JP4387214B2 - プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の静電複写プロセスによる画像形成に用いるプロセスカートリッジ及びこのプロセスカートリッジを備える画像形成装置に関するものである。

画像形成装置は、現像装置内のトナーが画像形成によって消費されるために、補給する必要があり、二成分現像剤の場合は磁性キャリアを交換する必要があった。また、画像形成装置内のその他の部材、例えば、長期間の使用により摩耗・劣化した感光体、画像形成装置内で浮遊・飛散したトナーによって汚れた帯電装置、また、感光体に当接されているために摩耗したクレーニングブレード等は交換されなければ、文字チリ、地カブリ等の画像が発生する。これを防止するには、これらの部材、装置を交換しなければならない。そのために、文字チリ等が発生したときに、サービスマンは、ユーザーのもとに出向きそれぞれの部材又は装置の交換を行っていた。しかし、画像形成装置の各部材又は装置が高耐久化し、さらに、画像形成装置内に使用する現像剤等の長寿命化によって、サービスマンが出向くメンテナンスの必要性が低くなってきていた。また、実際にサービスマンの交換作業でも、画像形成装置内の各部材又は装置を取り出し、新規部材を取り付ける作業に非常に多くの時間が必要であった。そこで、感光体と画像形成に必要なプロセスを行う、例えば、帯電手段、現像手段、クリーニング手段等のプロセス手段と潜像担持体上の情報を取得するセンサ手段を一体的に支持し、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジにすることによって、プロセスカートリッジそのものを交換することで、サービスマンがユーザーのもとでの作業時間を短縮することができ、また、場合によってはサービスマンが出向かなくともユーザーが容易に交換することができるようになった。また、部材又は装置として、感光体は１０，０００〜８０，０００プリント、現像装置における磁性キャリアは５０，０００〜１００，０００プリント、帯電装置は３０，０００〜８０，０００プリントと寿命が異なっている。従来、各部材の寿命に関係なく、ユーザー又はサービスマンは一体化したプロセスカートリッジ全体を交換していた。これは、交換の利便性には寄与するが、使用できる部品も同時期に交換しなければならないため資源の無駄につながってしまい、消費者から不満もあった。

そこで、例えば、特許文献１では、感光体上に残留したトナーを除去するクリーニング部材と、除去したトナーを収容する廃トナー収納部とを有し、廃トナー収納部は感光体に面する第一開口部と、第一開口部から離れた位置に第二開口部とを有する容器状のクリーニング枠体と、第一開口部をほぼ塞ぐクリーニング部材と、第二開口部の周囲に設けられた蓋部枠体とからなり、クリーニング部材の支持部と蓋部枠体との間に弾性シール部材１５を配置したプロセスカートリッジが開示されている。これによって、トナーをできるだけ多く収容し、さらに、廃トナーの収納量を向上させつつ、廃トナー容器及びプロセスカートリッジの小型化を図ることができる。

また、特許文献２では、潜像担持体及び少なくとも一つのプロセスユニットが組み込まれたプロセスカートリッジを備え、現像剤が収容される現像ハウジングに現像剤補給ボックス及び廃現像剤回収ボックスを夫々連通接続し、潜像担持体上の潜像書込位置よりも上流側に前記現像剤補給ボックスを配設し、かつ、前記潜像書込位置よりも下流側に廃現像剤回収ボックスを配設したプロセスカートリッジが開示されている。また、特許文献３では、少なくとも現像装置と、帯電装置、電子写真感光体及び電子写真感光体のクリーニング装置の何れかを一体的に構成し、画像形成装置本体に対して着脱自在に装着されているプロセスカートリッジにおいて、手に持って振り動かし易く構成したプロセスカートリッジが開示されている。

特開２００３−１７７６５１号公報 特開２００３−１８６３０５号公報 特開２００１−３３１０８２号公報

しかし、特許文献１ないし３に記載のプロセスカートリッジでは、いずれも、小型化・高寿命化を考慮しているが、センサ手段等の高価な各構成要素を一体化して交換するという問題点がった。
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、その課題は、ユーザまたはサービスマンが容易に、潜像担持体、各プロセス手段ごとに個別に交換することができるプロセスカートリッジ及びこれを用いる画像形成装置を提供することである。
さらに、ハーネスの取り扱いおよびコネクタの取り付け／取り外しが容易で交換性を高め、かつ小型化できるプロセスカートリッジ及びこれを用いる画像形成装置を提供することである。
さらに、潜像担持体、各プロセス手段を独立して交換しても、画像形成条件を精度良く位置決めすることができるプロセスカートリッジ及びこれを用いる画像形成装置を提供することである。
さらに、各プロセス手段の消耗・摩耗する部材を独立して交換することができるプロセスカートリッジ及びこれを用いる画像形成装置を提供することである。
さらに、小粒径でほぼ球形形状を有するトナーであっても、クリーニングすることができるプロセスカートリッジ及びこれを用いる画像形成装置を提供することである。

上記課題を達成するために、本発明は、以下のような特徴を有している。
本発明のプロセスカートリッジは、潜像担持体と少なくとも１以上のプロセス手段とを一体にし、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、前記潜像担持体の情報を取得するセンサ手段と、潜像担持体とプロセス手段を支持するプロセスカートリッジ枠体とを備え、プロセスカートリッジ枠体は第１の枠体と第２の枠体とからなり、前記センサ手段は、前記第１の枠体及び第２の枠体のそれぞれに配設され、両枠体は回動自在に軸支され、第１の枠体と第２の枠体のいずれか一方には、画像形成装置本体と電気的に接続されるコネクタを設け、前記センサ手段から前記コネクタへ接続されるハーネスは、両枠体の回動軸中心を経由して、前記コネクタに接続されることを特徴とする。
また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記潜像担持体又は選択される少なくとも１のプロセス手段は、他のプロセス手段が取り外されることなく交換可能であることを特徴とする。
また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記潜像担持体またはプロセス手段の交換は、プロセスカートリッジが取り外される後に行われることを特徴とする。
また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記潜像担持体は、プロセス手段を取り外すことなく、プロセスカートリッジ枠体から取り外されることを特徴とする。
また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記プロセス手段は、クリーニング手段であって、潜像担持体は、クリーニング手段を回転させた後、プロセスカートリッジ枠体から取り外されることを特徴とする。

また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記プロセス手段は、クリーニング手段であって、クリーニング手段は、両側に設けるクリーニング手段の位置決め部材でプロセスカートリッジ枠体に固定されることを特徴とする。
また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記プロセス手段は、クリーニング手段であって、クリーニング手段が、塗布ローラと潤滑剤成型体とを備える塗布機構を有し、塗布機構で潜像担持体に潤滑剤が塗布されることを特徴とする。
また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記クリーニング手段は、クリーニングブレード、潤滑剤成型体が交換可能であることを特徴とする。
また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記プロセス手段は、帯電手段であって、帯電手段は、プロセスカートリッジ枠体の凹部に挿嵌されることを特徴とする。
また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記プロセス手段は、現像手段であって、現像手段が、両側に設ける現像手段位置決め部材でプロセスカートリッジ枠体に固定されることを特徴とする。

また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記現像手段は、現像手段位置決め部材でプロセスカートリッジ枠体の駆動軸受穴と現像手段に配設される現像基準軸とが固定されることを特徴とする。
また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記潜像担持体は、画像形成装置本体に配設される駆動軸が挿入されることを特徴とする。
また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記プロセスカートリッジは、画像形成装置本体に配設される駆動軸が、プロセスカートリッジ枠体に設けられる駆動軸受穴に挿入されることを特徴とする。
また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、プロセスカートリッジの枠体が、除電手段を備えることを特徴とする。
また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記除電手段が、ＥＬであることを特徴とする。
また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記センサ手段が、潜像担持体の電位センサ、潜像担持体上のトナー量を検知する濃度センサ、プロセスカートリッジ内の温湿度を検知する温湿度センサであることを特徴とする。
また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記プロセスカートリッジは、電気配線を、プロセスカートリッジの１カ所から外部に接続させることを特徴とする。

