JP2007178970A - プロセスカートリッジ、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑剤塗布ブラシの線速や材質等を勘案して、トルク増やジタ−画像を発生させず、潤滑剤をムラなく感光体に塗布でき、ブラシ目状のキズやフィルミングの発生を防げる装置を提供する。
【解決手段】クリーニング装置１７の潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａの線速（感光体ドラム１に接触している位置での線速）を像担持体である感光体ドラム１に対して若干速めに設定し、トルク増やジタ−画像発生を無くし、潤滑剤１７ｂをムラなく感光体ドラム１に塗布可能とし、ブラシ目状のキズやフィルミングの発生を防ぐ。潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａの線速が感光体ドラム１の線速と同じになるように構成した場合よりも、感光体ドラム１への潤滑材の塗布量を少なくすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、プロセスカートリッジとそれを用いる画像形成装置に関する。

画像形成装置のプロセスカートリッジにおいて、帯電ACなどによる像担持体の劣化防止、像担持体へのトナーやトナー外添剤微粒子等の固着（フィルミング）防止や、転写性の向上などの目的から、像担持体への潤滑材塗布が行われている。なかでも、固形の潤滑材をブラシローラでかきとり、像担持体へ塗布する方法は一般的に用いられている。

従来、この潤滑剤塗布ブラシローラは像担持体に対して連れ回り方向にほぼ同じ線速で回転せていた。反連れ回り方向へ回転させると、回転負荷が増大し駆動部への負担が大きくなるため構造の強化や高出力モータの選定が必要になったり、また負荷変動も大きくりやすく、ジタ−画像の発生など画像品質への悪影響もあるためである。

また、潤滑剤塗布ブラシローラを連れ回り方向へ回転させる場合でも、ブラシローラの線速が像担持体の線速より十分遅いと転写残トナーの抱え込みや潤滑剤の塗りムラが発生しやすく、逆に十分速いと反連れ回り方向に回転させた場合と同様に回転負荷の増大や負荷変動によるジタ−画像などの問題が発生するため、ほぼ等速で回転させていた。

しかしながら、従来の技術では、潤滑剤塗布ブラシローラを像担持体と等速で回転させると、像担持体上にブラシローラの繊維束のピッチによる潤滑材の塗布ムラが発生することがある。潤滑材の塗布量が少ない場所では像担持体への保護効果が弱く、帯電部でのAC印加などにより表面劣化を起こし、磨耗やクリーニング不良を起こしやすい。その他、像担持体表面へのトナーやトナー外添剤微粒子等の固着（フィルミング）が発生しやすくなったり、部分的な転写不良などが発生しやすくなるなど、画像品質への影響を及ぼす場合がある。

これらの問題を回避するため、潤滑材の塗布量の少ない部分をなくす手段として、例えばブラシローラへ潤滑材を当接させる力を大きくし、ブラシローラが潤滑材をかきとる量を増やすことで像担持体への潤滑材の塗布量を増加させることが行われるが、逆に潤滑材の塗布量が多い部分では、潤滑材の余剰分がクリーニングブレードをすり抜けて帯電部材へ付着し、帯電不良による地汚れ画像を発生させるなどの画像品質への悪影響を及ぼす場合がある。

したがって、潤滑材塗布を行う場合、塗布量には上下限に制限があり、この制限される幅に塗布量を抑えるために、各構成部品の寸法公差や潤滑材の材料バラツキなどを厳しく抑えたり、帯電ローラや像担持体の清掃機構の追加をするなどの高価かつ複雑な構成を必要としたりする。

画像形成装置に関しては、感光体への潤滑剤塗布に関しては多数提案がある。例えば特許文献１では、ブラシローラ自体に潤滑材を含浸させる構成が開示されている。また特許文献２では、塗付ブラシのほかにクリーニングローラが附加された構成が開示されている。
特開2001-166661号公報 特開2004-334092号公報

