JP2005164882A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】重合トナーを用いる場合でも、紙詰まり等の異常停止後のリカバリ時において、感光体上の多量のトナーを迅速にクリーニング処理し、長期に渡って良好なクリーニング性能を維持できるクリーニング装置を提供することを課題とする。また、このクリーニング装置を備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを課題とする。
【解決手段】トナー除去手段が、表面に付着したトナーを掻き落とすハードブレードを備える導電性の弾性ローラであるクリーニング装置において、前記弾性ローラに、トナーの極性に応じて、極性を切り換えてバイアスを印加することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に搭載されるクリーニング装置に関し、特に、現像に円形度の高いトナーを供する画像形成装置におけるクリーニング装置に関する。

現在、高画質化のためにトナーの小粒径化及び高円形度化が進められている。粉砕法により製造されたトナーでは、これらの特性に限界があるため、小粒径化や高円形度化が可能な懸濁重合法、乳化重合法、分散重合法等により製造された重合トナーが採用されつつある。
一般に円形度の高いトナーは、クリーニング性が悪いことが知られている。これは、従来、粉砕トナーを用いた場合にクリーニング手段として用いられてきたゴムブレードでは、トナーがブレードエッジに引っかからずに転がってしまうため、ブレードをすり抜けやすくなっていることに起因する。特に、重合法で製造されたトナーは真球に近いもの（平均円形度０．９８以上）もあり、上記のブレードクリーニング法ではクリーニングが困難である。

円径度の高いトナーを用いる場合のクリーニング方法として、以下のような提案がなされている。ブラシローラにトナーの帯電極性とは逆極性のバイアスを印加し、像担持体上から静電的にトナーを除去する方法（例えば、特許文献１参照。）である。
また、別の提案として、像担持体上に潤滑剤を供給し、像担持体表面の摩擦係数を低減して、ゴムブレードによるクリーニング性能を向上させる方法がある。像担持体上に残存しているトナーをゴムブレードによって擦り取るために、ゴムブレードの像担持体への押圧力を上げても像担持体へのダメージを低減することができ、加えてトナーの滑り摩擦係数を低減してクリーニング性を向上させるものである。像担持体上への潤滑剤の供給方法としては、ゴムブレードよりも像担持体回転方向上流側に設けられたブラシローラに固形状の潤滑剤を圧接させて、該ブラシローラが像担持体表面をクリーニングすると共に、潤滑剤を削り取りながら像担持体表面に供給する方法がある（例えば、特許文献２、３参照）。
しかしながら、印刷中に紙詰まり等の異常事態が発生した場合には、上述の方法では限界がある。紙詰まり等の機械の緊急停止時には、転写手段への電圧の供給が停止するため、トナー像が転写媒体に転写されず、転写されないトナー像のトナーが大量に像担持体表面に残った状態になる。従って、異常停止後のリカバリ時において、残った大量のトナーが一時的にブレード若しくはブラシローラに集中することになり、一時に大量のトナーを像担持体から取り除くことになるので、ブレードをすり抜けたり、ブラシの繊維間のトナーが十分に取り除かれなくなるなど、クリーニング性が著しく低下するという問題がある。

特開平８−２４８８４９号公報 特開平１１−２８８１９４号公報 特開２００１−２３５９８７号公報

上記問題点に鑑み、本発明は、重合トナーを用いる場合でも、紙詰まり等の異常停止後のリカバリ時において、感光体上の多量のトナーを迅速にクリーニング処理し、長期に渡って良好なクリーニング性能を維持できるクリーニング装置を提供することを課題とする。また、このクリーニング装置を備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置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に記載の本発明は、像担持体表面をクリーニングするクリーニング装置であって、像担持体表面に当接させて配置されるクリーニングブレードと、クリーニングブレードよりも像担持体回転方向上流側に配置され、像担持体表面に固形潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段と、潤滑剤塗布手段よりも像担持体回転方向上流側に配置され、トナーを除去するトナー除去手段とを備え、トナー除去手段が、表面に付着したトナーを掻き落とすハードブレードを備える導電性の弾性ローラであるクリーニング装置において、前記弾性ローラに、トナーの極性に応じて、極性を切り換えてバイアスを印加することを特徴とするクリーニング装置である。
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のクリーニング装置において、前記弾性ローラは、少なくとも弾性層と弾性層を包む表層からなり、表層を形成する材料は、弾性層を形成する材料よりも伸縮性が小さいことを特徴とするクリーニング装置である。
請求項３に記載の本発明は、請求項１または２に記載のクリーニング装置において、前記弾性ローラは、硬度がアスカーＣ硬度で２０°〜６０°であることを特徴とするクリーニング装置である。
請求項４に記載の本発明は、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、前記弾性ローラは、連れ回り方向で回転することを特徴とするクリーニング装置である。