また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記現像手段は、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。
また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、トナーは、重量平均粒径と個数平均粒径との比が、１．０５ないし１．４０の範囲にあることを特徴とする。
また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記トナーは、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。
また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記トナーは、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により製造されることを特徴とする。

また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記プロセスカートリッジは、トナー又は新たに補給されたトナーを収納する収納部を備えることを特徴とする。
また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記プロセスカートリッジは、トナーを補給して再使用することができることを特徴とする。

また、本発明のプロセスカートリッジは、さらに、前記プロセスカートリッジは、補給されたトナーを収納する収納部を備えることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、潜像担持体上に形成された静電潜像をトナーで可視化する画像形成装置であって、潜像担持体とプロセス手段とを一体にして着脱可能なプロセスカートリッジを備える画像形成装置において、前記プロセスカートリッジは、前記プロセスカートリッジであることを特徴とする。

以上説明したように、本発明は、上記解決するための手段によって、本発明のプロセスカートリッジ及び画像形成装置では、プロセスカートリッジ自体の交換が可能であり、かつ像担持体および各プロセス手段も容易に交換することできる。
さらに、本発明のプロセスカートリッジ及び画像形成装置では、ハーネスの取り扱いおよびコネクタの取り付け／取り外しが容易で交換性を高め、小型化することができる。
また、本発明のプロセスカートリッジ及び画像形成装置では、組立時に、装置に組み立て時の基準となるガイドと組み立てる位置決め部材によって精度良く組み立てることができる。
さらに、本発明のプロセスカートリッジ及び画像形成装置では、寿命の異なる消耗部材を、別個に交換することができる。

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、本発明の一実施形態であるプロセスカートリッジの構造を示す概略図である。図２は、本発明の一実施形態であるプロセスカートリッジの構造を示す概略断面図である。
図１及び図２に示すように、プロセスカートリッジ１は、プロセスカートリッジ枠体（以下、「枠体」と記すことがある。）２に潜像担持体である感光体３と各プロセス手段として帯電手段である帯電モジュール４、現像手段である現像モジュール５、クリーニング手段であるクリーニングモジュール６を備えることができる。なお、プロセスカートリッジ１そのものも交換可能であり、プロセスカートリッジ１を画像形成装置１００本体から取り外した状態で、感光体３、帯電モジュール４、現像モジュール５、クリーニングモジュール６は、モジュール単位で新しいものと交換可能である。また、各モジュールはそれ自体でサービスマン、ユーザによる取り扱いが可能である。

図３は、プロセスカートリッジ枠体の構造を示す概略図であり、図３（ａ）は、画像形成装置手前側から見た図であり、図３（ｂ）は、画像形成装置奥側から見た図である。
このプロセスカートリッジ枠体２は、第１のプロセスカートリッジ枠体（以下、「第１枠体」と記す。）２ａと第２のプロセスカートリッジ枠体（以下、「第２枠体」と記す。）２ｂとが係合部２ｃを軸として、開放位置と閉塞位置との間を回転可能に係合している。なお、閉塞位置のとき、枠体２ａ、２ｂは感光体３が取り外せないように囲っている。係合部２ｃは、図示しない突起部と穴部をそれぞれの枠体２ａ、２ｂに設けて、この穴部に突起部を挿入して係合させ、突起部にリングで抑えて抜けないようにする。さらに、閉塞位置時において第１、第２のプロセスカートリッジ枠体２ａ、２ｂがオーバーラップしている個所に設けられた穴部に対して、枠体位置決め部材７４に植立された２本のピンによって貫通させることにより、第１又は第２枠体２ａ、２ｂを位置決すると同時に固定する。これによって、プロセスカートリッジ枠体２は、第１又は第２枠体２ａ、２ｂを一体に成形することなく組立てることができ、さらに、容易に分離することができる。これによって、下記に説明する各プロセス手段４等および感光体３を別個に独立して入れ換えることができる。

また、この枠体２には、図２に示すように、センサ手段が設けられている。センサ手段としては、プロセスカートリッジ１内の温湿度を検知するための温湿度センサ２１、感光体３の電位を検知する電位センサ２２、現像後の感光体３上の現像されたトナー量を検知するトナー濃度センサ２３を配設する。
温湿度センサ２１は、第２プロセスカートリッジ枠体２ｂに配置され、正の温度特性を有する、例えば、白金、タングステン、ニクロム、カンタル、又は負の温度係数を有する、例えば、ＳｉＣ（炭化けい素）、ＴａＮ（窒化タンタル）等の微細線もしくは薄膜、サーミスタ等の微小感温素子による検出素子によって検知する。この温湿度センサ２１は、図２に示すように、第２枠体２ｂの上部に配設するが、枠体上であればこの位置に限定されるものではない。

電位センサ２２は、第２プロセスカートリッジ枠体２ｂに配置され、電位検知部と制御部とで構成されるが、電位センサ２２は被測定物の感光体３表面から１〜３ｍｍの間隔をおいて配設することで、感光体３の表面電位を検知することができる。この電位センサ２２を、図２に示すように、第１枠体２ａの上部で、帯電モジュール４と現像モジュール５の間であって、露光するレーザ光の下流側に配設する。この位置で、パッチ状のベタ黒部になる潜像を形成した感光体３の電位を検知し、検知した信号がハーネス（信号線）を通して画像形成装置１００本体に送信され、この制御部で現像モジュール５が印加する現像バイアスの大きさを決定し、電源を制御して電圧を印加する。この電位センサ２２は、位置に限定されるものではなく、白地背景部となる感光体３の電位を検知して、ベタ黒部を形成するレーザ光の光量、露光時間を制御してもよい。

トナー濃度検出センサ（以下、「Ｐセンサ」と記す。）２３は、第１プロセスカートリッジ枠体２ａに配置され、感光体３上の画像形成領域外に形成されたベタ黒部の潜像をトナーで可視像化し、このベタ黒部のトナー付着量を画像濃度として光学的に検知し、検知結果を信号として制御部へ送信する。Ｐセンサ２３は、図示しない発光素子（例えば、ＬＥＤ）と受光素子とで構成され、ベタ黒部からの反射した発光素子の光量を受光素子がとらえて感光体３上のトナー量を得る。この感光体３上のトナー量を検知して、制御部に記録されているテーブルから、現像モジュール５内に収容されている現像剤のトナー濃度を決定する。このＰセンサは、現像モジュール５の下流側に設ける。
このように感光体３に関係する各センサをカートリッジ枠体２ａ、２ｂに配置することにより、高価なセンサを無駄にすることなく、センサ手段の有効利用を図り、各プロセス手段の交換を個別に容易にすることができる。また、交換可能な各プロセス手段を安価にすることができる。

