JP2010197721A - クリーニング装置、プロセスカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体ドラム上の転写位置を基準として第１のゴムブレードより感光体ドラムの回転方向下流側にカウンタ式の第２のゴムブレードとを備えたクリーニング装置において、第２のゴムブレードの欠け、めくれ、異音等が発生する恐れを払拭したクリーニング装置を提供すること。
【解決手段】第２のゴムブレード２４を、第１のゴムブレード１７と共通の材料、同じ幅及び同じ厚さとし、ブレードホルダから突き出したゴムブレードの長さである自由長のみを、第２のゴムブレード２４の方を第１のゴムブレード１７より長く形成する。そして、感光体ドラム１５への喰い込み量が同じとなるように、且つ、先端部の当接側エッジにおける感光体ドラム１５の接線と先端部の先端面とのなす角度である当接角θを、７０度以上９０度以下となるように、第２のブレードホルダ２３を介してカートリッジケース１４に取り付ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いられるクリーニング装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置に関する。

トナー像を担持する回転可能な像担持体に付設されるものとして、例えば、像担持体の表面に当接する上流側ゴムブレード（以下、「第１のゴムブレード」という）と、像担持体上の転写位置を基準として第１のゴムブレードより像担持体の回転方向下流側で像担持体の表面に当接する下流側ゴムブレード（以下、「第２のゴムブレード」という）とを備えたクリーニング装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
このゴムブレードは、像担持体上の転写残トナーや潤滑剤などを効率良く除去するために、先端部が後端部に対して回転方向上流側に向かうように設ける、所謂、カウンタ方式としている。

また、第１のゴムブレードと、その第１のゴムブレードより長い第２のゴムブレードと、像担持体とで形成された閉空間に、ステアリン酸亜鉛からなる潤滑剤を充填し、第２のゴムブレードを潤滑剤の均し専用としたものが知られている（例えば特許文献２参照）。

このように、ゴムブレードをカウンタ方式とすることで、像担持体上の転写残トナーや潤滑剤などを効率良く除去できるものの、像担持体と当接するゴムブレードのエッジに、転写残トナーや潤滑剤の入り込みが極端に少なくなった場合、ゴムブレードと像担持体とのすべりを良好にしていた潤滑剤や転写残トナーが不足して、ブレードエッジの欠け、ブレードめくれ、異音、異常摩耗などの不具合が発生する場合がある。

この点、第１のゴムブレードについては、像担持体に担持したトナー像を被転写体に転写させた直後の像担持体表面に残余した転写残トナーが常に入り込むことから問題ないが、第２のゴムブレードの場合は、第１のゴムブレードにより、転写残トナーのほとんどが掻き取られるため、上述した不具合が発生する恐れがある。

特許文献１のクリーニング装置は、ゴムブレードを保持するブレードホルダ端からのブレード突き出し量である自由長を、第１のゴムブレードと第２ゴムブレードとの双方で同じ長さにしたり、ゴムブレードによる感光体ドラムへの押圧力をバネを用いて加圧すること等が記載されているものの、自由長とブレード厚さを同じにしたゴムブレードを、その先端が下方に向くように並設して、潤滑剤や転写残トナーが積極的に落下するように例示するなど（特許文献１中、図２参照）、潤滑剤や転写残トナーの入り込み不足を原因とした第２のゴムブレードのブレードエッジの欠け、ブレードめくれ、異音、異常摩耗などの不具合に対して何ら考慮されていなかった。

かかる不具合を低減または解消するのには、第２のゴムブレードを像担持体に圧する力、すなわち、当接圧（静止時）を第１のゴムブレードより下げて、像担持体とその像担持体との当接部である第２のゴムブレードのエッジとの摩擦抵抗を小さくすることが好適である。

第２のゴムブレードの像担持体への当接圧（静止時）を第１のゴムブレードより下げる手段として、第２のゴムブレード材のヤング率を下げる、第２のゴムブレードのブレード厚を薄くする、第２のゴムブレードの像担持体への食込み量を小さくする等が挙げられるが、それぞれ副作用が伴う。

