JP4151585B2

JP4151585B2 - 画像形成装置及び画像形成方法

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Publication number: JP4151585B2
Application number: JP2004044366A
Authority: JP
Inventors: 奥士奥山; 裕文早田
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2004-02-20
Filing date: 2004-02-20
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2024-02-20
Also published as: JP2005234282A

Description

本発明は、複写機、プリンタ等に用いられる電子写真方式の画像形成装置及び画像形成方法に関するものである。

近年、電子写真方式の画像形成装置に用いられる像担持体としては、可視光から赤外光まで各種露光光源に対応した材料が開発し易いこと、環境汚染のない材料を選択できること、製造コストが安いこと等が他の感光体に対して有利であることから、有機光導電性物質を含有する有機感光体（以下、単に感光体ともいう。）が最も広く用いられている。

一方、電子写真方式の画像形成装置は、近年のデジタル技術の進展により、デジタル方式の画像形成装置が主流と成ってきており、デジタル方式の画像形成装置においては、１画素単位の小さなドット画像を顕像化することを基本としており、これらの小さなドット画像を忠実に再現する高画質化の技術が要求されている。

このような高画質化の技術の１つとして、トナーの微細化技術があり、例えば、重合トナー等を用いた電子写真用の現像剤が提案されている（特許文献１）。

重合トナーは原料モノマーを水系で均一に分散した後に重合させトナーを製造することから、トナーの粒度分布、および形状が均一で小粒径のトナーが得られ、このようなトナーを用いた現像剤を用いると原画像を忠実に再現しやすくなるので、前述のデジタル方式の画像形成装置に多用されるようになってきた。

しかし、重合トナーを有機感光体を用いた画像形成装置に採用するとき新たな技術課題が発生している。すなわち、重合トナーは前述のように、トナー形状がモノマーの重合過程等で形成されるため、ほぼ球形の形状で作製され、一般に、粉砕トナー（粒径１０μｍ程度）よりも小粒径であるため、画像形成装置の感光体に残留したトナーのクリーニングが困難である。

特に、長期間に渡って使われて摩耗が進んだクリーニングブレードと、分離爪や紙との摩擦で表面が傷ついた感光体との間では、球形で小粒径のトナーのクリーニング不良が発生しやすい。

また、クリーニング不良を繰り返すうちに、紙粉やトナーの外添剤等が感光体の表面に付着して層状化する「フィルミング」を発生しやすい。これらのクリーニング不良やフィルミングが原因となって、転写性能を低下させたり、画像ムラ等を発生させて高画質化を阻害する問題を発生させることがある。

これらクリーニング不良やフィルミングを防止するために、クリーニングブレードの材質に反発弾性が高いゴムを用いることが考えられ、反発弾性を６０〜８０％と高くしたものが知られている（特許文献２、３）。又、クリーニングブレードと感光体の当接角度や当接荷重を規定して、クリーニング不良の問題を解決しようと試みた技術も公開されている。しかしながら、これらのクリーニングブレードの材質や感光体との当接条件を工夫しただけでは、重合トナーを用いた場合の前記したクリーニング不良の問題を十分には解決し得ていない。

又、前記したクリーニング条件に加えて、研磨効果の大きい大粒径の外添剤を添加した現像剤を用い、感光体上に発生したトナーフィルミングをチタン酸ストロンチウムや炭化ケイ素等の該大粒径の外添剤でクリーニング時に削り取ることも提案されている。その結果、クリーニングブレードの材質や前記当接角度等のクリーニング条件を最適化し、且つ大粒径の外添剤を含有する現像剤を用いた画像形成装置では、重合トナーを用いた場合に発生しやすい感光体上のトナーフィルミングの発生を少なくする効果は顕著である。

しかしながら、これらの効果に比例して、感光体の表面が傷つきやすく、苺状の画像欠陥（以後、ブラックスポットと称する）や筋状の画像欠陥が発生しやすいという問題が発生している。又、これら大粒径の外添剤は、前記したクリーニングブレードの感光体当接面で凝集しやすく、一旦これらの外添剤の凝集が発生すると、感光体面に引っ掻き傷が発生し、感光体面が荒れて、トナー画像が乱れ、鮮鋭性を劣化させやすい。
特開２０００−２１４６２９号公報特開平５−３５１５６号公報特開平６−２７４０７９号公報