また、プロセスカートリッジ１の奥側には、感光体３、各プロセス手段および各センサから伸びるハーネスを接続するコネクタが集約されてコネクタ２ｄが形成され、画像形成装置１００本体側の電気回路と接続される。上述したセンサから伸びるハーネスは、第１と第２枠体２ａ、２ｂの回動軸２ｃの中心を経由してコネクタ２ｄに接続される。図３（ｂ）に示す実施例では、第２枠体２ｂにコネクタ２ｄが取り付けられているが、第１枠体２ａに取り付けてもよい。この構成により、プロセスカートリッジ枠体２の自由な回転移動を実現でき、感光体３および各プロセス手段の交換性を上げる。コネクタが集約されることで、スペースを削減でき、プロセスカートリッジの小型化が実現できる。
この他に、例えば、転写前除電装置２５、クリーニング前除電装置２６を配設しても良い。転写前除電２５は転写領域の上流側に、クリーニング前除電装置２６は転写領域から下流側でクリーニングモジュール６の上流側に設けて、感光体３上の電荷を減衰させることで、転写又はクリーニングしやすくする。特に、クリーニング前除電装置２６は感光体３上に転写されなかった残留トナーをクリーニングしやすくする。これらは発光手段としては、発光ダイオード（ＬＤ）、ＬＥＤ、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）、蛍光灯等を配設し、いずれも感光体３を露光して感光体３上の電荷を減衰させることができる。発光手段は、ＥＬ又はＬＤが好ましく、さらに、構造が簡単であり、ＥＬを用いることが一層好ましい。また、帯電装置の上流側に帯電前除電を設けても良い。感光体３の残留電位を消去して、感光体を一様に帯電させることができる。

図４は、感光体の構成を示す概略図である。
図５は、画像形成装置に組み込まれたプロセスカートリッジ奥側の状態を示す概略図である。図６は、画像形成装置に組み込まれたプロセスカートリッジ手前側の状態を示す概略図である。
感光体３は、図４に示すように、円筒状のアルミニウム基板３５上に感光層３６を設ける。円筒状の感光体３の場合には、円筒内部の両端にフランジ３１、３２を設けている。
プロセスカートリッジ奥側のフランジ３２は、図５に示すように、中心部に画像形成装置１００の本体に設けられる駆動軸１０１を通すための軸受３３が形成される。軸受３３の内面にはギア３４が形成されており、駆動軸１０１に設けるギア１０２と嵌合される。
また、プロセスカートリッジ１手前側のフランジ３１は、図６に示すように、中心部に嵌合部３７ｆが形成される。この嵌合部３７ｆは、感光体３のプロセスカートリッジ１への装着時に、プロセスカートリッジ枠体２ａに取り付けられた位置決め部２ｅに嵌合する。位置決め部２ｅは感光体３を押し返す方向に、スプリング（図示しない）により付勢されている。感光体３のプロセスカートリッジ１への装着は、フランジ３２の嵌合部３７ｒを位置決め部２ｅに押圧しつつ、プロセスカートリッジ枠体に装着することで行われ、取り外し時にはその逆である。なお、この感光体３は、プロセスカートリッジ枠体２の側板１１に設ける支持部１２に支持させるだけで、画像形成が行えるほど高精度には位置決めされてはいない。画像形成装置１００は、画像形成装置１００本体奥側板１１１ｒにプロセスカートリッジ１の枠体後側板１１ｒに設ける穴部１３に合わせた軸受１０３を備えている。この駆動軸１０１は、プロセスカートリッジ１の穴部１３に挿嵌させて、画像形成装置１００とプロセスカートリッジ１の位置決めをする。

さらに、この駆動軸１０１は、感光体３のフランジ３１における軸受３３に挿入すると共に、駆動軸１０１のギア１０２とフランジ３１に設けるギア３４に嵌合させる。この画像形成装置１００の本体に配設する駆動軸１０１を回転させると、駆動軸１０１のギア１０２が感光体３のギア３４を介して感光体３を回転させる。また、感光体３は、プロセスカートリッジ１の支持部１１に固定せず、支持させているだけで、画像形成装置１００本体に設ける駆動軸１０１を感光体３に挿嵌させることで、感光体３の位置決めをする。この画像形成装置１００本体に設けられる駆動軸１０１によって、さらに、プロセスカートリッジ１と感光体３との位置決めが同時に行われる。この構成のように、高精度に感光体３を駆動するためには、感光体３の回転軸を持たせることが有効だが、本実施例においては、駆動軸１０１を画像形成装置１００本体側に設け、プロセスカートリッジ１を貫通させつつ、位置決めすることにより、感光体３およびプロセスカートリッジ１を安価にすることができ、かつ高精度で回転駆動できる。

図７は、感光体の感光層の構造を示す概略図である。
感光体３の基板３５は、例えば、アルミニウム、銅、鉄等の金属またはこれらの金属の合金を押し出し、引き抜きなどの加工して円筒状の素管化後、切削、超仕上げ、研摩などの表面処理した円筒状ドラムに形成されている。
感光層３６の構造は、電荷発生物質を主成分とする層である電荷発生層３６ａと発生した電荷を感光体表面又は基板３５に輸送する電荷輸送層３６ｂで構成される。電荷発生層３６ａは、電荷発生物質を必要に応じて結着樹脂とともに適当な溶剤中にボールミル、アトライター、サンドミル、超音波などを用いて分散し、これを導電性支持体上に塗布し、乾燥することにより形成される。電荷発生層３６ａには、公知の電荷発生材料を使用することが可能であり、その代表として、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、キノン系縮合多環化合物、スクアリック酸系染料、フタロシアニン系顔料、ナフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩系染料等が挙げられ用いられる。中でもアゾ顔料及び／又はフタロシアニン顔料が有効に用いられる。

また、電荷輸送層３６ｂは、電荷輸送物質及び結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷発生層上に塗布、乾燥することにより形成できる。また、必要により可塑剤、レベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。電荷輸送物質としては、例えばクロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、正孔輸送物質としては、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメート及びその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物及びその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレンを挙げることができる。
また、感光層３６を保護するために、保護層３６ｃが感光層３６の上に設けられることもある。保護層３６ｃにはその他、耐摩耗性を向上する目的でフィラーを添加することもできる。特に、フィラーの硬度の点からは、この中でも無機材料を用いることが有利である。特に、シリカ、酸化チタン、アルミナが有効に使用できる。

図８（ａ）は、帯電モジュールの外観を示す概略図であり、図８（ｂ）はその側面を示す儀略図である。また、図９は、帯電モジュールの構成を示す概略図である。
帯電モジュール４は、図８及び図９に示すように、感光体３に対向して配設される帯電部材４２、帯電部材４２が振動するのを防止し、バネ材４３、帯電部材４２の汚れを除去する帯電クリーニングローラ４４、スペーサ部材４５、バネ支持部材４６、これらを収納するハウジング４１からなっている。帯電部材４２、帯電クリーニングローラ４４は、バネ支持部材４６に回転自在に軸支されている。バネ支持部材４６は、バネ材４３により、ハウジング４１から離間する方向（感光体のドラム軸に向かう方向）へ押圧され、ハウジング４１に形成された規制部材により移動を規制される。この構成により、帯電モジュール４のプロセスカートリッジ１への装着時、帯電部材４２は、スペーサ部材４５によって感光体３と適切な距離を保ち、かつ帯電部材４２が振動することを防止する。また、帯電モジュール４の取り外し時には、帯電モジュール４自体での取り扱いを可能とする。

また、図１０は、帯電モジュールをプロセスカートリッジに装着する状態を示す概略図である。
帯電モジュール４は、図１０に示すように、プロセスカートリッジ１の両側側板１１ｆ、１１ｒ（「ｆ」は前側、「ｒ」は奥側を表す。以下、同じ。）に設けられる帯電嵌合部１５ｆ、１５ｒに挿入し、嵌合させて位置決めを行い、第２プロセスカートリッジ枠体２ｂに固定される。