第２のゴムブレード材のヤング率を下げた場合、第1のゴムブレードよりもブレードメクレに対する余裕度を下げることになる。またヤング率と相関のある物性である硬度や変形量が大きい場合のモジュラス(ゴム弾性体の応力のことで、例えば、伸び３００％時の引っ張り応力である３００%モジュラス等)も低下するため、摩耗に対する余裕度が低下する。
第２のゴムブレードのブレード厚を薄くした場合、ブレードへのせん断応力が増加するため永久歪が増大し、経時劣化による静止時当接圧の大きな低下を引き起こす。
第２のゴムブレードの像担持体への食込み量を小さくした場合、部品公差の影響による静止時当接圧変動を大きくする原因となるため、第１のゴムブレードから大きく離れた条件とすることは困難である。

特許文献２には、第１のゴムブレードより長い第２のゴムブレードが開示されているものの、第１のゴムブレードと、第２のゴムブレードと、像担持体とで形成された閉空間に潤滑剤が充填されている。したがって、転写残トナーを掻き取り用のゴムブレードとしてみれば、実質的に一枚のゴムブレードと同じであり、像担持体上の転写残トナーを効率的に２箇所で掻き取る構成とは言い難く、また、潤滑剤の均し用とした第２のゴムブレードが、潤滑剤と密着していることから、十分な弾性変形が得にくく、潤滑剤の均しにムラが出る恐れがある。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決できるクリーニング装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１にかかる発明は、被転写体に転写させるトナー像を担持する回転可能な像担持体の表面に先端部のエッジが当接されると共に、前記先端部が後端部に対して前記像担持体の回転方向上流側に向かうように設けられ、前記後端部が第１のブレードホルダに支持された帯板状の第１のゴムブレードと、前記トナー像を前記被転写体に転写させる前記像担持体上の転写位置を基準として前記第１のゴムブレードより前記像担持体の回転方向下流側で前記像担持体の表面に先端部のエッジが当接されると共に、前記先端部が後端部に対して前記像担持体の回転方向上流側に向かうように、前記第１のゴムブレードから所要の空間を空けて設けられ、前記後端部が第２のブレードホルダに支持された帯板状の第２のゴムブレードとを備え、ブレードホルダから突き出したゴムブレードの長さを自由長とし、前記第２のゴムブレードは、前記第１のゴムブレードの自由長より長い自由長にして前記第２のゴムブレードの静止時当接圧を前記第１のゴムブレードよりも下げたクリーニング装置を特徴とする。
請求項２にかかる発明は、請求項１において、先端部のエッジにおける前記像担持体の接線と先端部の先端面とのなす角度である当接角が、前記第１のゴムブレードと前記第２のゴムブレードとの何れも、７０度以上９０度以下であることを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、請求項１または２において、前記第１のゴムブレードと前記第２のゴムブレードは、同じ材料または同等の物性を有する材料で構成したことを特徴とする。
請求項４にかかる発明は、請求項１乃至３の何れか１項において、前記第１のゴムブレードと前記第２のゴムブレードは、同じ幅及び同じ厚さで形成し、前記像担持体への喰い込み量も同じであることを特徴とする。
請求項５にかかる発明は、請求項１乃至４の何れか１項において、前記像担持体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段を備えたことを特徴とする。
請求項６にかかる発明は、請求項５において、前記転写位置を基準として前記像担持体の回転方向下流側に向かって、前記第１のゴムブレード、前記潤滑剤塗布手段、前記第２のゴムブレードの順に配置されていることを特徴とする。
請求項７にかかる発明は、請求項５または６において、前記潤滑剤塗布手段は、ブラシローラであることを特徴とする。
請求項８にかかる発明は、請求項１乃至７の何れか１項に記載のクリーニング装置と、前記像担持体とを備えると共に、前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段、前記像担持体に形成された静電潜像を前記トナー像に現像する現像手段、の何れか一方、または双方を備え、画像形成装置本体に着脱可能に一体化されたプロセスカートリッジを特徴とする。
請求項９にかかる発明は、請求項１乃至７の何れか１項に記載のクリーニング装置、または、請求項８に記載のプロセスカートリッジを備えた画像形成装置を特徴とする。
請求項１０にかかる発明は、請求項９において、前記トナー像を形成するためのトナーは、体積平均粒径（Ｄｖ）が３〜８μｍの範囲にあり、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）で定義される分散度が１．００〜１．４０の範囲にあることを特徴とする。
請求項１１にかかる発明は、請求項９において、前記トナー像を形成するためのトナーは、形状係数ＳＦ−１で１００〜１８０の範囲にあり、かつ形状係数ＳＦ−２で１００〜１８０の範囲にあることを特徴とする。
請求項１２にかかる発明は、請求項９において、前記トナー像を形成するためのトナーは、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。