本発明は、かかる従来技術の問題点に対してなされ、長期にわたって使用しても、像担持体への潤滑材塗布が過不足なく安定して行われる潤滑材の塗布機構を有するプロセスカートリッジおよび画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る本発明のプロセスカートリッジは、画像形成装置に用いられ、ローラにより潤滑剤を像担持体に塗布する手段を有するプロセスカートリッジであり、前記ローラがブラシローラであり、該ブラシローラで固形の潤滑材を削り、前記像担持体に塗布するものであって、前記ブラシローラが前記像担持体に対して連れ回り方向に回転すると共に、前記像担持体表面との接触位置でのブラシローラ線速が像担持体線速と若干異なるように構成するものにおいて、前記ブラシローラ線速が像担持体線速と同じになるように構成した場合よりも、前記像担持体への前記潤滑材の塗布量を少なくすることを特徴とする。

同請求項２に係るものは、請求項１のプロセスカートリッジにおいて、前記ブラシローラのブラシ材質がアクリル繊維であることを特徴とする。

同請求項３に係るものは、請求項１のプロセスカートリッジにおいて、前記ブラシローラブラシ材質がナイロン繊維であることを特徴とする。

同請求項４に係るものは、請求項１のプロセスカートリッジにおいて、前記ブラシローラのブラシ材質がＰＥＴ繊維であることを特徴とする。

同請求項５に係るものは、請求項１から４のいずれかのプロセスカートリッジにおいて、前記ブラシローラが前記像担持体に対して連れ回り方向に回転すると共に、前記像担持体表面との接触位置でのブラシローラ線速が像担持体線速より若干速くすることを特徴とする。

同請求項６に係るものは、請求項１から５のいずれかのプロセスカートリッジにおいて、前記ブラシローラにより塗布される潤滑剤がステアリン酸亜鉛であることを特徴とする。

同請求項７に係るものは、請求項１から６のいずれかのプロセスカートリッジにおいて、前記ブラシローラを前記感光体上のトナーをクリーニング可能な位置に配してなることを特徴とする。

同請求項８に係るものは、請求項７のプロセスカートリッジにおいて、前記ブラシローラが潤滑剤に接触する前にトナーを落とすフリッカーを備えたことを特徴とする。

同請求項９に係るものは、請求項１から８のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、使用されるトナーが体積平均粒径（Ｄｖ）が３〜８μｍの範囲にあり、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）で定義される分散度が１．００〜１．４０の範囲にあることを特徴とする。

同請求項１０に係るものは、請求項１から８のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、使用されるトナーが形状係数ＳＦ−１で１００〜１８０の範囲にあり、かつ形状係数ＳＦ−２で１００〜１８０の範囲にあることを特徴とする。

同請求項１１に係るものは、請求項１から８のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、使用されるトナーが略球形であり、長軸と短軸の比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲で、厚さと短軸の比（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。

請求項１２に係る本発明の画像形成装置は、請求項１から１１のいずれかに記載のプロセスカートリッジが着脱可能であることを特徴とする。

同請求項１３に係るものは、請求項１から１１のいずれかに記載のプロセスカートリッジが着脱可能であるとともに、トナーボトルを装置本体に前記プロセスカートリッジとは別形態で備え、トナーを前記プロセスカートリッジ側にトナー搬送手段によって搬送し、前記トナーボトル単体で交換可能とすることを特徴とする。

本発明によれば、像担持体上での潤滑剤塗布ブラシローラの繊維束のピッチによる潤滑材の塗布ムラの発生を抑え、少量の潤滑材を効率よく像担持体へ塗布し、長期にわたり高品質な画像を提供できる。

以下に本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。なお以下では、画像形成装置として、タンデム方式を採用したフルカラー画像を形成可能なカラープリンタ（以下、プリンタと言う）について説明するが、本発明に係る画像形成装置としては、図示のものに限定されず、複写機、ファクシミリ装置、複合装置等々種々の装置に適用できる。

図１、図２を用いてプリンタとしての基本構成とその動作について説明する。図１はプリンタの全体構成を示す断面図、図２は像担持体周りの構成を示す断面図である。そして図示のプリンタは、装置本体１００の下部に記録材としての用紙を収納する給紙カセット２０を配した給紙部を設け、その上方に作像部３０を配置した構成となっている。作像部３０は、像担持体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ（以下、特に色を特定する必要がなければ像担持体１と言う。）を備えた複数の作像手段として４個の作像ユニットと、複数のローラ１１、１２、１３に巻き掛けられた可撓性を有する無端ベルトにより構成した中間転写体としての中間転写ベルト１０と、各像担持体に潜像を形成する潜像形成装置である光書込みユニット４と、用紙にトナー像を定着させる定着装置２３等が設けてある。給紙カセット２０から定着装置２３までの間には、用紙を搬送する搬送経路が形成してある。図中２１は呼び出しローラ、２２はレジストローラである。