本発明の目的は、上述のような従来技術の問題点を解決して、良好な電子写真画像を形成できる画像形成装置及び画像形成方法を提供することである。即ち、有機感光体と重合トナーを用いた画像形成装置において、クリーニング不良に伴う感光体面上のトナーフィルミングを防止し、且つブラックスポットや筋状の画像欠陥を発生させないで、鮮鋭性が良好な電子写真画像を提供できる有機感光体、現像剤及びクリーニング手段を備えた画像形成装置、及び該画像形成装置を用いた画像形成方法を提供することである。

本発明者等は有機感光体と重合トナーを用いた画像形成装置において発生しやすいクリーニング不良によるトナーフィルミングを防止すると同時に、前記したブラックスポットや筋状の画像欠陥の発生を防止し、鮮鋭性が良好な電子写真画像を作製するには、クリーニングブレードを用いたクリーニング手段と前記した大粒径の外添剤を含有する現像剤を用いると同時に、大粒径の外添剤とクリーニングブレードの摩擦により発生しやすい感光体表面の画像欠陥を防止するためには、大粒径外添剤が感光体表面を削っても、感光体表面が均一に削れ、大粒径外添剤が感光体表面に付着しにくい物性を有機感光体の表面に持たせることが必要であることを見いだし本発明を完成した。即ち、本発明の構成は下記に記すように特定の表面物性を有する有機感光体と大粒径の外添剤を含有する重合トナーを用いた現像剤を用い、且つクリーニングブレードを備えたクリーニング手段を主たる構成要素とした画像形成装置によって達成される。
（請求項１）
有機感光体上に形成された静電潜像を現像剤を有する現像手段でトナー像に顕像化し、該トナー像を転写材に転写する転写手段、該トナー像を転写材に転写した後の有機感光体面上に残留するトナーをクリーニングブレードを有するクリーニング手段で除去する画像形成装置において、該有機感光体の表面層が粘度平均１〜５万のポリカーボネートを含有し、該有機感光体の表面のユニバーサル硬さが２３０〜３００Ｎ／ｍｍ^２、ヤング率が５５００〜６５００ＭＰａであり、前記現像剤が０．２〜０．７μｍのチタン酸ストロンチウムを有する重合トナーを含有することを特徴とする画像形成装置。
（請求項２）
前記クリーニングブレードが有機感光体の表面に１５〜２５Ｎ／ｍの当接荷重で当接されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
（請求項３）
有機感光体上に形成された静電潜像を現像剤を有する現像手段でトナー像に顕像化し、該トナー像を転写手段で転写材に転写した後、有機感光体面上に残留するトナーをクリーニングブレードを有するクリーニング手段で除去する画像形成方法において、該有機感光体の表面層が粘度平均１〜５万のポリカーボネートを含有し、該有機感光体の表面のユニバーサル硬さが２３０〜３００Ｎ／ｍｍ ^２、ヤング率が５５００〜６５００ＭＰａであり、前記現像剤が０．２〜０．７μｍのチタン酸ストロンチウムを有する重合トナーを含有することを特徴とする画像形成方法。

本発明の画像形成装置及び画像形成方法を用いることにより、有機感光体と重合トナーの併用系で発生しやすいトナーフィルミングを防止し、且つブラックスポットや筋状の画像欠陥の発生を防止した鮮鋭性が良好な電子写真画像を提供することができる。

本発明の画像形成装置は、有機感光体上に形成された静電潜像を現像剤を有する現像手段でトナー像に顕像化し、該トナー像を転写材に転写する転写手段、該トナー像を転写材に転写した後の有機感光体面上に残留するトナーをクリーニングブレードを有するクリーニング手段を有しており、該有機感光体の表面層が粘度平均１〜５万のポリカーボネートを含有し、該有機感光体の表面のユニバーサル硬さが２３０〜３００Ｎ／ｍｍ^２、ヤング率が５５００〜６５００ＭＰａであり、前記現像剤が０．２〜０．７μｍのチタン酸ストロンチウムを有する重合トナーを含有することを特徴とする。