本発明によれば、第２のゴムブレードを、第１のゴムブレードの自由長より長い自由長にして第２のゴムブレードの静止時当接圧を第１のゴムブレードよりも下げたことで、像担持体とその像担持体との当接部である第２のゴムブレードのエッジとの摩擦抵抗が何ら副作用を伴うことなく小さくなって、ブレードエッジの欠け、ブレードめくれ、異音、異常摩耗などの不具合を極めて簡単な構成で低減できる。
また、第２のゴムブレードが、第１のゴムブレードと潤滑剤塗布手段とをすり抜けた転写残トナーの掻き取り用としても機能し、潤滑剤塗布手段を潤滑剤から離して設けることで、第２のゴムブレードが、潤滑剤の均し用としても十分な弾性変形が得られることから、潤滑剤の均しにムラが出る恐れを回避できる。

本実施の形態にかかる画像形成装置を模式的に示した縦断正面図である。 プロセスカートリッジの簡略した縦断正面図である。 ゴムブレード廻りの拡大図である。 この実施形態の画像形成装置に用いられるトナー形状の概要を示し、（ａ）は、トナーの形状係数ＳＦ−１を説明する模式図、（ｂ）は、トナーの形状係数ＳＦ−２を説明する模式図である。 この実施形態の画像形成装置に用いられるトナーの球形状の概要を示し、（ａ）は、トナーの長軸、短軸、厚さの規定の仕方を説明する模式図、（ｂ）は、長軸と短軸との比を説明する模式図、（ｃ）は、厚さと短軸との比を説明する模式図である。

本発明の実施の形態を説明する。本発明の実施の形態は、要部であるクリーニング装置を備えた画像形成装置を例示している。

本実施の形態にかかる画像形成装置は、図１に示すように、駆動ローラ１と従動ローラ２とに掛架され反時計回りに回転可能な無端状の中間転写ベルト３と、その中間転写ベルト３の下部走行辺内側に沿って所定間隔をおいて設けられた一次転写ローラ４と、中間転写ベルト３の下部走行辺を挟んで一次転写ローラ４と対向配置されたプロセスカートリッジ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋと、そのプロセスカートリッジ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの下方に配置され露光装置６と、その露光装置６の下方に配置された用紙トレイ７と、その用紙トレイ７近傍に設けられた用紙繰り出しローラ８と、中間転写ベルト３を挟んで駆動ローラ１と対向配置された二次転写ローラ９と、その二次転写ローラ９と用紙繰り出しローラ８との間に設けられたレジストローラ対１０と、駆動ローラ１と二次転写ローラ９との上方に配置された定着装置１１と、画像形成装置の上面に形成された排紙トレイ部１２と、定着装置１１でトナー像が定着された用紙を排紙トレイ部１２に排紙させる排紙ローラ対１３とを備える。

図２に示すように、プロセスカートリッジ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、カートリッジケース１４と、カートリッジケース１４の略中央に時計回りに回転可能に設けられた像担持体としての感光体ドラム１５と、その感光体ドラム１５の最頂部を転写位置とし、そこを基準にして、時計回りに順に配置された、本発明の要部であるクリーニング装置と、帯電装置と、現像装置とを備えてなる。

このプロセスカートリッジは、図１に示すように、イエロー用のプロセスカートリッジ５Ｙ、マゼンタ用のプロセスカートリッジ５Ｍ、シアン用のプロセスカートリッジ５Ｃ、黒用のプロセスカートリッジ５Ｋの４つあり、夫々、転写位置である感光体ドラム１５の最頂部と一次転写ローラ４とが中間転写ベルト３を挟んで対向するように、画像形成装置本体に着脱可能な内装される。

クリーニング装置は、第１のクリーニング部と、潤滑剤塗布部と、第２のクリーニング部とを備える。
第１のクリーニング部は、側面視略Ｌ字状に形成されカートリッジケース１４の右上部に取り付けられた第１のブレードホルダ１６と、後端部に対して先端部が感光体ドラム１５の回転方向上流側に向かうように後端部が第１のブレードホルダ１６に止着され、先端部の下方のエッジが感光体ドラム１５表面に当接された帯板状の第１のゴムブレード１７と、第１のゴムブレード１７とカートリッジケース１４とで画成された領域内に回転可能に設けられ、第１のゴムブレード１７で掻き取られた転写残トナーや潤滑剤を図示しない収納部へ搬送させる第１の粉体搬送スクリュ１８と、感光体ドラム１５の上部を露出させるカートリッジケース１４上面の開口部右端を装って第１のゴムブレード１７で掻き取られた転写残トナーや潤滑剤の飛散を防止する飛散防止シート１９とを備える。