中間転写ベルト１０のローラ１１とローラ１２の間は、このベルトの下部側ベルト走行辺に相当している。中間転写ベルト１０には、ローラ１３と対向する部位に２次転写装置となる２次転写ローラ１６を搬送経路に臨ませて配設し、ローラ１１と対向する部位にベルト表面を清掃するベルトクリーニング装置１５が配設してある。

作像部３０は、この下側走行辺に対向するように配置することで、中間転写ベルト１０の下方に配設してある。各作像ユニットは、中問転写ベルト１０に接する像担持体１をそれぞれ備えている。各像担持体１の周りには、帯電ローラ７、現像ユニット９、クリーニング装置１７がそれぞれ配置してある。各像担持体１が中間転写ベルト１０に接する位置における中間転写ベルト１０の内側には、１次転写を行う転写装置としての転写ローラ１４がそれぞれ設けてある。

なお本例において、作像ユニットは、基本的には同一構造で構成してあり、一つの作像ユニットの構造のみ示してある。各作像ユニットにおいて異なるのは、各現像装置９に収納してある現像剤としてのトナーの色が異なる点である。

光書込みユニット４は、光変調したレーザ光Ｌを各像担持体１の表面に照射して、像担持体表面に色毎の潜像を形成するものであり、本形態では、作像部３０の下方に配置してある。

また図１に示すように、装置本体１００の上部にはトナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋ（以下、特に色を特定する必要がなければトナーボトル３１と言う。）を有し通常はトナーボトル３１のみの交換でトナーを補給し、像担持体１や帯電ローラ７等のプロセスカートリッジの交換時期にのみプロセスカートリッジ全体を交換する。

なお図１ではトナーボトル３１が各色とも機械上側に配置され、下側にある各色のプロセスカートリッジまでトナーを搬送してトナーを補給する構成となっている。この様な構成にすることで通常はトナーボトルの交換のみですむため、ユーザーの出費を低減できるようになる。また装置の他の部分を開け閉めや出し入れの回数が減るためにシャッタ部等でのトナー飛散が防止できるようになり、メンテナンス性の向上を図り得る。

画像形成動作が開始すると、各作像ユニットの像担持体１を図示しない駆動装置によって時計方向に回転駆動し、各像担持体１の表面を帯電ローラ７によって所定の極性に一様に帯電させる。帯電した各像担持体１の表面には、光書込みユニット４からレーザ光Ｌをそれぞれ照射し、それぞれの表面に静電潜像を形成する。このとき、各像担持体１に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように形成した静電潜像は、各像担持体１と現像ユニット９の間を通るとき、各現像ユニット９に収納したトナーによってトナー像として可視像化する。

中間転写ベルト１０を巻き掛けた複数のローラ１１、１２、１３のうち１つのローラを、図示していない駆動装置によって反時計方向に回転駆動し、これにより中間転写ベルト１０を走行駆動し、他のローラを従動回転させる。このように走行する中間転写ベルト１０には、各作像ユニットで形成した各色のトナー像が転写ローラ１４によって順次重ねて転写され、中問転写ベルト１０の表面にはフルカラーのトナー像が担持される。

トナー像を転写した後の各像担持体１の表面に付着する残留トナーは、クリーニング装置１７によって各像担持体１表面から除去し、像担持体１の表面を図示しない除電装置によって除電し、表面電位を初期化して次の画像形成に備えさせる。

一方、給紙トレイ２０から給紙した用紙を搬送経路へ送り込み、２次転写ローラ１６よりも給紙側に配設したレジストローラ対２２によって給紙タイミングをとってローラ１３と２次転写ローラ１６との対向部に給送する。このとき２次転写ローラ１６には、中問転写ベルト１０表面のトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧を印加し、これによって中間転写ベルト１０の表面のトナー像を用紙上に一括して転写する。トナー像の転写を受けた用紙を定着装置２３へと搬送し、定着装置２３を通過させる際に熱と圧を加え、トナー像を溶融させて定着させる。そして、トナー像が定着した用紙、すなわちプリント済みの用紙は、装置本体１００の上部寄りに設けた搬送経路の終端に位置する排出ローラ２４へと搬送し、装置本体１００の上部に構成した積載部へと排出する。トナー像を用紙に転写した後の中間転写ベルト１０上に残留したトナーはクリーニング装置１５より除去する。

