、離型剤をトナー表面に露出させずに、トナーの内側であってトナー表面近傍に優先的に分散させることができる。特に、トナー表面から１μｍ内部までの領域に、離型剤の占める面積率が５〜４０％の範囲にあることが好ましい。これにより、軟化点が低く、柔らかい離型剤が磁性キャリアに移行し、トナーとの帯電性を阻害することを防止して現像剤の寿命を延ばすことができ、良好な定着性とを両立することができる。
【００５６】
また、トナー母体粒子の平均円形度が０．９０〜１．００の範囲にある。より好ましくは平均円形度が０．９３〜０．９７で、円形度が０．９４未満のトナーが１０％以下である。平均円形度が０．９０未満では、球形からあまり離れた不定形のトナーでは転写が均一に行われないために記録紙に転写した際に細線の間でトナーが散ってしまい、高品質の画像が得られない。
トナーの円形度は、光学的に粒子を検知して、投影面積の等しい相当円の周囲長で除した値である。具体的には、フロー式粒子像分析装置（ＦＰＩＡ−２１００：東亜医用電子株式会社製）を用いて、容器中に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を０．１〜０．５ｍＬ加え、さらに、測定資料を０．１〜９．５ｇ程度を加える。資料を分散した懸濁液を超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、分散液濃度を３，０００〜１０，０００個／μＬにしてトナーの形状及び分布を測定する。
【００５７】
また、トナーの形状は、紡錘形状であることが好ましい。図３は、本発明のトナー形状を示す模式図である。トナー形状が一定しない不定形又は扁平形状では粉体流動性が悪いことから、摩擦帯電が円滑に行えないために、画像上に地肌汚れ等の問題が発生しやすい。さらに、微小な潜像ドットを現像する際には、緻密で均一なトナー配置をとりにくいことから、ドット再現性に劣る。また、静電転写方式では、電気力線の影響を受けにくく、転写効率が劣る。トナーが真球に近い場合、粉体流動性が良すぎて、外力に対して過度に作用してしまうことから、現像及び転写の際に、ドットの外側にトナー粒子が飛び散りやすい。また、球形トナーでは、感光体上で転がりやすいために、感光体とクリーニング部材との間に潜り込みクリーニング不良となることが多い。
その点で、紡錘形状を有するトナーは、粉体流動性が適度に調節されているために、摩擦帯電が円滑に行われて地肌汚れを発生させることがなく、微小な潜像ドットに対して整然と現像され、その後、効率よく転写されてドット再現性に優れる。さらに、その際の飛び散りに対しては、粉体流動性が適度にブレーキをかけて飛び散りを防いでいる。また、紡錘形状のトナーは、球形トナーに比べて、転がる軸が限られていることから、クリーニング部材の下に潜り込むようなクリーニング不良が発生しにくい。
【００５８】
特に、紡錘形状であって、長軸ｒ１と短軸ｒ２との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜０．８で、厚さｒ３と短軸ｒ２との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲にあることが一層好ましい。長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５未満では、真球形状から離れるためにクリーニング性が高いが、ドット再現性及び転写効率が劣るために高品位な画質が得られなくなる。
長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．８を越えると、球形に近づくために、低温低湿の環境下では特にクリーニング不良が発生することがある。また、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７未満では、扁平形状に近く、不定形トナーのように飛び散りは少ないが、球形トナーのような高転写率は得られない。特に、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が１．０では、長軸を回転軸とする回転体となる。これに近い紡錘状形状にすることで不定形・扁平形状でもなく真球状でもない形状であって、双方の形状が有する摩擦帯電性、ドット再現性、転写効率、飛び散りの防止性、クリーニング性の全てを満足させる形状となる。
なお、ｒ１、ｒ２、ｒ３は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で、観察しながら、視野の角度を変えて写真を撮り、測定した。
【００５９】
また、トナーは、円形度のうち形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１９０の範囲にあることが好ましい。
図５は、形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２と説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。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。