潤滑剤塗布部は、図示しない駆動手段によって図中時計方向に回転駆動され感光体ドラム１５の表面に接するように配置された潤滑剤塗布手段としてのブラシローラ２０と、ステアリン酸亜鉛等の金属石鹸からなり、トナー像の剥離性、すなわち転写効率を上げるための潤滑剤２１と、その潤滑剤２１を支持すると共にブラシローラ２０へ押圧して潤滑剤２１を擦り付ける潤滑剤支持部２２とを備える。この潤滑剤塗布手段は、第１のクリーニング部の下方に設けられており、潤滑剤の着いたブラシローラ２０が、第１のクリーニング部で概ね清掃済みの感光体ドラム１５の表面に回転しながら接触することで、潤滑剤を塗布するようになっている。

第２のクリーニング部は、側面視略Ｌ字状に形成され潤滑剤塗布手段より下方のカートリッジケース１４の右中間部に取り付けられた第２のブレードホルダ２３と、後端部に対して先端部が感光体ドラム１５の回転方向上流側に向かうように後端部が第２のブレードホルダ２３に止着され、先端部の一方のエッジ（図において左方のエッジ）が感光体ドラム１５表面に当接された帯板状の第２のゴムブレード２４と、第２のゴムブレード２４とカートリッジケース１４と潤滑剤塗布手段とで画成された領域内に回転可能に設けられ、第２のゴムブレード２４で掻き取られた転写残トナーや潤滑剤を図示しない収納部へ搬送させる第２の粉体搬送スクリュ２５とを備える。

第１のゴムブレード１７と第２のゴムブレード２４は、共に同じ材料（例えばシリコンゴム）で、図３に示すように、同じ幅及び同じ厚さｔ（例えば１〜３ｍｍ程度）で形成され、ブレードホルダから突き出したゴムブレードの長さである自由長Ｌのみが、第１のゴムブレード１７より第２のゴムブレード２４の方が長くなっている。
そして、感光体ドラムへの喰い込み量ｄｐ（感光体ドラム１１に当接するエッジ部分の初期圧縮量。例えば０．６５ｍｍ程度）も同じにし、先端部の下方のエッジにおける感光体ドラム１５の接線と先端部の先端面とのなす角度である当接角θが、７０度以上９０度以下となるように、第１のブレードホルダ１６や第２のブレードホルダ２３を介して、カートリッジケース１４にカウンタ式で取り付けられている。
第２のゴムブレード２４は、第１のゴムブレード１７から所要の空間を空けて設けられ、第１のゴムブレード１７と第２のゴムブレード２４とで形成された空間内で且つ第２のゴムブレード２４から離間するようにブラシローラ２０を設けている。
このようにして、第２のゴムブレード２４の静止時の当接圧を第１のゴムブレード１７の静止時の当接圧よりも下げる。その割合としては、例えば、第１のゴムブレード１７の静止時の当接圧を１．０とした場合、第２のゴムブレード２４の静止時の当接圧は概ね０．８程度である。

帯電装置は、図２に示すように、押圧バネで感光体ドラム１５に押圧されると共に反時計回りに回転可能に設けられ感光体ドラム１５の表面を帯電させる帯電ローラ２６と、押圧バネでその帯電ローラ２６に押圧されると共に帯電ローラ２６に従動回転可能に設けられたクリーナーローラ２７とを備え、感光体ドラム１５の最下部近傍に配設される。

現像装置は、図２に示すように、この現像装置と帯電装置との間に形成されたカートリッジケース１４の開口部を介して露光装置６からの走査光が感光体ドラム１５に照射されることで形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像に現像する現像ローラ２８と、トナー供給部２９からのトナーを現像ローラ２８へ搬送させる左右一対の搬送スクリュ３０とを備え、感光体ドラム１５の左側に配設される。