このように構成したプリンタは、４個の作像ユニットを中間転写ベルト１０に対向させて設け、中間転写ベルト１０に順次各色のトナー像を重ねて転写するため、作像手段が１つで４色の現像装置を持ち、中間転写ベルト上にトナー像を重ねて転写し、その後用紙に転写する形式のものと比べて、作像時間を大幅に短縮する。また、装置本体１００の上部に積載部が構成してあるので、装置本体１００から積載部が周囲に飛び出ることがなく、設置面積や占有面積が小さくなる。

なお以上の説明は、用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、作像部３０の作像ユニットのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２色または３色の画像を形成したりすることもある。また、本形態のプリンタを用いてモノクロ印刷をする場合には、ブラックの作像ユニットの感光体ドラム１Ｋ上にのみ静電潜像を形成して同ユニットによって現像して用紙に転写し、定着装置２３で定着すればよい。

作像ユニットは、いわゆるプロセスカートリッジとし、像担持体１、現像ユニット９、クリーニング装置１７、帯電ローラ７が一体としてある。

ところで本実施例のプロセスカートリッジでは、上述した従来の各種の問題についての対策として、図２に示すように、クリーニング装置１７が備える潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａの線速、ここで説明する線速とは、潤滑材塗布ブラシローラ１７ａが像担持体１の表面に接触している位置での線速を言い、これを像担持体１の線速に対して若干異なる早さに設定してある。

具体的には、実施例では潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａの径はφ１２ｍｍ、φ３０ｍｍの像担持体１に対して１ｍｍ食込ませて使用しているので、像担持体１に接触している部分での潤滑材塗布ブラシローラ１７ａの実質の径はφ１０ｍｍとなり、本明細書で述べる線速は、像担持体１の径φ３０ｍｍ、潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａの径φ１０ｍｍで計算されるものである。当然、潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａ単体の外径が同じでも、食込み量の設定（像担持体１と潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａの中心間距離）の設定が変化すれば、ここで述べている潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａの線速も変化するので、適宜好ましい設定を採択するようにすればよい。

潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａをアクリル繊維、ナイロン繊維、ＰＥＴ繊維を用いて構成し、潤滑剤として固形のステアリン酸亜鉛を用い、適正な加圧力で潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａに押し当てた場合、像担持体１の線速に対して潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａの線速を０．８≦Ｘ＜１または１＜Ｘ≦１．３倍程度の範囲に設定するが望ましい。特には若干速い１＜Ｘ≦１．３倍程度の範囲に設定するがより望ましい。

また図２に示すように、潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａがクリーニングブレード１７ｃの上流（感光体ドラム１の回転方向で）に位置し、像担持体１上の転写残トナーのクリーニングの補助手段としての役目も発揮できるように構成してある。そのため、クリーニング性に優れたコンパクトなプロセスカートリッジとすることが可能となっている。

なお、図示の潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａが潤滑剤１７ｂに接触する前にフリッカー１７ｄを配置することにより、転写残トナーを像担持体より回収したブラシローラがそのトナーを抱え込むのを防止し、トナー付着の少ない状態で効率良く潤滑剤１７ｂを塗布することが可能となる。なお図中１７ｅは潤滑剤を潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａへ押しつけている付勢部材である。