本発明の画像形成装置は上記構成要件を有することにより、有機感光体と重合トナーを用いた画像形成装置において発生しやすいクリーニング不良によるトナーフィルミングを防止すると同時に、前記したブラックスポットや筋状の画像欠陥の発生を防止し、鮮鋭性が良好な電子写真画像を作製することができる。

以下、本発明の構成要件について詳細に説明する。

本発明の有機感光体は、表面のユニバーサル硬さが２３０〜３００Ｎ／ｍｍ²、ヤング率が５５００〜６５００ＭＰａであることを特徴とするが、このような表面物性は、導電性支持体上に少なくとも電荷発生層及び電荷輸送層を有し、主として電荷輸送層を以下に記すような構成要件にりすることにより達成できる。又、上記表面物性を有する有機感光体は、０．２〜０．７μｍの大粒径の無機外添剤を含有する現像剤とクリーニングブレードの組み合わせで表面を摩耗されても、表面の荒れが小さく、均一な表面形状を保つことができ、トナーフィルミングを発生させないと同時に、ブラックスポットや筋状の画像欠陥の発生を防止し、鮮鋭性が良好な電子写真画像を作製することができる。

ここで、有機感光体の表面のユニバーサル硬さ、ヤング率は、以下のような方法で測定する。

測定機：ドイツフィッシャー社製硬度計押し込み試験機Ｈ１００
押し込み圧子：圧子の先端は四角錘で、先端の対面角度が１３６°のダイアモンド圧子
測定条件：２ｍＮ/１０ｓｅｃ負荷時間：１０ｓｅｃ
本発明の有機感光体は表面のユニバーサル硬さが２３０〜３００Ｎ／ｍｍ²、ヤング率が５５００〜６５００ＭＰａであることを特徴とするが、これらユニバーサル硬さ及びヤング率のいずれが一方でもはずれると、本発明の効果が得られにくい。即ち、ユニバーサル硬さ及びヤング率のいずれが一方が上記範囲の下限より小さいと、感光体表面に大粒径外添剤による擦過傷が発生しやすく、黒筋や白筋の画像欠陥を発生させやすい。一方、ユニバーサル硬さ及びヤング率のいずれが一方が上記範囲の上限より大きいと、トナーフィルミングやブラックスポットの画像欠陥が発生しやすい。

以下、本発明の有機感光体の構成について記載する。

本発明において、有機感光体とは電子写真感光体の構成に必要不可欠な電荷発生機能及び電荷輸送機能の少なくとも一方の機能を有機化合物に持たせて構成された電子写真感光体を意味し、公知の有機電荷発生物質又は有機電荷輸送物質から構成された感光体、電荷発生機能と電荷輸送機能を高分子錯体で構成した感光体等公知の有機感光体を全て含有する。

本発明の電荷輸送層とは、光露光により電荷発生層で発生した電荷キャリアを有機感光体の表面に輸送する機能を有する層を意味し、該電荷輸送機能の具体的な検出は、電荷発生層と電荷輸送層を導電性支持体上に積層し、光導伝性を検知することにより確認することができる。本発明の有機感光体の層構成は、基本的には導電性支持体上に電荷発生層及び電荷輸送層の感光層から構成される。

以下に本発明に用いられる具体的な感光体の構成について記載する。

導電性支持体
本発明の感光体に用いられる導電性支持体としてはシート状のものでも、円筒状のものでもよいが、エンドレスに繰り返し使用される円筒状の導電性支持体でより効果が大きい。

円筒状の導電性支持体とは回転することによりエンドレスに画像を形成するのに必要な円筒状の支持体を意味し、円筒度が５〜４０μｍの支持体が好ましく、７〜３０μｍが更に好ましい。４０μｍより大きいと前記膜厚偏差が大きくなり、モアレを発生させやすい。５μｍより小さくすると、収率が悪くなりコスト的に不利となる。

本発明の円筒度の測定方法は円筒状基体の両端１０ｍｍの２点、中心部、両端と中心部の間を３等分した点の４点、計７点の真円度を測定し求める。測定器は非接触万能ロール径測定機（（株）ミツトヨ製）を用いた。