以上のように構成された本実施の形態にかかる画像形成装置の動作を、図１〜図３を参照しながら説明する。
感光体ドラム１５が図示しない駆動手段によって図中時計方向に回転し、その感光体ドラム１５の表面が帯電装置によって所定の極性に一様に帯電する。帯電した感光体ドラム１５の表面に向かって露光装置６から走査光が照射し、これによって感光体ドラム１５の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラム１５に露光される画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及び黒の色情報に分解した単色の画像情報である。この静電潜像を現像装置がトナー像として可視化する。

中間転写ベルト３が図中反時計回りに回転し、各プロセスカートリッジ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにおいて一次転写ローラ４の作用により感光体ドラム１５から中間転写ベルト３に各色トナー像が順次重ね転写する。このようにして中間転写ベルト３の表面にフルカラーのトナー像が形成される。なお、プロセスカートリッジ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、複数のプロセスカートリッジ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋのいずれか２つまたは３つを用いて２色又は３色の画像を形成したりすることもできる。モノクロプリントの場合は、４個のプロセスカートリッジ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋのうち、図の一番右側の黒用プロセスカートリッジ５Ｋを用いて画像形成を行う。

上記の動作と前後して、用紙繰り出しローラ８により用紙トレイ７から用紙の搬送を開始する。搬送を開始した用紙は、中間転写ベルト３上に担持されたトナー像の移動に合わせて、レジストローラ対１０によって二次転写位置に向けて送り出され、二次転写ローラ９によって中間転写ベルト３表面のトナー像が転写される。トナー像を担持した用紙は定着装置１１へ送られ、熱と圧力によってトナー像が用紙に熔融定着され、排紙ローラ対１３によって排紙トレイ部１２に排出される。

一方、各プロセスカートリッジにおいて、中間転写ベルト３にトナー像が転写した後の感光体ドラム１５表面は、転写残トナーや潤滑剤が付着しているが、第１のゴムブレード１７によって、その転写残トナーや潤滑剤のほとんどが掻き取られ、その掻き取られた転写残トナーや潤滑剤は、第１の粉体搬送スクリュ１８によって図示しない収納部へ搬送される。
第１のゴムブレード１７を通過した感光体ドラム１５表面は、ブラシローラ２０によって潤滑剤が塗布される。

潤滑剤が塗布された感光体ドラム１５表面は、新たに塗布された潤滑剤の他に第１のゴムブレード１７を通過した僅かな転写残トナーや潤滑剤が付着しており、それらが、第２のゴムブレード２４によって掻き取られていくと同時に潤滑剤が均一に均されていく。そして、第２のゴムブレード２４の先端面と、感光体ドラム１５の表面との領域に、掻き取られた転写残トナーや潤滑剤が溜まり始め、やがて、その領域からオーバーフローした分だけが落下する。落下した転写残トナーや潤滑剤は、第２の粉体搬送スクリュ２５によって図示しない収納部へ搬送される。

このとき、第２のゴムブレード２４は、第１のゴムブレード１７よりも摩擦抵抗が小さくなっていることから、第２のゴムブレード２４のブレードエッジの欠け、ブレードめくれ、異音、異常摩耗などの不具合が起こりにくい。しかも、感光体ドラム１５に担持したトナー像を中間転写ベルト３に転写させる感光体ドラム１５上の転写位置を基準として、感光体ドラム１５の回転方向下流側に向かって、第１のゴムブレード１７、ブラシローラ２０、第２のゴムブレード２４の順に配置したことで、塗布された潤滑剤が、さらに摩擦抵抗を小さくするから、上述した不具合の発生を極めて低減できる。

このクリーニング装置を通過した感光体ドラム１５の表面は、上述した帯電装置によって所定の極性に一様に帯電されて次の画像形成に備える。

次に、本実施の形態にかかる画像形成装置に用いられるトナーを説明する。
本実施の形態で用いるトナーは、体積平均粒径が３〜８μｍで、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の範囲にあるものを用いている。したがって、このようなトナーによれば、トナーの帯電量分布が均一となり、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができる。また、静電転写方式を用いた画像形成装置では、転写率を高くすることができる。

近年の高画質要請に対応して、形成した画像に６００ｄｐｉ以上の微小ドットを再現するために、トナーの体積平均粒径は３〜８μｍが好ましい。他方、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）は、１．００〜１．４０の範囲にあることが好ましい。すなわち、この比（Ｄｖ／Ｄｎ）が、１．００に近いほど粒径分布がシャープであることを示す。このように小粒径で粒径分布の狭いトナーでは、トナーの帯電量分布が均一になるので、地肌かぶりの少ない高品位な画像を得ることができ、また静電転写方式では転写率を高くすることができる。