本実施例では潤滑材の消費量を決める手段としてコイルバネ等の付勢部材を用いているが、重力を使い錘などをもちいてもよく、これに限定するものではない。

本明細書では、像担持体１への潤滑材１７ｂの塗布を少量かつムラなく安定して行うことを目的として説明しているが、実際のところ、像担持体１の表面上の潤滑材１７ｂの塗布状態を測定することは、不可能ではないが大掛かりな測定装置が必要であると同時に、試料（ここでは像担持体）を破壊もしくは再使用不可能な状態としてしまう可能性があり、特性値化が難しい。このため、本発明の優位性の判断としては、
（１）潤滑材１７ｂの消費量の測定
（２）潤滑材１７ｂの帯電部への付着の状態確認、帯電後の像担持体上の表面電位測定、もしくは異常画像の発生の確認
（３）像担持体への異物付着（フィルミング）の状態確認、もしくは異常画像の発生の確認
（４）像担持体１の回転速度変動の測定、もしくはジター画像の確認
などの代替特性値の確認にて行うこととする。
以下、本発明の具体的な実施例を説明する。

潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａをアクリル繊維を用いて構成し、潤滑剤として固形のステアリン酸亜鉛を用い、潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａへの初期当接力５００ｍＮにて押し当て、潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａの径をφ１２ｍｍ、像担持体１の径をφ３０ｍｍ、潤滑材塗布ブラシローラ１７ａを像担持体１へ１ｍｍ食込ませて使用するので、像担持体１に接触している部分での潤滑材塗布ブラシローラ１７ａの実質の径はφ１０ｍｍとして計算された、像担持体１の線速に対して潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａの線速を１．１倍に設定した。

潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａをアクリル繊維を用いて構成し、潤滑剤として固形のステアリン酸亜鉛を用い、潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａへの初期当接力１０００ｍＮにて押し当て、潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａの径をφ１２ｍｍ、像担持体１の径をφ３０ｍｍ、潤滑材塗布ブラシローラ１７ａを像担持体１へ１ｍｍ食込ませて使用するので、像担持体１に接触している部分での潤滑材塗布ブラシローラ１７ａの実質の径はφ１０ｍｍとして計算された、像担持体１の線速に対して潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａの線速を１．１倍に設定した。

＜比較例１＞
潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａをアクリル繊維を用いて構成し、潤滑剤として固形のステアリン酸亜鉛を用い、潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａへの初期当接力１５００ｍＮにて押し当て、潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａの径をφ１２ｍｍ、像担持体１の径をφ３０ｍｍ、潤滑材塗布ブラシローラ１７ａを像担持体１へ１ｍｍ食込ませて使用するので、像担持体１に接触している部分での潤滑材塗布ブラシローラ１７ａの実質の径はφ１０ｍｍとして計算された、像担持体１の線速に対して潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａの線速を１．１倍に設定した。

＜比較例２＞
潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａをアクリル繊維を用いて構成し、潤滑剤として固形のステアリン酸亜鉛を用い、潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａへの初期当接力５００ｍＮにて押し当て、潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａの径をφ１２ｍｍ、像担持体１の径をφ３０ｍｍ、潤滑材塗布ブラシローラ１７ａを像担持体１へ１ｍｍ食込ませて使用するので、像担持体１に接触している部分での潤滑材塗布ブラシローラ１７ａの実質の径はφ１０ｍｍとして計算された、像担持体１の線速に対して潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａの線速を１倍に設定した。

＜比較例３＞
潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａをアクリル繊維を用いて構成し、潤滑剤として固形のステアリン酸亜鉛を用い、潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａへの初期当接力１０００ｍＮにて押し当て、潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａの径をφ１２ｍｍ、像担持体１の径をφ３０ｍｍ、潤滑材塗布ブラシローラ１７ａを像担持体１へ１ｍｍ食込ませて使用するので、像担持体１に接触している部分での潤滑材塗布ブラシローラ１７ａの実質の径はφ１０ｍｍとして計算された、像担持体１の線速に対して潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａの線速を１倍に設定した。

＜比較例４＞
潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａをアクリル繊維を用いて構成し、潤滑剤として固形のステアリン酸亜鉛を用い、潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａへの初期当接力１５００ｍＮにて押し当て、潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａの径をφ１２ｍｍ、像担持体１の径をφ３０ｍｍ、潤滑材塗布ブラシローラ１７ａを像担持体１へ１ｍｍ食込ませて使用するので、像担持体１に接触している部分での潤滑材塗布ブラシローラ１７ａの実質の径はφ１０ｍｍとして計算された、像担持体１の線速に対して潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａの線速を１倍に設定した。