請求項５に記載の本発明は、潜像を担持する像担持体と、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手段とを少なくとも含んで一体に支持され、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、前記クリーニング手段は、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であることを特徴とするプロセスカートリッジである。
請求項６に記載の本発明は、潜像を担持する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電手段と、帯電した像担持体の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手段と、像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し、可視像化する現像手段と、像担持体表面の可視像を転写媒体に転写する転写手段と、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手段とを備える画像形成装置において、前記クリーニング手段は、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であることを特徴とする画像形成装置である。
請求項７に記載の本発明は、請求項６に記載の画像形成装置において、通常状態では、クリーニング装置の弾性ローラに印加する電圧の極性は、転写手段に印可する電圧の極性とは異なり、異常停止後のリカバリ動作時では、クリーニング装置の弾性ローラに印加する電圧の極性は、転写手段に印可する電圧の極性と同じであることを特徴とする画像形成装置である。

請求項８に記載の本発明は、請求項６又は７に記載の画像形成装置において、画像形成装置が、重量平均粒径が１０μｍ以下で、重量平均粒径と個数平均粒径との比（分散度）が、１．００ないし１．４０の範囲にあるトナーを用いることを特徴とする画像形成装置である。
請求項９に記載の本発明は、請求項６ないし８のいずれかに記載の画像形成装置において、画像形成装置が、平均円形度が０．９３ないし１．００の範囲にあるトナーを用いる ことを特徴とする画像形成装置である。
請求項１０に記載の本発明は、請求項６ないし９のいずれかに記載の画像形成装置において、画像形成装置が、外観形状がほぼ球形状であって、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の関係を満足するトナーを用いることを特徴とする画像形成装置である。
請求項１１に記載の本発明は、請求項６ないし１０のいずれかに記載の画像形成装置において、画像形成装置が、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤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を用いることを特徴とする画像形成装置である。

請求項１２に記載の本発明は、請求項６または７に記載の画像形成装置に用いられるトナーであって、重量平均粒径が１０μｍ以下で、重量平均粒径と個数平均粒径との比（分散度）が、１．００ないし１．４０の範囲にあることを特徴とするトナーである。
請求項１３に記載の本発明は、請求項１２に記載のトナーにおいて、トナーは、平均円形度が０．９３ないし１．００の範囲にあることを特徴とするトナーである。
請求項１４に記載の本発明は、請求項１２または１３に記載のトナーにおいて、トナーは、外観形状がほぼ球形状であって、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トナーである。
請求項１５に記載の本発明は、請求項１２ないし１４のいずれかに記載のトナーにおいて、トナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤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ことを特徴とするトナーである。

本発明により、重合トナーを用いる場合でも、紙詰まり等の異常停止後のリカバリ時において、感光体上の多量のトナーを迅速にクリーニング処理し、長期に渡って良好なクリーニング性能を維持できるクリーニング装置を提供することが可能となる。また、このクリーニング装置を備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することが可能となる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明はこの発明の最良の形態の例であって、いわゆる当業者は特許請求の範囲内で、変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、以下の説明が特許請求の範囲を限定するものではない。