導電性支持体の材料としてはアルミニウム、ニッケルなどの金属ドラム、又はアルミニウム、酸化錫、酸化インジュウムなどを蒸着したプラスチックドラム、又は導電性物質を塗布した紙・プラスチックドラムを使用することができる。導電性支持体としては常温で比抵抗１０³Ωｃｍ以下が好ましい。

本発明で用いられる導電性支持体は、その表面に封孔処理されたアルマイト膜が形成されたものを用いても良い。アルマイト処理は、通常例えばクロム酸、硫酸、シュウ酸、リン酸、硼酸、スルファミン酸等の酸性浴中で行われるが、硫酸中での陽極酸化処理が最も好ましい結果を与える。硫酸中での陽極酸化処理の場合、硫酸濃度は１００〜２００ｇ／ｌ、アルミニウムイオン濃度は１〜１０ｇ／ｌ、液温は２０℃前後、印加電圧は約２０Ｖで行うのが好ましいが、これに限定されるものではない。又、陽極酸化被膜の平均膜厚は、通常２０μｍ以下、特に１０μｍ以下が好ましい。

中間層
本発明においては導電性支持体と感光層の間に、バリヤー機能を備えた前記した中間層を設けることが好ましい。

本発明に用いられる中間層には前記した吸水率が小さいバインダー樹脂中に酸化チタンを含有させることが好ましい。該酸化チタン粒子の平均粒径は、中間層のモアレ発生防止効果を向上させ、且つ中間層塗布液の酸化チタン粒子の沈降を防止し、黒ポチ発生を防止する観点から、数平均一次粒径で１０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の範囲が好ましく、１５ｎｍ〜２００ｎｍが、更に好ましい。数平均一次粒径が前記範囲の酸化チタン粒子を用いた中間層塗布液は分散安定性が良好で、且つこのような塗布液から形成された中間層は黒ポチ発生防止機能の他、環境特性が良好で、且つ耐クラッキング性を有する。

本発明に用いられる酸化チタン粒子の形状は、樹枝状、針状および粒状等の形状があり、このような形状の酸化チタン粒子は、例えば酸化チタン粒子では、結晶型としては、アナターゼ型、ルチル型及びアモルファス型等があるが、いずれの結晶型のものを用いてもよく、また２種以上の結晶型を混合して用いてもよい。その中でもルチル型で且つ粒状のものが最も良い。

本発明に用いられる酸化チタン粒子は表面処理されていることが好ましく、表面処理の１つは、複数回の表面処理を行い、かつ該複数回の表面処理の中で、最後の表面処理が反応性有機ケイ素化合物を用いた表面処理を行うものである。また、該複数回の表面処理の中で、少なくとも１回の表面処理がアルミナ、シリカ、及びジルコニアから選ばれる少なくとも１種類以上の表面処理を行い、最後に反応性有機ケイ素化合物を用いた表面処理を行うことが好ましい。

尚、アルミナ処理、シリカ処理、ジルコニア処理とは酸化チタン粒子表面にアルミナ、シリカ、或いはジルコニアを析出させる処理を云い、これらの表面に析出したアルミナ、シリカ、ジルコニアにはアルミナ、シリカ、ジルコニアの水和物も含まれる。又、反応性有機ケイ素化合物の表面処理とは、処理液に反応性有機ケイ素化合物を用いることを意味する。

この様に、酸化チタン粒子の様な酸化チタン粒子の表面処理を少なくとも２回以上行うことにより、酸化チタン粒子表面が均一に表面被覆（処理）され、該表面処理された酸化チタン粒子を中間層に用いると、中間層内における酸化チタン粒子等の酸化チタン粒子の分散性が良好で、かつ黒ポチ等の画像欠陥を発生させない良好な感光体を得ることができるのである。

上記反応性有機ケイ素化合物としては下記一般式（１）で表される化合物が挙げられるが、酸化チタン表面の水酸基等の反応性基と縮合反応をする化合物であれば、下記化合物に限定されない。