【００６０】
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、トナーとトナー又は感光体との接触合点接触になるためにトナーの流動性が高くなり、お互いの吸着力が低下してし、流動性が良くなり、また、転写率が高くなる。しかし、吸着力が良くなって、クリーニングブレードと感光体の間隙に入り込んで、クリーニングブレードがトナーの上を容易に通過するようになる。したがって、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、画像上にトナーが散ってしまい画像品位が低下する。このために、ＳＦ−１は１８０を越えない方が好ましく、ＳＦ−２は１９０を越えない方が好ましい。
【００６１】
【実施例】
以下に、湿式重合法によるトナーを用いる画像形成装置について、さらに詳細に説明する。
（トナーの製造例）
ポリエステルの製造例
冷却機、攪拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２ｍｏｌ付加物６９０部、テレフタル酸２５６部を常圧下で、２３０℃８時間重縮合し、次いで、１０〜１５ｍｍＨｇの減圧下で５時間反応した後１６０℃まで冷却し、これに無水フタル酸１８部を加えて、２時間反応し変性されていないポリエステル（ａ）を得る。
プレポリマーの製造例
冷却機、攪拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールＡエチレンオキサイド２ｍｏｌ付加物８００部、イソフタル酸１８０部、テレフタル酸６０部及びジブチルチンオキサイド２部を入れ、常圧で２３０℃で８時間反応し、さらに、１０〜１５ｍｍＨｇの減圧で脱水しながら５時間反応した後、１６０℃まで冷却して、これに３２部の無水フタル酸を加えて２時間反応した。次いで、８０℃まで冷却し、酢酸エチル中にてイソホロンジイソシアネート１７０部と２時間反応を行い、イソシアネート含有プレポリマーを得た。
ケチミン化合物の製造例
攪拌棒及び温度計の付いた反応槽中にイソホロンジアミン３０部とメチルエチルケトン（ＭＥＫ）７０部を仕込み、５０℃で５時間反応を行いケチミン化合物を得た。
【００６２】
トナー母体粒子の製造例
ビーカー内に前記プレポリマー１５．４部、ポリエステル６０部、酢酸エチル７８．６部を入れ、攪拌して溶解した。次いで、離型剤であるライスワックス（融点８３℃）１０部、顔料カーボンブラック１０部を入れ、６０℃にてＴＫ式ホモミキサーで１２，０００ｒｐｍで攪拌し、均一に溶解・分散させた。最後に、ケチミン化合物２．７部を加え溶解させた。これをトナー材料溶液とする。ビーカー内にイオン交換水３０６部、リン酸カルシウム１０％懸濁液２６５部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．２部、平均粒径０．２０μｍのスチレン−アクリル系樹脂微粒子を入れ均一に溶解した。次いで、６０℃に昇温し、ＴＫ式ホモミキサーで１２，０００ｒｐｍに攪拌しながら、上記トナー材料溶液を投入して１０分間攪拌した。次いで、この混合液を攪拌棒及び温度計付きのコルベンに５００ｇ計量して移し、４５℃まで昇温して減圧下ウレア反応させた。粒径及び粒径分布を光学顕微鏡で観察しながら粒径が大きい場合は攪拌回転数を１４，０００ｒｐｍにあげさらに５分行う。ついで、この混合液を攪拌棒および温度計付の丸底コルベンに５００ｇ計量して移し、４５℃まで昇温して、２時間２００〜４００回転の高速攪拌を行い紡錘状の母体トナー粒子を得た。紡錘形が不足の場合は攪拌時間の延長を行う。その後減圧下１．０時間かけ溶剤を除去し、濾別、洗浄、乾燥した後、風力分級した。これにより、紡錘形状であって、体積平均粒径５．１μｍの母体粒子を得た。
【００６３】
トナーの製造例
トナー母体粒子１００部、帯電制御剤（ボントロンＥ−８４、オリエント化学社製）０．２５部をＱ型ミキサー（三井鉱山社製）に仕込み、タービン羽根の周側５０ｍ／ｓｅｃに設定し、２分間運転し、１分間休止を５サイクル行い、合計の処理時間を１０分間とした。さらに、疎水性シリカ（Ｈ２０００、クラリアントジャパン社製）０．５部添加し、周側１５ｍ／ｓｅｃとして３０秒混合１分間休止を５サイクル行い、ついで、トナー粒子１００部に疎水性シリカ０．５部、疎水性酸化チタン０．５部をヘンシェルミキサーにて混合し、ブラックトナーを得た。
【００６４】
画像形成装置による研摩例
次に、このブラックトナーを用いて、研摩による感光体１の削れ量を測定した。
画像形成装置の構成を図３に示し、主要なデータおよび設定は次のとおりである。
感光体：有機感光体（φ６０）
潜像電位背景部：−５５０Ｖ、画像部：−１５０Ｖ
プロセス速度：１６０ｍｍ／ｓｅｃ
現像剤担持体：スリーブ回転方式
磁束密度：５００Ｇ（スリーブ上）
スリーブ径：φ２５
スリーブ回転速度：３００ｍｍ／ｓｅｃ
現像バイアスＤＣ成分：−５００Ｖ
ＡＣ成分：２．０ｋＶｐ−ｐ（Ｖｐ＝１．０ｋＶ）周波数８ｋＨｚ
転写条件
転写ベルト：基層がカーボンブラックを分散させたポリイミド製、表層がＰＶＤＦ製