図１１は、帯電部材の構造を示す概略図である。この帯電モジュール４は、帯電部材４２は適宜な形態に構成できるが、ローラ状が好ましい。この帯電ローラ４２は、中心に金属製芯金による軸部４２ａ、その外側に中抵抗層４２ｃと最外層に表面層４２ｄとを有する本体部４２ｂからなる構造をしている。軸部４２ａは、例えば、直径が８〜２０ｍｍのステンレス、アルミニウムの高い剛性と導電性を有している金属製又は１×１０^３Ω・ｃｍ以下、好ましくは１×１０^２Ω・ｃｍ以下で高い剛性を有する導電性の樹脂等で構成される。中抵抗層４２ｃは、１×１０^５Ω・ｃｍ〜１×１０^９Ω・ｃｍの体積抵抗率で、１〜２ｍｍ程度の厚さにすることが好ましい。表面層４２ｄは、１×１０^６Ω・ｃｍ〜１×１０^１２Ω・ｃｍの体積抵抗率で、１０μｍ程度の厚さが好ましい。表面層４２ｄの体積抵抗率は、中抵抗層４２ｃの電気抵抗率より高くすることが好ましい。ここで、本体部４２ｂは、中抵抗層４２ｃと表面層４２ｄとの２層構造で示したが、特にこの構造に限定されるものではなく、単層でも３層であっても良い。

帯電ローラ４２と感光体３との間隙は、スペーサ部材４５により１００μｍ以下、特に、２０〜５０μｍの範囲にする。これにより、帯電モジュール４の作動時における異常画像の形成を抑えることができる。この間隙は、プロセスカートリッジ１と帯電装置４を嵌合する帯電嵌合部１５で調整しても良い。また、帯電ローラ４２は摩擦係数の低い樹脂による軸受に設けるバネ材４３により感光体３表面方向に押圧されている。これにより、機械的振動、芯金の偏位があっても一定の間隙を形成することができる。また、帯電モジュール４は、帯電ローラ４２の汚染を除去するための帯電クリーニングローラ４４を備える。帯電クリーニングローラ４４は、図１０に示すように、帯電モジュール４の図示しないハウジング４１の側板に設けられる軸受４７に嵌合され、回転可能に軸支される。この帯電クリーニングローラ４４は、帯電ローラ４２に当接して、外周面をクリーニングする。帯電ローラ４２の表面にトナー、紙粉、部材の破損物等の異物が付着すると異常放電するのを防止する。帯電クリーニングローラ４４は、樹脂繊維のブラシ状が好ましく、複数設けることができる。

図１２は、現像モジュールの外観を示す概略図である。
現像モジュール５は、図１に示すように、第１枠体２ａに装着されている。また、現像モジュール５は、感光体３に近接するように配置されている現像剤担持体である現像スリーブ５１、現像モジュールと別個に設けられる補給トナー容器からトナーが補給される補給口５８、補給されたトナーを混合・攪拌する混合スクリュー５５、混合した現像剤を現像スリーブに供給する供給ローラ５６などから構成され、感光体３への現像剤の供給を可能とする。
また、図１３は、現像モジュールの他の例を示しており、その構造を示す断面図である。現像モジュール５内には、補給トナーを収納するトナーホッパー５２、トナーホッパーから現像剤収納部５３にトナーを補給する補給ローラー５４、補給されたトナーを磁性キャリアと混合・攪拌する混合スクリュー５５、混合された現像剤を現像スリーブに供給する供給ローラ５６、現像スリ−ブ５１に供給された現像剤の量を規制する規制部材５７が配置されている。
現像スリーブでは、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体を円筒形に形成してなる現像スリーブが回転駆動機構によって回転するようになっている。現像剤の搬送方向における現像領域の上流側部分に配置されている規制部材５７によって、現像剤チェーン穂の穂高さ、即ち、現像スリーブ５１上の現像剤量を規制する。この規制部材５７と現像スリーブ５１との現像領域における間隔は、高品位の画像を得るために精確に位置決めされている。

図１４及び図１５は、現像モジュールを装着する状態を示す概略図である。
現像モジュール５は、図１４及び図１５に示すように、第１枠体２ａの設けるガイド溝２ｅに沿って装着して、一旦保持させてから、現像手段面板である位置決め部材７１の穴部７１ｂにより現像スリーブと同軸の第２突起状（Ｄ型）ガイド５９ｂ、穴部７１ｄにより感光体ドラムの軸部を貫通させ、位置決めの主基準とする。また、同時に現像モジュール５の第１突起状ガイド５９ａが第１枠体２ａのガイド部２ｆへ、第１枠体２ａの突起状ガイド２８を位置決め部材７１の第３穴状ガイド７１ｃに挿通することで従基準を決める。
位置決め部材７１による位置決め後、スリーブ角度決定部材７２（固定部材からネーミング変更しました）は、Ｄ型穴部７１ｅを第２突起状（Ｄ型）ガイド５９ｂに挿入した後、磁力線方向を感光体ドラム軸方向に合わせて穴部７１ｅで第１枠体２ａと固定する。このようにして、現像モジュール５をプロセスカートリッジに簡単に高精度に位置決めすることができる。
これと逆に、スリーブ角度決定部材７２、現像位置決め部材７１をはずすことで、現像モジュール５をプロセスカートリッジから容易に分離することができる。
本発明の現像モジュールに関しては、乾式ニ成分現像剤を使用する現像モジュールで説明したが、乾式ニ成分現像剤であってリサイクルトナーを使用する現像モジュールであっても、一成分磁性現像剤、一成分非磁性現像剤を使用する現像モジュールでもよい。
また、本発明の現像モジュール５は、トナーを補給する補給口５８を設けることができる。本発明のプロセスカートリッジ１は、シール、蓋等により補給口５８が封止されて出荷され、最初の使用時に開封されるものである。開封後は、使用されてトナーが空になったプロセスカートリッジ１は、トナーを再充填することで、再度使用することができる。また、プロセスカートリッジ１は、トナーを収納する収納部５３に新たに補給されたトナーを収納することができる。このトナーは、再度充填されたトナーであってもよいし、回収されて再利用されるトナーであってもよい。このときに、画像形成装置本体に補給用のトナーを収納する図示しない収納部を設けておいてもよい。また、この収納部がプロセスカートリッジ１に設けられていてもよい。これらの場合、トナーを現像モジュール５に補給し、最重点することで、現像モジュール５自体を交換することなく、繰り返し使用することができる。

図１６、クリーニングモジュールの構成を示す概略断面図である。
クリーニングモジュール６は、図１６に示すように、クリーニング機構６ａと塗布機構６ｂからなっている。クリーニング機構６ａは、図１６に示すように、感光体３表面上の残留トナーを除去するクリーニングブレード６１、クリーニングブレード６１を感光体に付勢する支持部材６２、残留トナーの帯電量を制御するバイアスローラ６４、クリーニングブレードに付着したトナーを回収する回収ローラ６６、バイアスローラに付着した残留トナーを掻き取るフリッカー６３ａ、回収ローラに付着した残留トナーを掃き取るフリッカー６３ｂとからなり、感光体３のクリーニングを行う。クリーニングブレード６１でクリーニングされた残留トナー、フリッカー６３により掃き落とされた残留トナーは、自重により下方に落ち、枠体の回転軸２ｃに同軸に形成された搬送オーガ６５によりプロセスカートリッジ１の外部に搬送し、廃トナー収納部に溜める。