また、トナーは、その形状係数ＳＦ−１が１００〜１８０の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００〜１８０の範囲にあるものが用いられている。したがって、トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナーとの接触状態、あるいはトナーと感光体との接触状態が点接触になるので、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との吸着力も弱くなって、転写率が高くなる。形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、転写率が低下するため、ＳＦ−１、ＳＦ−２の範囲を１００〜１８０とすることで転写率を高くすることができる。

すなわち、トナーの形状係数ＳＦ−１は１００〜１８０、形状係数ＳＦ−２は１００〜１８０の範囲にあることが好ましい。これらの形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を、図４（ａ），（ｂ）にトナーＤの形状を模式的に表した図に基づき、説明する。

形状係数ＳＦ−１は、図４（ａ）に示すように、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。ＳＦ−１は、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の場合には、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、図４（ｂ）に示すように、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の場合には、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。なお、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。

したがって、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との接触状態が点接触になる。このため、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との吸着力も弱くなり、従って転写率は高くなる。しかし、形状係数ＳＦ−１、ＳＦ−２のいずれかが１８０を超えると、転写率が低下するため好ましくない。

また、この実施形態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としている。

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

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

多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の比率は、水酸基［ＯＨ］とカルボキシル基［ＣＯＯＨ］の当量比［ＯＨ］／［ＣＯＯＨ］として、通常２／１〜１／１、好ましくは１．５／１〜１／１、さらに好ましくは１．３／１〜１．０２／１である。
多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）の重縮合反応は、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧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が低下する傾向、特に環境変動の影響を受けやすい傾向がある。
また、重量平均分子量１万〜４０万、好ましくは２万〜２０万である。重量平均分子量が１万未満では、耐オフセット性が低下するため好ましくない。また、４０万を超えると低温定着性が低下するため好ましくない。

ポリエステルには、上記の重縮合反応で得られる未変性ポリエステルの他に、ウレア変性のポリエステルが好ましく含有される。ウレア変性のポリエステルは、上記の重縮合反応で得られるポリエステルの末端のカルボキシル基や水酸基等と多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）とを反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得、これとアミン類との反応により分子鎖が架橋及び／又は伸長されて得られるものである。

多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）としては、脂肪族多価イソシアネート（テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，６−ジイソシアナトメチルカプロエートなど）；脂環式ポリイソシアネート（イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど）；芳香族ジイソシアネート（トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど）；芳香脂肪族ジイソシアネート（α，α，α’，α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど）；イソシアネート類；前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの；およびこれら２種以上の併用が挙げられる。

多価イソシアネート化合物（ＰＩＣ）の比率は、イソシアネート基［ＮＣＯ］と、水酸基を有するポリエステルの水酸基［ＯＨ］の当量比［ＮＣＯ］／［ＯＨ］として、通常５／１〜１／１、好ましくは４／１〜１．２／１、さらに好ましくは２．５／１〜１．５／１である。［ＮＣＯ］／［ＯＨ］が５を超えると低温定着性が低下する。［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低下する。

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低下するとともに、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低下する。

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低下する。

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低下する。

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低下する。

ウレア変性ポリエステルは、ワンショット法、などにより製造される。多価アルコール（ＰＯ）と多価カルボン酸（ＰＣ）を、テトラブトキシチタネート、ジブチルチンオキサイドなど公知のエステル化触媒の存在下、１５０〜２８０℃に加熱し、必要により減圧としながら生成する水を留去して、水酸基を有するポリエステルを得る。次いで４０〜１４０℃にて、これに多価イソシアネート（ＰＩＣ）を反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー（Ａ）を得る。さらにこの（Ａ）にアミン類（Ｂ）を０〜１４０℃にて反応させ、ウレア変性ポリエステルを得る。

（ＰＩＣ）を反応させる際、及び（Ａ）と（Ｂ）を反応させる際には、必要により溶剤を用いることもできる。使用可能な溶剤としては、芳香族溶剤（トルエン、キシレンなど）；ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど）；エステル類（酢酸エチルなど）；アミド類（ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなど）およびエーテル類（テトラヒドロフランなど）などのイソシアネート（ＰＩＣ）に対して不活性なものが挙げられる。