図１は、本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。ここでは、フルカラー複写機を例に挙げて説明する。
画像形成装置１００は、画像形成部３００、給紙部２００、原稿読み取り部４００、原稿搬送部５００からなる。画像形成部３００は、画像形成ユニット１０、露光手段３、転写手段５、定着手段７からなる。
画像形成ユニット１０は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のトナー像をそれぞれ形成する４つのユニットを並列して備える。各画像形成ユニット１０の中央には、それぞれ感光体１Ｋ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｙが備えられ、その周囲に、帯電手段、現像手段、クリーニング手段が備えられている。
露光手段３は、原稿読み取り部４００で読み取ったデータ、又は図示しないＰＣ等外部より送られた画像信号をレーザー光等の光信号に変換し、感光体１上に静電潜像を形成する。
転写手段５は、各感光体１上に形成されたトナー像を順次重ね合わせて保持する中間転写ベルト５０を含んで構成されており、中間転写ベルト５０上に形成されたカラートナー像を記録紙に転写する構成となっている。この他、転写搬送ベルトによって記録紙を搬送し、各感光体１上に形成されたトナー像を直接記録紙に転写する構成であってもよい。
定着手段７は、内部にヒータ等を有するローラに張架されたベルトと加圧ローラとから構成されており、両者によって形成されるニップ部にて記録紙上のトナーに熱と圧を加えてトナー像を定着させる。この他、一対のローラ、あるいは一対のベルトを用いるものであってもよい。
画像形成装置１００は、この他に両面反転ユニット９、排紙トレイ８等を備える。

図２は、図１の画像形成ユニット１０を拡大して示す図である。
感光体１は、光導電性を有するアモルファスシリコン、アモルファスセレン等の非晶質金属、あるいは、ビスアゾ顔料、フタロシアニン顔料等の有機化合物を用いることができる。環境問題及び使用後の後処理を考慮すると、有機化合物を用いたＯＰＣ感光体が好ましい。
帯電手段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、ローラ方式の帯電手段２を示す。帯電手段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帯電ローラクリーニング部材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、感光体１との間でコロナ放電を発生させ感光体１の表面を一様に帯電するものである。
現像手段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４ａと、トナー供給室４ｂ等を備える。現像剤担持体４ａは、回転可能に支持された中空円筒状の現像剤担持体４ａと、現像剤担持体４ａ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４ａの外周面に現像剤を磁気的に吸着して搬送するようになっている。現像剤担持体４ａ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図示しない電源が接続されている。現像剤担持体４ａ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。
中間転写ベルト５０を挟んで感光体１に対向する位置には、１次転写手段５１が備えられている。１次転写手段５１は図示しない電源が接続されていて、感光体１上のトナー像を中間転写ベルト５０に転写する際電圧が印加されて、感光体１と中間転写ベルト５０の間に電界が形成され、静電気的にトナー像の転写が行われる。

図２を用いて、本発明のクリーニング装置を説明する。クリーニング装置６は、感光体１に当接してクリーニングブレード６１を備え、クリーニングブレード６１よりも感光体１回転方向上流側に、固形潤滑剤６４を削り取り感光体１上に供給する潤滑剤塗布手段６２を備え、この潤滑剤塗布手段６２よりも更に感光体１回転方向上流側にトナー除去手段６５を備える。一次転写を終えた後の感光体１上に残存するトナーは、先ずトナー除去手段６５により感光体１上から回収される。引き続いて、感光体１上に潤滑剤塗布手段６２により固形潤滑剤６４の微粒子が供給され、感光体１上に残存するトナーやフィルミング等が最終的にクリーニングブレード６１によって掻き取られる。

トナー除去手段６５としては、ゴムブレード、ファーブラシ等様々な手段が適用可能であるが、感光体１表面にダメージを与えることなく、効率よくトナーを除去する手段として、図２に示すように、導電性の弾性ローラ６５、及び弾性ローラ６５表面に付着したトナーを掻き落とすハードブレード６６を備えた構成とすることが好ましい。弾性ローラ６５は、芯金に硬度がアスカーＣ２０°〜６０°、体積抵抗率１×１０^３〜１×１０^８Ω・ｃｍのゴム材料からなる弾性層を設けて構成される。上記の範囲の硬度であれば感光体１表面に接触しても与えるダメージが小さい。
本発明は、トナーを効率的に回収するために、弾性ローラ６５（以下、バイアスクリーニングローラともいう）に図示しない電源からバイアスを印加し、トナーを感光体１表面から静電気的に回収する。バイアスの極性は、通常の印刷時と、紙詰まり等の異常停止後のリカバリ時とでは異なる。
通常の印刷時において、感光体上のトナー像を形成するトナーは負に帯電しており、負に帯電したトナー像は転写媒体に転写されるため、転写媒体に転写後の感光体上には、正に帯電したトナーが残留トナーする。図３は、通常の印刷時におけるトナーの転移を示す図である。従って、バイアスクリーニングローラ６５に負のバイアスを印加することにより、感光体上の正の残留トナーは感光体上からバイアスクリーニングローラ６５上へ転移する。
また、紙詰まり等で画像形成装置の印刷機能が異常停止した場合には、転写手段へのバイアス供給が停止するので、転写媒体へ転写されるべき負に帯電した大量のトナー像のトナーは、転写媒体へ転写されず、そのまま感光体上に存在したままの状態にある。図４は、印刷機能の異常停止時におけるトナーの転移を示す図である。紙詰まり等の障害の原因を取り除いた後のリカバリ時では、バイアスクリーニングローラ６５に正のバイアスを印加することにより、感光体上の負に帯電した大量のトナーは感光体上から弾性ローラ上へ転移される。
このように、感光体上に残留したトナーの極性に応じて、バイアスクリーニングローラ６５へ印加するバイアスの極性を切り換えることにより、感光体表面上の残留トナーを弾性ローラへ速やかに転移させることができ、感光体上の残留トナーを著しく低減することが可能となる。