塗布機構６ｂは、潤滑剤成型体６７と、潤滑剤成型体６７に接触して潤滑剤を削り取り感光体５の表面に供給する塗布ローラ６６とで構成されている。ここでは、塗布ローラ６６は、上述した回収ローラ６６を兼ねている（以下、「回収・塗布ローラ」と記す。）。この他に、図示しないが、潤滑剤成型体６７を回収・塗布ローラ６６に所定の圧力で押圧する加圧スプリングとを設けても良い。潤滑剤成型体６７は直方体状に形成され、クリーニングモジュール６に保持され、加圧スプリングで押圧して回収・塗布ローラ６６に接触させている。これによって、回収・塗布ローラ６６はクリーニングブレード上に溜まった残留トナーの回収と、潤滑剤塗布を同時に行う。なお、ここでは潤滑剤の塗布機構６ｂは、クリーニングモジュール６内に設けられているが、クリーニング機構６ａと別体にして、クリーニング機構６ｂとは無関係に、独立して個別に交換可能なモジュール化してもよい。回収・塗布ローラ６６は感光体３の軸方向に延びる形状を有している。加圧スプリングは、潤滑剤成型体６７をほぼ全てを使い切れるように、回収・塗布ローラ６６に対して付勢されている。潤滑剤成型体６７は消耗品であるため経時的にその厚みが減少するが、加圧スプリングで加圧されているために常時回収・塗布ローラ６６に当接させることで潤滑剤を掻き取り、その後感光体３に供給・塗布する。潤滑剤成型体６７の潤滑剤としては、例えば、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、リノレン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩類や、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリトリフルオロクロルエチレン、ジクロロジフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−オキサフルオロポロピレン共重合体等のフッ素系樹脂が挙げられる。特に、感光体５の摩擦を低減する効果の大きいステアリン酸金属塩、さらにはステアリン酸亜鉛が一層好ましい。

図１７は、クリーニングモジュールを装着している状態を示す概略図である。
クリーニングモジュール６は、他のプロセス手段とは別個に独立してプロセスカートリッジ１の横方向から装着及び取り外しが可能である。クリーニングモジュール６をプロセスカートリッジ１に係合させ、クリーニングモジュール６が備える第１及び第２の突起状ガイドに対して、第２枠体２ｂに設ける第１及び第２穴部２５ａ、２５ｂを通すことができる筒状ガイド７３ａを有するクリーニング位置決め部材７３で固定して装着する。ここで、クリーニングモジュール６は、第２枠体２ｂにクリーニング位置決め部材７３で固定される際に、クリーニングブレード６１等の感光体３に当接する当接条件を調整する。さらに、搬送オーガ６５を枠体係合部２ｃに挿入し、固定するようにしてもよい。
図１８は、プロセスカートリッジ第２枠体２ｂを回転させて、クリーニングモジュールを開放した状態を示す概略図である。図示されるように、クリーニングモジュール６を回動して開放することができる。クリーニングモジュール６は、クリーニングブレード６１を含んで構成されているが、クリーニングブレード６１を保持する支持部材６２など、まだ使用できるものも交換されてしまい、無駄が生じてしまう。それを回避するために、クリーニングモジュール６では、クリーンングブレード６１および支持部材６２を、ブレードは枠体２ｂ側板にブレード位置決め部材７６で固定されている。枠体２ｂが開放されていることから、このブレード位置決め部材７６を外すことで、クリーニングブレード６１のみを容易に交換することができる。とくに、クリーニングブレード６１の摩耗はクリーニング性能に多きく影響するために、画像形成装置１００の長期のクリーニング性能を容易に確保することができる。
ここで、クリーニング位置決め部材７５を外すことで、クリーニングモジュール６に設けられている、回転して摩耗しやすい部材、例えば、バイアスローラ６４、回収・塗布ローラ６６をそれぞれ単独に交換することができる。また、潤滑剤成型体６７もクリーニング位置決め部材７５を外すことで、容易に外し、補給することができる。これによって、クリーニングモジュール６全体を交換しなくとも、クリーニングモジュール６の回収・塗布ローラ６６等の交換を容易にする。

図１９は、クリーニング手段の内、同一寿命の複数の部品から構成された筐体（以下「クリーニングサブモジュール」と記す。）を図１６、１７に示すクリーニングモジュールとは異なる実施形態で枠体２ｂに支持するクリーニングサブモジュールの構成概略図である。
クリーニングサブモジュール６ｃは、バイアスローラ６４、回収・塗布ローラ６６、潤滑剤成型体６７等の部材を一つの交換単位とすることで、クリーニングモジュール６の部材交換を容易にすることができる。ここでは、図１９に示すように、残留トナーの帯電量を制御するバイアスローラ６４、潤滑剤の回収・塗布ローラ６６、潤滑剤成型体６７、回収ローラとバイアスローラとに付着した残留トナーを掃き取る図示しない第１、第２フリッカー等の交換頻度の高い部材をクリーニングサブモジュール６ｃとして一体にして、クリーニングモジュール６とは別個に、モジュール化することで独立に交換することができる。
図２０は、プロセスカートリッジ第２枠体２ｂを回転させて、クリーニングサブモジュール６ｃを開放した状態を示す概略図である。
これによって、クリーニングサブモジュール６ｃを容易に交換することができる。クリーニングサブモジュール６ｃの固定は、クリーニング位置決め部材７５に植立された２本のピンを第２枠体２ｂに挿通させて行われる。枠体２ｂを９０°回転させて、クリーニングサブモジュール６ｃを上に向かせてから、クリーニング位置決め部材７５を外すことでクリーニングサブモジュール６ｃを取り外すことができる。

本発明のプロセスカートリッジ１は、装着された感光体３、帯電モジュール４、現像モジュール５、クリーニングモジュール６のいずれも取り外して分離し、交換することができる。また、特に、帯電モジュール４、現像モジュール５、クリーニングモジュール６、クリーニングサブモジュール６ｃのいずれもが、他のモジュールとは独立して取り外し・装着を行うことができる。
帯電モジュール４は、プロセスカートリッジ１の帯電嵌合部１５から上方に引き出すことで取り外すことができる。現像モジュール５は、図１０からわかるように、スリーブ角度位置決め部材７２を外し、さらに、現像位置決め部材７１を外すことで、現像モジュール５が枠体２から開放して取り外すことができる。クリーニングモジュール６は、クリーニング位置決め部材７３を外すことにより横方向に、取り外すことができる。

クリーニングモジュール６においては、図１８及び２０に示すように、枠体位置決め部材７４を外すことによって、枠体２ｂを約９０°回転して、内部を開放することができる。クリーニングブレード６１は感光体３に当接してトナーをクリーニングすると、先端が摩耗して交換しなければならない。また、潤滑剤成型体６７も感光体３に塗布することで消耗するために、潤滑剤成型体６７を交換しなければならない。そこで、枠体２ｂの開放位置において、クリーニングブレード６１、回収・塗布ローラ６６を個々に交換を容易にすることができ、また、クリーニングサブモジュール６ｃ内の摩耗・消耗しやすい回収・塗布ローラ６６、潤滑剤成型体６７を一体化して取り外すことができる。

図２１及び図２２は、プロセスカートリッジから感光体を取り外して分離するときの状態を示す概略図である。また、感光体３は、以下のように分離することができる。図２１に示すように、第２枠体２ｂを固定している位置決め部材７４を外し、枠体２ｂの係合部２ｃで回転させてプロセスカートリッジ１の上部を開放する。さらに、図２２に示すように、プロセスカートリッジ１の枠体２の支持部１３に支持されているだけで、固定されていない感光体３は、プロセスカートリッジ枠体２の位置決め部７５側に押し付けつつ上方に引き出すことで、容易に分離することができる。