また、ポリエステルプレポリマー（Ａ）とアミン類（Ｂ）との架橋及び／又は伸長反応には、必要により反応停止剤を用い、得られるウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。反応停止剤としては、モノアミン（ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど）、およびそれらをブロックしたもの（ケチミン化合物）などが挙げられる。

ウレア変性ポリエステルの重量平均分子量は、通常１万以上、好ましくは２万〜１０００万、さらに好ましくは３万〜１００万である。１万未満では耐ホットオフセット性が低下する。ウレア変性ポリエステル等の数平均分子量は、先の未変性ポリエステルを用いる場合は特に限定されるものではなく、前記重量平均分子量とするのに得やすい数平均分子量でよい。ウレア変性ポリエステルを単独で使用する場合は、その数平均分子量は、通常２０００〜１５０００、好ましくは２０００〜１００００、さらに好ましくは２０００〜８０００である。２００００を超えると低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が低下する。

未変性ポリエステルとウレア変性ポリエステルとを併用することで、低温定着性およびフルカラー画像形成装置に用いた場合に得られた画像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。なお、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低下するとともに、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低下し、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。

（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。

（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２８との静電的吸引力が増大して、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しなくても高温オフセットに対して有用な効果が得られる。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。

なお、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。

（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なった場合には、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。このため、所望の帯電レベルを得るために行な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、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を低下させる傾向がある。このため、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、この副作用の影響に配慮した、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を０．３〜１．５ｗｔ％の範囲にすれば、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る。すなわち、コピーつまり画像形成を繰り返しても、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。
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挙げることができる。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、１２４ａ、１２４ｂ、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右する脂肪族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）との反応を行なわせる。
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、脱溶媒を行な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なわれる。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によって、真球状からラクビーボール状までの間でそ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、滑らかなものから凹凸が激しい梅干形状のものまでの間で、任意に制御することができる。

したがって、このようにしたトナー構成材料及び製造方法によれば、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、真球状からラクビーボール状までの間の範囲でそ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までの間の範囲で制御することができる。

さらに、この実施形態の画像形成装置に好適に用いられるトナーの形状は、略球形状であり、以下の形状規定によって表されたトナーの形状が長軸ｒ１、短軸ｒ２、厚さｒ３で規定され（但し、ｒ１≧ｒ２≧ｒ３とする。）、長軸ｒ１と短軸ｒ２との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０の範囲にあり、厚さｒ３と短軸ｒ２との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０の範囲のものを用いている。

すなわち、このトナーＤの形状を模式的に示す図５（ａ）〜（ｃ）に基づき、説明する。図５（ａ）に示すように、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、このトナーは、図５（ｂ）に示すように、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０で、図５（ｃ）に示すように、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）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、トナーが球形状として、真球形状から離れるので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、具体的なｒ１、ｒ２、ｒ３の測定方法としては、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。

したがって、画像形成装置に用いられるトナーの形状を、略球形状にしたので、ドット再現性および転写効率を向上できる。特に、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、この発明のトナーは、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）を０．５〜１．０、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）を０．７〜１．０の範囲にした構成の場合には、トナー形状が真球形状に近くなる。このため、ドット再現性及び転写効率を向上させることができる。この結果、高品位な画質が得られる。

このように本実施の形態は、第１のゴムブレード１７と第２のゴムブレード２４を、共通の材料とし、同じ幅及び同じ厚さとし、ブレードホルダから突き出したゴムブレードの長さである自由長Ｌのみを、第１のゴムブレード１７より第２のゴムブレード２４の方を長く形成する。そして、感光体ドラム１５への喰い込み量ｄｐが同じとなるように、且つ、先端部の当接側エッジにおける感光体ドラム１５の接線と先端部の先端面とのなす角度である当接角θ（図３参照）が、７０度以上９０度以下となるように、第１のブレードホルダ１６や第２のブレードホルダ２３を介してカートリッジケース１４に取り付けている。
このように構成することで、第２のゴムブレード２４の静止時の当接圧が第１のゴムブレード１７の静止時の当接圧よりも下がって摩擦抵抗が小さくなるから、第２のゴムブレード２４のブレードエッジの欠け、ブレードめくれ、異音、異常摩耗などの不具合を簡単な構成で低減できる。しかも、ブラシローラ２０により塗布された潤滑剤が、さらに摩擦抵抗を小さくするから、上述した不具合の発生を極めて低減できる。