バイアスクリーニングローラ６５表面に移行して付着したトナーを掻き取るハードブレード６６は、硬度が高く非磁性で、電気抵抗が低い金属材料が好ましく、特にＳＵＳが好ましい。本実施例においては、入力トナーの層厚が大きい場合でも対応できる、ＳＵＳ板材の厚さ０．１５ｍｍのものを使用している。
ハードブレード６６が当接することから、バイアスクリーニングローラ６５は、以下の構成であることが好ましい。図５は、バイアスクリーニングローラ６５の構成を示す図である。バイアスクリーニングローラ６５は、芯金６５ａに弾性層６５ｂを設け、さらに弾性層６５ｂを包み込む表層６５ｃを有した多層構造からなる。弾性層６５ｂは、弾性機能を持たせることが目的であるから、連続気孔多孔質体である、例えばポリウレタンゴムなどの材料が望ましい。また、表層６５ｃは、機械的ストレスを受けても伸びないことが必要であるから、弾性層６５ｂを形成する材料よりも伸縮性が小さい材料が望ましく、加えて耐摩耗性の観点からポリイミドなどが望ましい。また、これらにカーボンブラックなどの抵抗制御材料を混ぜたり、ハードブレード６６に対する表層６５ｃの摩擦係数を低下させるための滑剤を混ぜてもよい。バイアスクリーニングローラ６５は、感光体１に当接して、連れ回りで回転する。
なお、実施例において、バイアスクリーニングローラ６５の駆動方法は、感光体に当接して連れ回るように構成したが、本発明はそれに限定されない。すなわち、感光体に当接して連れ回す以外にも、別の駆動源から連れ回り方向（順方向）に回転させたり、カウンタ方向（逆方向）に回転させても良いことはもちろんである。また、カウンタ方向（逆方向）に回転させた場合には、ドラム駆動トルク及びバイアスクリーニングローラ６５の過負荷になったり、キャリア等の硬い物質がクリーニング部に混入した場合に感光体／ローラともに傷になりやすいなどの課題があるので、連れ回り方向に回転させた方がよい。

次に、潤滑剤塗布手段６２としては、図２に示すようにブラシローラ６２を用いることが好ましい。ブラシローラ６２は、ナイロン、アクリル等の樹脂にカーボンブラック等の抵抗制御材料を添加して体積抵抗率１×１０^３〜１×１０^８Ω・ｃｍに調整した材料を用いて形成されている。ブラシローラ６２には、固形潤滑剤６４が自重でもしくは押圧されて接触するように備えられている。固形潤滑剤６４としては、オレイン酸鉛、オレイン酸亜鉛、オレイン酸銅、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸鉄、ステアリン酸銅、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸銅、リノレイン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩類を用いることができるが、この中でも、ステアリン酸亜鉛が好ましい。
ブラシローラ６２は、回転駆動することによって固形潤滑剤６４を削り取り、微粒子化した潤滑剤を感光体１表面に供給する。その後、感光体１表面とクリーニングブレード６１との接触により、潤滑剤は引き延ばされて薄膜状になり、感光体１表面の摩擦係数を低下させる。