図２３は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。ここでは、電子写真方式の画像形成装置１００に適用した一実施形態について説明する。画像形成装置１００は、４個のプロセスカートリッジ１を感光体３の移動方向に並列させて、カラー画像を形成する画像形成装置（以下、「タンデム型」と記す。）１００である。また、転写装置１０６における搬送ベルト１０６ａは、４つの支持ローラ１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄ、１０６ｅに張架されて無端移動する構成となっている。この搬送ベルト１０６ａ上に搬送される転写紙に、４色のトナーを用いるプロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像が静電転写方式により互いに重なり合うように転写される。静電転写方式には、転写ローラ１０６ｆを用いた構成を採用している。具体的には、各プロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋと接触する搬送ベルト１０６ａの部分の裏面に、それぞれ転写装置１０６としての各転写ローラ１０６ｆＹ、１０６ｆＣ、１０６ｆＭ、１０６ｆＫを配置している。ここでは、転写ローラ１０６ｆにより押圧された搬送ベルト１０６ａの部分と感光体３とによって、転写領域が形成される。そして、各プロセスカートリッジ１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像を搬送ベルト１０６ａ上の転写紙に転写する際には、転写ローラ１０６ｅに正極性のバイアスが印加される。これにより、各一次転写する領域には転写電界が形成され、各プロセスカートリッジ１の感光体３上のトナー像は、所定のタイミングで送り込まれるようになっている転写紙上に静電的に付着し、転写される。搬送ベルト１０６ａの周りには、その表面に残留したトナーを除去するためのベルトクリーニング装置を設けてもよい。
この転写紙は、給紙カセット１０９内に収容されており、ピックアップローラ１０９ａ等によってレジストローラ対１０９ｂまで搬送される。そして、搬送ベルト１０６ａ上の転写紙に重ね合わされたトナー像は、定着装置１０８に搬送されて、熱及び圧力で定着されて、排紙ローラ１２０によって、画像形成装置１００外に排紙され、排紙トレイ１２５に載置される。
また、本発明のプロセスカートリッジ１は、トナーを補給することができる。プロセスカートリッジ１は、シール、蓋等により補給口５８が封止されて出荷され、最初の使用時に開封されるものである。通常は、使用されてトナーが空になったプロセスカートリッジ１は交換されるが、本発明の画像形成装置１００が備えるプロセスカートリッジ１はトナーを再充填することで、再度使用することができる。また、プロセスカートリッジ１は、トナーを収納する収納部５３に新たに補給されたトナーを収納することができる。このトナーは、再度充填されたトナーであってもよいし、回収されて再利用されるトナーであってもよい。このときに、画像形成装置１００本体に補給用のトナーを収納する図示しない収納部を設けておいてもよい。また、この収納部がプロセスカートリッジ１に設けられていてもよい。これらの場合、トナーを現像モジュール５に補給し、最重点することで、現像モジュール５自体を交換することなく、繰り返し使用することができる。

このときに、本発明の画像形成装置１００では、平均円形度が０．９３以上のトナーを用いることが好ましい。この円形度は、乾式粉砕で製造されるトナーでは、熱的又は機械的に球形化処理する。熱的には、例えば、アトマイザーなどに熱気流とともにトナー粒子を噴霧することで球形化処理を行うことができる。また、機械的にはボールミル等の混合機に比重の軽いガラス等の混合媒体とともに投入して攪拌することで、球形化処理することができる。ただし、熱的球形化処理では凝集し粒径の大きいトナー粒子又は機械的球形化処理では微粉が発生するために再度の分級工程が必要になる。また、水系溶媒中で製造されるトナーでは、溶媒を除去する工程で強い攪拌を与えることで、形状を制御することができる。

円形度は、円形度ＳＲ＝（粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長／粒子投影像の周囲長）×１００％で定義され、トナーが真球に近いほど１００％に近い値となる。円形度の高いトナーは、キャリア又は現像スリーブ５ａ上において電気力線の影響を受けやすく、静電潜像の電気力線に沿って忠実に現像される。微小な潜像ドットを再現する際には緻密で均一なトナー配置をとりやすいために細線再現性が高くなる。また、円形度の高いトナーは、その表面は滑らかで適度な流動性をもつために電気力線の影響を受けやすく電気力線に沿って忠実に転移しやすいために転写率が高くなり、高品位の画像を得ることができる。さらに、中間転写ベルト６ａが感光体３に押圧された場合でも、円形度の高いトナーは均一に中間転写ベルト６ａに接触し、トナーの接触面積が一様になることで転写率の向上に寄与する。しかし、トナーの平均円形度が０．９３未満では、忠実な現像、転写率の高い転写ができなくなる。これは、トナーが不定形では、トナー表面の帯電が不均一であり、また、重心と帯電の中心がずれるために電界に対して忠実な移動が困難になるためである。

ここで、本発明の画像形成装置１００の画像形成動作について、１つのプロセスカートリッジ１によって説明する。画像形成動作開始によって、初めに帯電モジュール４で感光体３上に負極性に一様に帯電される。次に、露光装置１０４は、画像データに基づいて感光体３の表面にレーザ光を走査しながら照射して、潜像を形成する。この潜像を、現像モジュール５で、トナー像を形成する。このときに、トナー像が形成された感光体３が回転して転写領域に入り、同時期に移動してきた中間転写ベルト１０６ａ上に転写領域で転写ローラ１０６ｂからのバイアスによって、感光体３から中間転写ベルト１０６ａにトナー像が転写される。転写領域では、感光体３上で現像されたトナー像は、転写電界やニップ圧の作用を受ける。感光体３に複数のカラートナーのあるタンデム型では、この転写が複数回繰り返されることで、中間転写ベルト１０６ａ上にカラートナー像が形成される。その後、給紙ユニット１０９からピックアップローラ１０９ａで、給紙が開始された転写紙は、レジストローラ１０９ｂまで搬送されて、中間転写ベルトとのタイミングを同期して２次転写領域に搬送される。２次転写領域では、２次転写ローラ１０６ｆのバイアスによって、トナー像が中間転写ベルト１０６ａから転写紙に転写される。その後、定着装置で、トナーが溶融・固着されて転写紙上に定着され、排紙ローラ１０１によって画像形成装置１００外の排紙トレイに積載される。

また、感光体３上に画像が形成された後、潤滑剤の塗布機構６ｂは、回収・塗布ローラ６６で潤滑剤成型体６７から潤滑剤であるステアリン酸亜鉛を掻き取ってローラに付着させ、これを感光体３表面に摺擦させて塗布する。次に、感光体３に当接しているクリーニングブレード６１で潤滑剤が押圧されて薄い膜を形成する。この潤滑剤の薄層を形成することで感光体３上のトナーはクリーニングされやすくなり、円形度の高い残留トナーであってもクリーニングすることができる。

さらに、この潤滑剤が塗布された感光体３は、クリーニングモジュール６のクリーニングブレード６１で感光体３上に押圧されて薄膜を形成する。この薄膜が感光体３の摩擦係数を低下させる。このとき、感光体３の摩擦係数μを、０．４以下にすることが好ましい。摩擦係数μは、潤滑剤成型体６７に対する加圧スプリングの強度による圧力、回収・塗布ローラ６６のブラシ密度、ブラシの直径、ローラの回転数、回転方向等の塗布機構６ｂの設定条件で制御することができる。
感光体３の摩擦係数を０．４以下にすることで、クリーニングブレード６１との摩擦が大きくなるのを抑え、クリーニングブレード６１の変形又はめくれを抑えて、トナーがクリーニングブレード６１をすり抜けるのを防止して、クリーニング不良の発生を抑制することができる。さらに、０．４以下、さらに０．３以下が一層好ましい。感光体３の摩擦係数は、画像形成装置１００に配設される他の装置の影響を受けるために、画像形成直後の摩擦係数の値から変化する。しかし、Ａ４版記録紙で１，０００枚程度の画像形成により摩擦係数の値はほぼ一定の値となる。したがって、ここにいう摩擦係数とは、この定常状態における一定になったときの摩擦係数をいう。