上述した実施例の効果がわかりやすくなるように、像担持体１の線速に対しての像担持体１に接触している部分での潤滑材塗布ブラシローラ１７ａの線速を、従来技術である比較例４の１倍の条件と、本発明の条件の中で１．１倍の２つの条件について、潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａへの潤滑材の初期当接力を５００、１０００、１５００ｍＮの３つの条件にて確認試験を行った。

＜試験１＞
以上の構成としたプロセスカートリッジを画像形成装置にて所定の印刷を行い、上述の代替特性値を経時にわたり確認した結果を表１に示した。

この結果、表１において、本発明である実施例の構成は潤滑材の消費量を少なくすることが可能なうえ、広範囲の条件で良好な画像品質を得ることができたが、従来技術である像担持体１の線速に対しての像担持体１に接触している部分での潤滑材塗布ブラシローラ１７ａの線速を１倍とした場合では潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａへの潤滑材の初期当接力が１５００ｍＮ近辺でしか良好な条件は得られなかった。

ところで、このような装置で使用されるトナーは、円形度が高く、略球形に近い事が望ましく、これにより高画質を達成できると共に高転写率も達成できるのでクリーニング性能及び潤滑剤の塗布がより一層効果的に行える。

図３、図４はトナー形状に関する説明図である。本発明の画像形成装置は、現像ユニット９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が好ましい。円形度の高いトナーは、ブレード方式のクリーニングでは感光体１とクリーニングブレードの隙間に入り込み、すり抜けやすいが、転写率が高いことで、転写残トナー量が少ない。

また、トナーが略球形に近いトナーが一層好ましい。略球形トナーは、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。

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で表されるように、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。
＜式１＞
ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）^２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）
この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で表されるように、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。
＜式２＞
ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）^２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）
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できる。

トナーの形状が略球形になると、トナーとトナーあるいはトナーと像担持体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、トナーと像担持体１との吸着力も弱くなって、転写率は高くなる。さらに、ブラシ状ローラによるバイアスに対応して回収・放出されやすい。

なお、形状係数ＳＦ−１とＳＦ−２が大きくなると、正規帯電トナーＴ０及び逆帯電トナーＴ１のいずれも回収、放出されにくいために、前の画像が表れるゴースト画像、地肌カブリ等の異常画像の発生することがあるため、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とで、一時的に保持する手段に対する回収トナー量を減らすことができ、画像形成装置の安定性を向上させることで長期間使用することができる。このような小粒径トナーは、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像担持体１上に固着（フィルミング）しやすいが、潤滑剤塗布ブラシローラ１７ａで像担持体１に潤滑材を塗布することでフィルミングの発生を抑えることができる。

こ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。

ここ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＞
ここにおいては、変性されたポリエステル（ｉ）単独使用だけでなく、この変性されたポリエステル（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。未変性ポリエステル（ｉｉ）としては、変性されたポリエステル（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、未変性ポリエステル（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。変性されたポリエステル（ｉ）と未変性ポリエステル（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、変性されたポリエステル（ｉ）のポリエステル成分と未変性ポリエステル（ｉｉ）は類似の組成が好ましい。未変性ポリエステル（ｉｉ）を含有させる場合の変性されたポリエステル（ｉ）と未変性ポリエステル（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。

未変性ポリエステル（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。未変性ポリエステル（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。未変性ポリエステル（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。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、２０〜５００ｍ２／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０．０１〜５ｗｔ％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ベ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球形または略球形状が好ましいことは述べたが、以下の形状規定によって表すことができる。図４は、本発明のトナーの形状を模式的に示す図である。図４において、略球形状の外観を示しており（図４（ａ）参照）、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、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）（図４（ｂ）参照）が０．５〜１．０で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）（図４（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、観察しながら測定できる。

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一成分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、二成分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。

つまるところ、本実施形態の構成をもちいたプロセスカートリッジを画像形成装置に搭載することで、長期にわたり、安定した高品質の画像を得ることができる。

またプロセスカートリッジとして使用可能であるため、交換パーツを最小限なものとした、ユーザーの負担軽減と環境への配慮を行うことができる画像形成装置とすることもできる。