ブラシローラ６２は、固形潤滑剤６４を削り取り感光体１上に供給する一方で、バイアスクリーニングローラ６５通過後の感光体１上に残存するトナーの一部を回収する。特に小粒径化、球形化されたトナーを用い、高画像面積率の画像形成を行った後等の場合、クリーニングブレード６１に入力されるトナーを極力減らすことが良好なクリーニングのためには効果的である。
ブラシローラ６２の回転方向は、感光体１移動方向に対し順方向であることが好ましい。本クリーニング装置６は、ブラシローラ６２よりも感光体１回転方向上流側にトナー除去手段としてのバイアスクリーニングローラ６５を備えているため、ブラシローラ６２を備える主目的は、固形潤滑剤６４を感光体１上に塗布することにある。トナーを回収する機能を優先させる場合は、ブラシローラ６２の回転方向を感光体１移動方向とは逆方向にすることが望ましいが、上記の理由から、固形潤滑剤６４を塗布するのに好適な感光体１移動方向に対し順方向とするのがよい。

以上説明してきた本発明のクリーニング装置６を、感光体１と一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在に形成したプロセスカートリッジとすることができる。プロセスカートリッジは、この他に帯電手段２及び／又は現像手段４を含んで構成するものであっても良い。本プロセスカートリッジによって、円径度が高く、また、小粒径のトナーを用いた現像が行われる画像形成プロセスであっても、感光体１上のクリーニングを良好にし、画質の劣化を生じさせることのないプロセスカートリッジとすることができる。
また、プロセスカートリッジ化することにより、メンテナンスの面で有利であり、感光体、クリーニング装置、及び、帯電手段２及び／または現像手段４等に起因した故障を起こした場合、カートリッジを交換するだけで、早期に原状回復させることができるため、サービス時間を短縮することが可能になる。また、電子写真感光体のクリーニング性を良好にすることにより、プロセスカートリッジの高寿命化に大きく寄与する。

本発明のクリーニング装置６を搭載することの効果が大きく得られる画像形成装置は、現像手段４で使用するトナーが、平均円形度０．９３以上と円形度の高いトナーである場合である。
従って、本発明のクリーニング装置６により、上記のような平均円形度の高いトナーを用いる場合であっても、以下のようにして効率よく感光体１表面をクリーニングすることができる。すなわち、感光体１上の残存トナーは、先ずトナー除去手段であるバイアスクリーニングローラ６５によって静電気的に回収され、その後、潤滑剤塗布手段であるブラシローラ６２によって感光体１表面に固形潤滑剤６４が塗布され感光体１表面の摩擦係数は低下させられて、最終的にクリーニングブレード６１によって残存するトナーが掻き取られ除去される。感光体１表面にダメージを与えることなく、効率的にクリーニングを行うことができる。

また、トナーが球形状に近いトナーのクリーニングにも適している。球形トナーは、以下の形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２の値で規定することができる。本画像形成装置で用いるトナーとしては、形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０のトナーである。
図６は、形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を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。
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、トナーとトナーあるいはトナーと感光体１との接触合点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体１との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。一方、先にも述べたように、球形トナーはブレード方式のクリーニングではクリーニング不良を起こしやすいが、本発明のクリーニング装置６により良好なクリーニングを行うことができる。尚、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ため、ＳＦ−１とＳＦ−２は１８０を越えない方が好ましい。

また、トナーの体積平均粒径が３〜８μｍであり、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の範囲にある小粒径で粒径分布も狭いトナーを使用する場合であっても良好なクリーニング性が得られる。トナーは粒径分布を狭くすることで、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。このような小粒径トナーは、従来のブレード方式のクリーニングでは、感光体１との付着力にうち勝ってクリーニングすることが困難である。また、小粒径であるとトナーの外添剤微粒子等の含有率が相対的に高くなる傾向にあるため、これらがトナーから脱離して感光体１上にフィルミングを発生しやすい。しかしながら、本発明のクリーニング装置６により、ブラシローラ６２が良好に感光体１表面へ潤滑剤を塗布することで、感光体１表面の摩擦係数を低減させてクリーニングブレード６１のクリーニング性能を向上させることができる。

本発明の画像形成装置に好適に用いられるトナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤とを有機溶媒中に分散させたトナー材料液を、水系溶媒中で架橋及び／又は伸長反応させて得られるトナーである。以下に、トナーの構成材料及び製造方法について説明する。