また、トナーの体積平均粒径Ｄｖは、小さい方が細線再現性を向上させることができるために、大きくとも８μｍ以下のトナーを用いる。しかし、粒径が小さくなると現像性、クリーニング性が低下するために、小さくとも３μｍ以上が好ましい。さらに、３μｍ未満では、キャリア又は現像ローラ５ａの表面に現像されにくい微小粒径のトナーが多くなるために、その他のトナーにおけるキャリアまたは現像ローラとの接触・摩擦が不十分となり逆帯電性トナーが多くなり地かぶり等の異常画像を形成するため好ましくない。
また、体積平均粒径Ｄｖと数平均粒径Ｄｎとの比（Ｄｖ／Ｄｎ）で表される粒径分布は、１．０５〜１．４０の範囲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、トナー帯電量分布が均一にすることができる。Ｄｖ／Ｄｎが１．４０を越えると、トナーの帯電量分布も広く、逆帯電トナーが多くなるために高品位な画像を得るのが困難になる。Ｄｖ／Ｄｎが１．０５未満では、製造が困難であり、実用的ではない。トナーの粒径は、コールターカウンターマルチサイザー（コールター社製）を用いて、測定するトナーの粒径に対応させて測定用穴の大きさが５０μｍのアパーチャーを選択して用い、５０，０００個の粒子の粒径の平均を測定することで得られる。

また、トナーは、円形度のうち形状係数ＳＦ−１が１００以上１８０以下の範囲にあり、形状係数ＳＦ−２が１００以上１８０以下の範囲にあることが好ましい。図２４は、トナーの形状を模式的に表した図であり、図２４（ａ）は形状係数ＳＦ−１、図２４（ｂ）は形状係数ＳＦ−２を説明するための図である。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、トナーとの接触が点接触になるために、トナー同士の吸着力が弱くなり、その結果流動性が高くなり、また、トナーと感光体３との吸着力が弱くなって、転写率が高くなり、感光体３上の残留トナーをクリーニングしやすくなる。
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、形状が不定型になり、トナーの帯電量分布が広くなり、現像が潜像に対して忠実でなくなり、また、転写でも転写電界に忠実でなくなり画像品位が低下する。さらに、転写率が低下して転写残トナーが多くなり、大きいクリーニングモジュール６が必要になり画像形成装置１００の設計上不利になる。このために、ＳＦ−１は１８０を越えない方が好ましく、ＳＦ−２は１８０を越えない方が好ましい。

さらに、この画像形成装置１００に用いるトナーは、略球形であってもよい。図２５は、トナーの外形形状を示す概略図であり、図２５（ａ）はトナーの外観であり、図２５（ｂ）はトナーの断面図である。図２５（ａ）では、Ｘ軸がトナーの最も長い軸の長軸ｒ１を、Ｙ軸が次に長い軸の短軸ｒ２を、Ｚ軸に最も短い軸の厚さｒ３を表し、長軸ｒ１≧短軸ｒ２≧厚さｒ３の関係を有している。
このトナーは、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５〜１．０で、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７〜１．０で表される略球形の形状を有している。長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．５未満では、不定形状に近づくために帯電量分布が広くなる。
厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．７未満では、不定形状に近づくために帯電量分布が広くなる。特に、厚さと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が１．０では、略球形の形状になるために、帯電量分布が狭くなる。
なお、これまでのトナーの大きさは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で、視野の
角度を変え、その場観察しながら測定した。
トナーの形状は、製造方法により制御することができる。例えば、乾式粉砕法によるトナーは、トナー表面も凸凹で、トナー形状が一定しない不定形になっている。この乾式粉砕法トナーであっても、機械的又は熱的処理を加えることで真球に近いトナーにすることができる。懸濁重合法、乳化重合法により液滴を形成してトナーを製造する方法によるトナーは、表面が滑らかで、真球形に近い形状になることが多い。また、溶媒中の反応途中で攪拌して剪断力を加えることで楕円にすることができる。

また、このような略球形の形状のトナーとしては、窒素原子を含む官能基を有するポリエステルプレポリマー、ポリエステル、着色剤、離型剤を含むトナー組成物を水系媒体中で樹脂微粒子の存在下で架橋及び／又は伸長反応させるトナーが好ましい。
以下に、トナーの構成材料及び好適な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。
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、耐オフセット性が悪化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悪化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。

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悪化する。

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１００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良い。
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。

なお、ここで、着色剤、帯電制御剤、離型剤等は、既存の物質を用いることができる。

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１〜３００重量部、好ましくは１〜１００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、帯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。
外添剤、潤滑剤を添加して現像剤を調製する際には、これらを同時に又は別々に添加して混合してもよい。外添剤等の混合は一般の粉体の混合機が用いられるがジャケット等装備して、内部の温度を調節できることが好ましい。使用できる混合設備の例としては、Ｖ型混合機、ロッキングミキサー、レーディゲミキサー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサーなどが挙げられる。混合条件である回転数、転動速度、時間、温度などを変化させて、外添剤の埋め込み、潤滑剤のトナー表面の薄膜形成を防止することが好ましい。
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。

流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤としては、無機微粒子を好ましく用いることができる。特に、疎水性シリカおよびまたは疎水性酸化チタンが好ましい。この無機微粒子の一次粒子径は、５μｍ〜２μｍであることが好ましく、特に５μｍ〜５００μｍ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０．０１〜５重量％であることが好ましく、特に０．０１〜２．０重量％であることが好ましい。
その他の無機微粒子の具体例としては、例えば、アルミナ、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。この他 高分子系微粒子たとえばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。
このような流動化剤は表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止することができる。例えばシランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが好ましい表面処理剤として挙げられる。

本発明のトナーは、磁性キャリアと混合して二成分現像剤として用いることができる。この場合、現像剤中のキャリアとトナーとのトナー濃度は、キャリア１００重量部に対してトナー１〜１０重量部が好ましい。また、本発明のトナーはキャリアを使用しない一成分系の磁性トナー又は非磁性トナーとしても用いることができる。

本発明の一実施形態であるプロセスカートリッジの構造を示す概略図である。 本発明の一実施形態であるプロセスカートリッジの構造を示す概略断面図である。 プロセスカートリッジ枠体の構造を示す概略図であり、図３（ａ）は、画像形成装置手前側から見た図であり、図３（ｂ）は、画像形成装置奥側から見た図である。 感光体の構成を示す概略図である。 画像形成装置に組み込まれたプロセスカートリッジ奥側の状態を示す概略図である。 画像形成装置に組み込まれたプロセスカートリッジ手前側の状態を示す概略図である。 感光体の感光層の構造を示す概略図である。 （ａ）は、帯電モジュールの外観を示す概略図であり、（ｂ）はその側面を示す儀略図である。 帯電モジュールの構成を模式的に示す概略図である。 帯電モジュールをプロセスカートリッジに装着する状態を示す概略図である。 帯電部材の構造を示す概略図である。 現像モジュールの外観を示す概略図である。 現像モジュールの他の例を示しており、その構造を示す断面図である。 現像モジュール５を装着する状態を示す概略図である。 現像モジュール５を装着する状態を示す概略図である。 クリーニングモジュールの構成を示す概略断面図である。 クリーニングモジュールを装着している状態を示す概略図である。 プロセスカートリッジ第２枠体を回転させて、クリーニングモジュールを開放した状態を示す概略図である。 クリーニングサブモジュールの構成を示す概略図である。 プロセスカートリッジ第２枠体を回転させて、クリーニングサブモジュールを開放した状態を示す概略図である。 プロセスカートリッジから感光体を取り外して分離するときの状態を示す概略図である。 プロセスカートリッジから感光体を取り外して分離するときの状態を示す概略図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。 トナーの形状を模式的に表した図であり、（ａ）は形状係数ＳＦ−１、（ｂ）は形状係数ＳＦ−２を説明するための図である。 トナーの外形形状を示す概略図であり、（ａ）はトナーの外観であり、（ｂ）はトナーの断面図である。