プリンタの全体構成を示す断面図 プロセスカートリッジの像担持体周りの構成を示す断面図 トナー形状に関する説明図 トナー形状に関する説明図 ブラシローラのブラシの繊維束のピッチＰを模式的に表した図 ブラシローラの像担持体に当接させると繊維束のピッチで当接ムラが出る状態を示す図 ブラシローラで等速塗布した場合の繊維束のピッチで塗布ムラとなる状態を示す図 ブラシローラでの塗布ムラを潤滑材の塗布量増加で対処した従来技術の模式図 本発明に係る実施例１のブラシローラでの潤滑材塗布に関する説明図

符号の説明

１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ 像担持体
４ 光書込みユニット
７ 帯電ローラ
９ 現像ユニット
１０ 中間転写ベルト
１１、１２、１３ ローラ
１４ 転写ローラ
１５ ベルトクリーニング装置
１６ ２次転写ローラ
１７ クリーニング装置
１７ａ 潤滑剤塗布ブラシローラ
１７ｂ 潤滑剤
１７ｃ クリーニングブレード
１７ｄ フリッカー
１７ｅ 付勢部材
２０ 給紙カセット
２１ 呼び出しローラ
２２ レジストローラ
２３ 定着装置
３０ 作像部
３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋ トナーボトル
１００ 装置本体

Claims (13)

1. 画像形成装置に用いられ、ローラにより潤滑剤を像担持体に塗布する手段を有するプロセスカートリッジであり、
   前記ローラがブラシローラであり、該ブラシローラで固形の潤滑材を削り、前記像担持体に塗布するものであって、
   前記ブラシローラが前記像担持体に対して連れ回り方向に回転すると共に、前記像担持体表面との接触位置でのブラシローラ線速が像担持体線速と若干異なるように構成するものにおいて、
   前記ブラシローラ線速が像担持体線速と同じになるように構成した場合よりも、前記像担持体への前記潤滑材の塗布量を少なくすることを特徴とするプロセスカカートリッジ。
2. 請求項１のプロセスカートリッジにおいて、前記ブラシローラのブラシ材質がアクリル繊維であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
3. 請求項１のプロセスカートリッジにおいて、前記ブラシローラブラシ材質がナイロン繊維であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
4. 請求項１のプロセスカートリッジにおいて、前記ブラシローラのブラシ材質がＰＥＴ繊維であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
5. 請求項１から４のいずれかのプロセスカートリッジにおいて、前記ブラシローラが前記像担持体に対して連れ回り方向に回転すると共に、前記像担持体表面との接触位置でのブラシローラ線速が像担持体線速より若干速くすることを特徴とするプロセスカートリッジ。
6. 請求項１から５のいずれかのプロセスカートリッジにおいて、前記ブラシローラにより塗布される潤滑剤がステアリン酸亜鉛であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
7. 請求項１から６のいずれかのプロセスカートリッジにおいて、前記ブラシローラを前記感光体上のトナーをクリーニング可能な位置に配してなることを特徴とするプロセスカートリッジ。
8. 請求項７のプロセスカートリッジにおいて、前記ブラシローラが潤滑剤に接触する前にトナーを落とすフリッカーを備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
9. 請求項１から８のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、使用されるトナーが体積平均粒径（Ｄｖ）が３〜８μｍの範囲にあり、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）で定義される分散度が１．００〜１．４０の範囲にあることを特徴とするプロセスカートリッジ。
10. 請求項１から８のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、使用されるトナーが形状係数ＳＦ−１で１００〜１８０の範囲にあり、かつ形状係数ＳＦ−２で１００〜１８０の範囲にあることを特徴とするプロセスカートリッジ。
11. 請求項１から８のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、使用されるトナーが略球形であり、長軸と短軸の比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲で、厚さと短軸の比（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プロセスカートリッジ。
12. 請求項１から１１のいずれかに記載のプロセスカートリッジが着脱可能であることを特徴とする画像形成装置。
13. 請求項１から１１のいずれかに記載のプロセスカートリッジが着脱可能であるとともに、トナーボトルを装置本体に前記プロセスカートリッジとは別形態で備え、トナーを前記プロセスカートリッジ側にトナー搬送手段によって搬送し、前記トナーボトル単体で交換可能とすることを特徴とする画像形成装置。