転写電圧：５．０ｋＶ
【００６５】
画像形成装置が、上記の条件であって、クリーニング条件を以下のようにして、画像を形成して、各回転数における感光体１の削れ量を、感光体１の削られた膜厚で評価した。
この結果を図６に示し、あわせて表１に削れ量と黒点の発生ランクを示す。

【表１】

図５及び表１からも、明らかなように、２枚のクリーニングブレードを用いる実施例１及び２では、感光体１の削れ量が１０，０００回転で８μｍ以上で、画像上に黒点が表れなかった。しかし、１枚のクリーニングブレードのみの比較例１では、感光体１の削れ量は７μｍと実施例１等よりはわずかに少ないながら、画像上の白地の非画像部に黒い点が表れ、画像品位が低下した。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のクリーニング装置では、クリーニングブレードを２枚設けることで、感光体上に転写後に残留する残留トナー又は外添剤を除去し、最初のクリーニングブレードで除去しきれない、感光体上に強固に付着したシリカ等の外添剤を除去することで、この強固に付着したシリカが起点となって生ずる記録紙上の黒点の発生を防止することができる。
また、本発明のプロセスカートリッジは、クリーニングブレードを２枚設けるクリーニング装置を備えることで、記録紙上の黒点の発生を防止し、その上で、研摩される感光体膜の削れ量を少なく抑えることでプロセスカートリッジの寿命を延ばすことができる。
また、本発明の画像形成装置では、クリーニングブレードを２枚設けるクリーニング装置を備えることで、クリーニング不良を生ずることなく小粒径のトナーを用いることが可能になり、さらに、小粒径にすることで添加量が増えたことで記録紙上の黒点の発生を防止し、細かい線を再現することで高品位の画質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクリーニング装置を装着した像担持体周囲の構成を示す概略図である。
【図２】本発明のクリーニング装置であって、第２クリーニングブレードをトレーリング方式にしたクリーニング装置を装着した感光体周囲の構成を示す概略図である。
【図３】本発明の画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図４】本発明のトナー形状を示す模式図である。
【図５】形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２と説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。
【図６】感光体の回転数と感光体膜の削れ量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１像担持体（感光体）
２帯電装置
２ａ帯電ローラ
２ｂクリーニングパッド
３露光装置
３ａレーザ光
４現像装置
６転写装置
６ａ転写ベルト
６ｂ転写バイアスローラ
６ｃテンションローラ
７定着装置
８クリーニング装置
８ａ第１クリーニングブレード
８ｂ第２クリーニングブレード
８ｃトナー回収コイル
８ｄトナー回収羽根
９除電ランプ
１０転入入口ガイド
１１ドラム分離爪
２０離間手段
３０読取装置
４０画像形成部
５０給紙部

Claims

像担持体上に担持されるトナーを清掃するクリーニング部材を配設するクリーニング装置において、
前記クリーニング装置は、像担持体に当接される２つのクリーニングブレードを有し、
像担持体の回転方向に対して、第１クリーニングブレードの下流側に設けられる第２クリーニングブレードは、第１クリーニングブレードより硬度が高い
ことを特徴とするクリーニング装置。
請求項１に記載のクリーニング装置において、
前記クリーニング装置は、第２クリーニングブレードが、第１クリーニングブレードより当接圧が高い
ことを特徴とするクリーニング装置。
請求項１又は２に記載のクリーニング装置において、
前記クリーニング装置は、第１クリーニングブレードが、第２クリーニングブレードより像担持体の研摩力が大きく、かつ、第２クリーニングブレードの研摩力が第１クリーニングブレードの研摩力が１／７〜１／２の範囲にある
ことを特徴とするクリーニング装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載のクリーニング装置において、
前記クリーニング装置は、第１クリーニングブレードの像担持体の研磨速度が、像担持体１０，０００回転の当接に対して７μｍ未満であって、
第２クリーニングブレードの像担持体の研磨速度が、像担持体１０，０００回転の当接に対して１〜３．５μｍである
ことを特徴とするクリーニング装置。
請求項１ないし４のいずれかに記載のクリーニング装置において、
前記クリーニング装置は、第１及び第２クリーニングブレードがカウンター方式である
ことを特徴とするクリーニング装置。
請求項１ないし５のいずれかに記載のクリーニング装置において、
前記クリーニング装置は、第２クリーニングブレードがトレーリング方式である
ことを特徴とするクリーニング装置。