符号の説明

１ プロセスカートリッジ
１１ 側板
１２ 支持部
１３ 穴部
１５ 帯電嵌合部
２ プロセスカートリッジ枠体
２ａ 第１のプロセスカートリッジ枠体
２ｂ 第２のプロセスカートリッジ枠体
２ｃ 係合部
２ｄ コネクタ
２ｅ ガイド部
２１ 温湿度センサ
２２ 電位センサ
２３ トナー濃度センサ
２５ 転写前除電装置
２６ クリーニング前除電装置
３ 感光体
３１、３２ フランジ
３３ 軸受
３４ ギア
３５ 基板
３６ 感光層
３６ａ 電荷発生層
３６ｂ 電荷輸送層
３６ｃ 保護層
３７ 嵌合部
４ 帯電モジュール
４１ ハウジング
４２ 帯電ローラ
４２ａ 基体
４２ｂ 本体部
４２ｃ 中抵抗層
４２ｄ 表面層
４３ バネ材
４４ 帯電クリーニングローラ
４５ スペーサ部材
４６ バネ支持部材
５ 現像モジュール
５１ 現像スリーブ
５２ トナーホッパー
５３ 現像剤収納部
５４ 補給ローラ
５５ 混合スクリュー
５６ 供給ローラ
５７ 規制部材
５８ トナー補給口
５９ ガイド
６ クリーニングモジュール
６ａ クリーニング機構
６ｂ 塗布機構
６ｃ クリーニングサブモジュール
６１ クリーニングブレード
６２ 支持部材
６４ バイアスローラ
６５ 搬送オーガ
６６ 塗布ローラ
６７ 潤滑剤成型体
６８ａ 第１の突起状ガイド
６８ｂ 第１の突起状ガイド
７１ 現像位置決め部材
７２ スリーブ角度位置決め部材
７３ クリーニング位置決め部材
７４ 枠体位置決め部材
７５ プロセスカートリッジ位置決め部材
７６ ブレード位置決め部材
１００ 画像形成装置
１０１ 駆動軸
１０２ 駆動ギア
１１１ 側板
１１２、１１３、１１４ 軸受
１０４ 露光装置
１０６ 転写装置
１０６ａ 中間転写ベルト
１０６ｂ １次転写ローラ
１０６ｃ、１０６ｄ 支持ローラ
１０６ｆ ２転写ローラ
１０６ｇ 搬送ベルト
１０８ 定着装置
１０８ａ 加熱ローラ
１０８ｂ 加圧ローラ
１０９ 給紙ユニット
１０９ａ ピックアップローラ
１０９ｂ レジストローラ
１１０ 排紙ローラ

Claims (25)

1. 潜像担持体と少なくとも１以上のプロセス手段とを一体にし、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
   前記潜像担持体の情報を取得するセンサ手段と、潜像担持体とプロセス手段を支持するプロセスカートリッジ枠体とを備え、
   プロセスカートリッジ枠体は第１の枠体と第２の枠体とからなり、前記センサ手段は、前記第１の枠体及び第２の枠体のそれぞれに配設され、
   両枠体は回動自在に軸支され、
   第１の枠体と第２の枠体のいずれか一方には、画像形成装置本体と電気的に接続されるコネクタを設け、
   前記センサ手段から前記コネクタへ接続されるハーネスは、両枠体の回動軸中心を経由して、前記コネクタに接続される
   ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 請求項１に記載のプロセスカートリッジにおいて、
   前記潜像担持体又は選択される少なくとも１のプロセス手段は、他のプロセス手段が取り外されることなく交換可能である
   ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
3. 請求項１または２に記載のプロセスカートリッジにおいて、
   前記潜像担持体またはプロセス手段の交換は、プロセスカートリッジが取り外される後に行われる
   ことを特徴とする載のプロセスカートリッジ。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、
   前記潜像担持体は、プロセス手段を取り外すことなく、プロセスカートリッジ枠体から取り外される
   ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、
   前記プロセス手段は、クリーニング手段であって、
   潜像担持体は、クリーニング手段を回転させた後、プロセスカートリッジ枠体から取り外される
   ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、
   前記プロセス手段は、クリーニング手段であって、
   クリーニング手段は、両側に設けるクリーニング手段の位置決め部材でプロセスカートリッジ枠体に固定される
   ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
7. 請求１ないし６のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、
   前記プロセス手段は、クリーニング手段であって、
   クリーニング手段は、塗布ローラと潤滑剤成型体とを備える塗布機構を有し、
   塗布機構で潜像担持体に潤滑剤が塗布される
   ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
8. 請求項７に記載の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、クリーニングブレード、潤滑剤成型体が交換可能である
   ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
9. 請求項１ないし３のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、
   前記プロセス手段は、帯電手段であって、
   帯電手段は、プロセスカートリッジ枠体の凹部に挿嵌される
   ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
10. 請求項１ないし３のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、
    前記プロセス手段は、現像手段であって、
    現像手段は、両側に設ける現像手段位置決め部材でプロセスカートリッジ枠体に固定される
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
11. 請求項１０に記載のプロセスカートリッジにおいて、
    前記現像手段は、現像手段位置決め部材でプロセスカートリッジ枠体の駆動軸受穴と現像手段に配設される現像基準軸とが固定される
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
12. 請求項１ないし１１のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、
    前記潜像担持体は、画像形成装置本体に配設される駆動軸が挿入される
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
13. 請求項１２に記載の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、画像形成装置本体に配設される駆動軸が、プロセスカートリッジ枠体に設けられる駆動軸受穴に挿入される
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
14. 請求項１ないし１３のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、
    プロセスカートリッジの枠体が、除電手段を備える
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
15. 請求項１４に記載のプロセスカートリッジにおいて、
    前記除電手段が、ＥＬである
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
16. 請求項１ないし１５のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、
    前記センサ手段が、潜像担持体の電位センサ、潜像担持体上のトナー量を検知する濃度センサ、プロセスカートリッジ内の温湿度を検知する温湿度センサである
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
17. 請求項１ないし１６のいずれかに記載の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、電気配線を、プロセスカートリッジの１カ所から外部に接続させる
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
18. 請求項１ないし１７のいずれか記載のプロセスカートリッジにおいて、
    前記現像手段は、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
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
19. 請求項１８に記載のプロセスカートリッジにおいて、
    前記トナーは、重量平均粒径と個数平均粒径との比が、１．０５ないし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。
20. 請求項１８又は１９に記載のプロセスカートリッジにおいて、
    前記トナーは、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
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
21. 請求項１７ないし２０のいずれかに記載のプロセスカートリッジにおいて、
    前記トナーは、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により製造される
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
22. 請求項１ないし２１のいずれかに記載の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、トナー又は新たに補給されたトナーを収納する収納部を備える
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
23. 請求項１ないし２２のいずれかに記載の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、トナーを補給して再使用することができる
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
24. 請求項２３に記載の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、補給されたトナーを収納する収納部を備える
    ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
25. 潜像担持体上に形成された静電潜像をトナーで可視化する画像形成装置であって、潜像担持体とプロセス手段とを一体にして着脱可能なプロセスカートリッジを備える画像形成装置において、
    前記プロセスカートリッジは、請求項１ないし２４のいずれかに記載のプロセスカートリッジである
    ことを特徴とする画像形成装置。

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