（変性ポリエステル）
本発明のトナーはバインダ樹脂として変性ポリエステル（ｉ）を含む。変性ポリエステル（ｉ）としては、ポリエステル樹脂中にエステル結合以外の結合基が存在したり、またポリエステル樹脂中に構成の異なる樹脂成分が共有結合、イオン結合などで結合した状態をさす。具体的には、ポリエステル末端に、カルボン酸基、水酸基と反応するイソシアネート基などの官能基を導入し、さらに活性水素含有化合物と反応させ、ポリエステル末端を変性したものを指す。

変性ポリエステル（ｉ）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）とアミン類（Ｂ）との反応により得られるウレア変性ポリエステルなどが挙げられる。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、多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の重縮合物で、かつ活性水素基を有するポリエステルを、さらに多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）と反応させたものなどが挙げられる。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。

ウレア変性ポリエステルは、以下のようにして生成される。
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。

本発明で用いられる変性ポリエステル（ｉ）は、ワンショット法、プレポリマー法により製造される。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。この時のピーク分子量は１０００〜１００００が好ましく、１０００未満では伸長反応しにくくトナーの弾性が少なくその結果耐ホットオフセット性が悪化する。また１００００を超えると定着性の低下や粒子化や粉砕において製造上の課題が高くなる。変性ポリエステル（ｉ）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。
変性ポリエステル（ｉ）を得るための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。

（未変性ポリエステル）
本発明においては、前記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、未変性ポリエステル（ｉｉ）をバインダ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多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）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１０００〜１００００、好ましくは２０００〜８０００、さらに好ましくは２０００〜５０００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１〜５が好ましく、より好ましくは２〜４である。ワックスに高酸価ワックスを使用するため、バインダは低酸価バインダが帯電や高体積抵抗につながるので二成分系現像剤に用いるトナーにはマッチしやすい。

バインダ樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は通常３５〜７０℃、好ましくは５５〜６５℃である。３５℃未満ではトナーの耐熱保存性が悪化し、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は、得られるトナー母体粒子の表面に存在しやすいため、本発明のトナーにおいては、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。

（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１〜１５重量％、好ましくは３〜１０重量％である。

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。

（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ＰＳＹ ＶＰ２０３８、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 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）、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。このうち、特にトナーを負極性に制御する物質が好ましく使用される。
荷電制御剤の使用量は、バインダ樹脂の種類、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気的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。

（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、バインダ樹脂との分散の中でより離型剤として効果的に定着ローラとトナー界面との間で働き、これにより定着ローラにオイルの如き離型剤を塗布することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びおよびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、１２−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−ｎ−ステアリルメタクリレート、ポリ−ｎ−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体（例えば、ｎ−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等）等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダ樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。

（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装置内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、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。

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、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。
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。

本発明に係るトナーの形状は略球形状であり、以下の形状規定によって表すことができる。
図７は、本発明のトナーの形状を模式的に示す図である。図７において、略球形状のトナーを長軸ｒ１、短軸ｒ２、厚さｒ３（但し、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３とする。）で規定するとき、本発明のトナーは、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）（図７（ｂ）参照）が０．５〜１．０で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）（図７（ｃ）参照）が０．７〜１．０の範囲にあることが好ましい。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ドット再現性及び転写効率が劣り、高品位な画質が得られなくなる。また、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７未満では、扁平形状に近くなり、球形トナーのような高転写率は得られなくなる。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り、トナーの流動性を向上させることができる。
なお、ｒ１、ｒ２、ｒ３は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で、視野の角度を変えて写真を撮り、観察しながら測定した。

以上によって製造されたトナーは、磁性キャリアを使用しない１成分系の磁性トナー或いは、非磁性トナーとしても用いることができる。
また、２成分系現像剤に用いる場合には、磁性キャリアと混合して用いれば良く、磁性キャリアとしては、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。また、Ｚｎを含むＣｕフェライトが飽和磁化が高いことから好ましいが、画像形成装置１００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、樹脂粒子を静電気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。

本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。 図１の画像形成ユニットを拡大して示す図である。 通常の印刷時におけるトナーの転移を示す図である。 印刷機能の異常停止時におけるトナーの転移を示す図である 弾性ローラの構成を示す図である。 形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を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。 トナーの形状を模式的に示す図である。