請求項１ないし６のいずれかに記載のクリーニング装置において、
前記クリーニング装置は、第２クリーニングブレードが、像担持体の回転方向に対して、帯電装置の上流側に配設される
ことを特徴とするクリーニング装置。
像担持体上に担持されるトナーを清掃するクリーニング部材を配設するクリーニング装置において、
前記クリーニング装置は、像担持体に当接される２つのクリーニングブレードを有し、
像担持体の回転方向に対して、転写部の下流側であって、第１クリーニングブレードの上流側に配設される第２クリーニングブレードは、第１クリーニングブレードより硬度が高い
ことを特徴とするクリーニング装置。
請求項８に記載のクリーニング装置において、
前記クリーニング装置は、請求項２ないし６のいずれかに記載のクリーニング装置である
ことを特徴とするクリーニング装置。
請求項８又は９に記載のクリーニング装置において、
前記クリーニング装置は、第２クリーニングブレードを像担持体から離間させる離間機構を備える
ことを特徴とするクリーニング装置。
像担持体と、像担持体上に担持されるトナーを清掃するクリーニング装置とを少なくとも含んで一体に支持され、画像形成装置に本体に着脱自在に形成される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、請求項１ないし１０のいずれかに記載のクリーニング装置が配置されている
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
潜像を形成する像担持体と、
像担持体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、
帯電した像担持体表面に画像データに基づいて露光し、潜像を書き込む露光装置と、
像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し、可視像化する現像装置と、
像担持体表面の可視像を記録紙に転写する転写装置と、
転写後の像担持体表面を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、クリーニング装置が請求項１ないし１１のいずれかに記載のクリーニング装置である
ことを特徴とする画像形成装置。
請求項１２に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置に用いられるトナーは、着色剤、少なくともＮ（窒素）原子含む官能基を有するポリエステル、離型剤を主成分とし、荷電制御剤を有するトナー母体粒子に、少なくともシリカ微粒子を外添するトナーであって、トナーの体積平均粒径が、３〜１０μｍである
ことを特徴とする画像形成装置。
請求項１３に記載の画像形成装置において、
前記トナーは、トナー表面とトナー内部で窒素原子の濃度に分布があり、トナー表面がトナー全体より窒素濃度が高く分布している
ことを特徴とする画像形成装置。
請求項１３又は１４に記載の画像形成装置において、
前記トナーはトナー及び添加剤と同極性の荷電制御剤を含有し、かつ、荷電制御剤はトナー表面に存在する荷電制御剤とトナー全体に存在する荷電制御剤との重量比が１００〜１，０００で分布している
ことを特徴とする画像形成装置。
請求項１３ないし１５のいずれかに記載の画像形成装置において、
トナー母体粒子が、平均円形度が０．９０〜１．００である
ことを特徴とする画像形成装置。
請求項１３ないし１６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、平均円形度のうちＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、ＳＦ−２が１００〜１９０の範囲にある
ことを特徴とする画像形成装置。
請求項１３ないし１７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、少なくともＮ（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、離型剤からなるトナー材料を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で分散させ、重付加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。
請求項１３ないし１８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、紡錘形状である
ことを特徴とする画像形成装置。
請求項１３ないし１９のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記トナーは紡錘形状であって、長軸ｒ１と短軸ｒ２との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜０．８で、厚さｒ３と短軸ｒ２との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０で表される
ことを特徴とする画像形成装置。