感光体ドラム１５の表面に潤滑剤を塗布するブラシローラ２０を、第１のゴムブレード１７と第２のゴムブレード２４とで形成された空間内で且つ第２のゴムブレード２４から離間するように設けたことで、第２のゴムブレード２４が、第１のゴムブレード１７とブラシローラ２０とをすり抜けた転写残トナーの掻き取り用としても機能すると共に、潤滑剤の均し用としても十分な弾性変形が得られることから、潤滑剤の均しにムラが出る恐れを回避できる。

以上、本実施の形態にかかる画像形成装置を説明したが、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
例えば、本実施の形態では、第１のクリーニング部と第２のクリーニング部との間に、潤滑剤塗布手段を設けたものを例示したが、潤滑剤塗布手段の無いクリーニング装置でも適用できる。
また、本実施の形態のプロセスカートリッジ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、クリーニング装置と、像担持体である感光体ドラム１５と、帯電手段と、現像手段とを備えたものを例示したが、このうち、帯電手段と、現像手段は、その何れか一方のみ備えたものでも良い。

５ プロセスカートリッジ
１５ 感光体ドラム
１６ 第１のブレードホルダ
１７ 第１のゴムブレード
２０ ブラシローラ
２３ 第２のブレードホルダ
２４ 第２のゴムブレード

特開２００５−３５２３１０公報 特開２０００−３３０４４３公報

Claims (12)

1. 被転写体に転写させるトナー像を担持する回転可能な像担持体の表面に先端部のエッジが当接されると共に、前記先端部が後端部に対して前記像担持体の回転方向上流側に向かうように設けられ、前記後端部が第１のブレードホルダに支持された帯板状の第１のゴムブレードと、
   前記トナー像を前記被転写体に転写させる前記像担持体上の転写位置を基準として前記第１のゴムブレードより前記像担持体の回転方向下流側で前記像担持体の表面に先端部のエッジが当接されると共に、前記先端部が後端部に対して前記像担持体の回転方向上流側に向かうように、前記第１のゴムブレードから所要の空間を空けて設けられ、前記後端部が第２のブレードホルダに支持された帯板状の第２のゴムブレードと
   を備え、
   ブレードホルダから突き出したゴムブレードの長さを自由長とし、
   前記第２のゴムブレードは、前記第１のゴムブレードの自由長より長い自由長にして前記第２のゴムブレードの静止時当接圧を前記第１のゴムブレードよりも下げたことを特徴とするクリーニング装置。
2. 先端部のエッジにおける前記像担持体の接線と先端部の先端面とのなす角度である当接角が、前記第１のゴムブレードと前記第２のゴムブレードとの何れも、７０度以上９０度以下であることを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置。
3. 前記第１のゴムブレードと前記第２のゴムブレードは、同じ材料または同等の物性を有する材料で構成したことを特徴とする請求項１または２に記載のクリーニング装置。
4. 前記第１のゴムブレードと前記第２のゴムブレードは、同じ幅及び同じ厚さで形成し、前記像担持体への喰い込み量も同じであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のクリーニング装置。
5. 前記像担持体の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のクリーニング装置。
6. 前記転写位置を基準として前記像担持体の回転方向下流側に向かって、前記第１のゴムブレード、前記潤滑剤塗布手段、前記第２のゴムブレードの順に配置されていることを特徴とする請求項５に記載のクリーニング装置。
7. 前記潤滑剤塗布手段は、ブラシローラであることを特徴とする請求項５または６に記載のクリーニング装置。
8. 請求項１乃至７の何れか１項に記載のクリーニング装置と、前記像担持体とを備えると共に、前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段、前記像担持体に形成された静電潜像を前記トナー像に現像する現像手段、の何れか一方、または双方を備え、画像形成装置本体に着脱可能に一体化されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
9. 請求項１乃至７の何れか１項に記載のクリーニング装置、または、請求項８に記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
10. 前記トナー像を形成するためのトナーは、体積平均粒径（Ｄｖ）が３〜８μｍの範囲にあり、体積平均粒径（Ｄｖ）と個数平均粒径（Ｄｎ）との比（Ｄｖ／Ｄｎ）で定義される分散度が１．００〜１．４０の範囲にあることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記トナー像を形成するためのトナーは、形状係数ＳＦ−１で１００〜１８０の範囲にあり、かつ形状係数ＳＦ−２で１００〜１８０の範囲にあることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
12. 前記トナー像を形成するためのトナーは、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９に記載の画像形成装置。

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