符号の説明

１ 像担持体（感光体）
２ 帯電手段
３ 露光手段
４ 現像手段
５ 転写手段
５０ 中間転写ベルト
５１ １次転写手段
６ クリーニング装置
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）
６３ フリッカー
６４ 固形潤滑剤
６５ トナー除去手段（弾性ローラ、バイアスクリーニングローラ）
６５ａ 芯金
６５ｂ 弾性層
６５ｃ 表層
６６ ハードブレード
６７ 搬送スクリュー
７ 定着手段
１００ 画像形成装置

Claims (15)

1. 像担持体表面をクリーニングするクリーニング装置であって、
   像担持体表面に当接させて配置されるクリーニングブレードと、
   クリーニングブレードよりも像担持体回転方向上流側に配置され、像担持体表面に固形潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段と、
   潤滑剤塗布手段よりも像担持体回転方向上流側に配置され、トナーを除去するトナー除去手段とを備え、
   トナー除去手段が、表面に付着したトナーを掻き落とすハードブレードを備える導電性の弾性ローラであるクリーニング装置において、
   前記弾性ローラに、トナーの極性に応じて、極性を切り換えてバイアスを印加することを特徴とするクリーニング装置。
2. 請求項１に記載のクリーニング装置において、
   前記弾性ローラは、少なくとも弾性層と弾性層を包む表層からなり、
   表層を形成する材料は、弾性層を形成する材料よりも伸縮性が小さい
   ことを特徴とするクリーニング装置。
3. 請求項１または２に記載のクリーニング装置において、
   前記弾性ローラは、硬度がアスカーＣ硬度で２０°〜６０°である
   ことを特徴とするクリーニング装置。
4. 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、
   前記弾性ローラは、連れ回り方向で回転する
   ことを特徴とするクリーニング装置。
5. 潜像を担持する像担持体と、
   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手段とを少なくとも含んで一体に支持され、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、
   前記クリーニング手段は、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である
   ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
6. 潜像を担持する像担持体と、
   像担持体表面に均一に帯電を施す帯電手段と、
   帯電した像担持体の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手段と、
   像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し、可視像化する現像手段と、
   像担持体表面の可視像を転写媒体に転写する転写手段と、
   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手段とを備える画像形成装置において、
   前記クリーニング手段は、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である
   ことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６に記載の画像形成装置において、
   通常状態では、クリーニング装置の弾性ローラに印加する電圧の極性は、転写手段に印可する電圧の極性とは異なり、
   異常停止後のリカバリ動作時では、クリーニング装置の弾性ローラに印加する電圧の極性は、転写手段に印可する電圧の極性と同じである
   ことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項６又は７に記載の画像形成装置において、
   画像形成装置が、重量平均粒径が１０μｍ以下で、重量平均粒径と個数平均粒径との比（分散度）が、１．００ないし１．４０の範囲にあるトナーを用いる
   ことを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項６ないし８のいずれかに記載の画像形成装置において、
   画像形成装置が、平均円形度が０．９３ないし１．００の範囲にあるトナーを用いる
   ことを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項６ないし９のいずれかに記載の画像形成装置において、
    画像形成装置が、外観形状がほぼ球形状であって、
    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の関係を満足するトナーを用いる
    ことを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項６ないし１０のいずれかに記載の画像形成装置において、
    画像形成装置が、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤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を用いる
    ことを特徴とする画像形成装置。
12. 請求項６または７に記載の画像形成装置に用いられるトナーであって、
    重量平均粒径が１０μｍ以下で、重量平均粒径と個数平均粒径との比（分散度）が、１．００ないし１．４０の範囲にある
    ことを特徴とするトナー。
13. 請求項１２に記載のトナーにおいて、
    トナーは、平均円形度が０．９３ないし１．００の範囲にある
    ことを特徴とするトナー。
14. 請求項１２または１３に記載のトナーにおいて、
    トナーは、外観形状がほぼ球形状であって、
    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
    ことを特徴とするトナー。
15. 請求項１２ないし１４のいずれかに記載のトナーにおいて、
    トナーは、少なくとも、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤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
    ことを特徴とするトナー。

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