一般式（１）
（Ｒ）_n−Ｓｉ−（Ｘ）_4-n
（式中、Ｓｉはケイ素原子、Ｒは該ケイ素原子に炭素が直接結合した形の有機基を表し、Ｘは加水分解性基を表し、ｎは０〜３の整数を表す。）
一般式（１）で表される有機ケイ素化合物において、Ｒで示されるケイ素に炭素が直接結合した形の有機基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、ドデシル等のアルキル基、フェニル、トリル、ナフチル、ビフェニル等のアリール基、γ−グリシドキシプロピル、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル等の含エポキシ基、γ−アクリロキシプロピル、γ−メタアクリロキシプロピルの含（メタ）アクリロイル基、γ−ヒドロキシプロピル、２，３−ジヒドロキシプロピルオキシプロピル等の含水酸基、ビニル、プロペニル等の含ビニル基、γ−メルカプトプロピル等の含メルカプト基、γ−アミノプロピル、Ｎ−β（アミノエチル）−γ−アミノプロピル等の含アミノ基、γ−クロロプロピル、１，１，１−トリフロオロプロピル、ノナフルオロヘキシル、パーフルオロオクチルエチル等の含ハロゲン基、その他ニトロ、シアノ置換アルキル基を挙げられる。また、Ｘの加水分解性基としてはメトキシ、エトキシ等のアルコキシ基、ハロゲン基、アシルオキシ基が挙げられる。

また、一般式（１）で表される有機ケイ素化合物は、単独でも良いし、２種以上組み合わせて使用しても良い。

また、一般式（１）で表される有機ケイ素化合物の具体的化合物で、ｎが２以上の場合、複数のＲは同一でも異なっていても良い。同様に、ｎが２以下の場合、複数のＸは同一でも異なっていても良い。又、一般式（１）で表される有機ケイ素化合物を２種以上を用いるとき、Ｒ及びＸはそれぞれの化合物間で同一でも良く、異なっていても良い。

又、表面処理に用いる好ましい反応性有機ケイ素化合物としてはポリシロキサン化合物が挙げられる。該ポリシロキサン化合物の分子量は１０００〜２００００のものが一般に入手しやすく、又、黒ポチ発生防止機能も良好である。

特にメチルハイドロジェンポリシロキサンを最後の表面処理に用いると良好な効果が得られる。

感光層
電荷発生層
電荷発生層には電荷発生物質（ＣＧＭ）を含有する。その他の物質としては必要によりバインダー樹脂、その他添加剤を含有しても良い。

本発明の有機感光体には、電荷発生物質として、例えば、他のフタロシアニン顔料、アゾ顔料、ペリレン顔料、アズレニウム顔料などを単独で或いは併用して用いることができる。

電荷発生層にＣＧＭの分散媒としてバインダーを用いる場合、バインダーとしては公知の樹脂を用いることができるが、最も好ましい樹脂としてはホルマール樹脂、ブチラール樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性ブチラール樹脂、フェノキシ樹脂等が挙げられる。バインダー樹脂と電荷発生物質との割合は、バインダー樹脂１００質量部に対し２０〜６００質量部が好ましい。これらの樹脂を用いることにより、繰り返し使用に伴う残留電位増加を最も小さくできる。電荷発生層の膜厚は０．１μｍ〜２μｍが好ましい。

電荷輸送層
有機感光体の表面のユニバーサル硬さを２３０〜３００Ｎ／ｍｍ²、ヤング率が５５００〜６５００ＭＰａに構成する上で、電荷輸送層を構成するバインダー樹脂及び電荷輸送物質を選択することが重要である。即ち、電荷輸送層を表面層とする有機感光体では、電荷輸送層のユニバーサル硬さやヤング率が有機感光体全体のユニバーサル硬さやヤング率に大きな影響を及ぼす。

電荷輸送層の構成としては電荷輸送物質（ＣＴＭ）及びＣＴＭを分散し製膜するバインダー樹脂を含有する。その他の物質としては必要により酸化防止剤等の添加剤を含有しても良い。

電荷輸送層に好ましく用いられるバインダー樹脂としては、高弾性のポリカーボネートが好ましく、有機感光体が本発明の表面物性を得る為には下記に示すようなポリカーボネートが好ましい。又、これらポリカーボネートの粘度平均分子量は１〜５万が好ましい。

又、電荷輸送層の電荷輸送物質としては、分子量が４００〜８００の電荷輸送物質が好ましく、更に５００〜７００の電荷輸送物質が好ましい。特に、下記のような化学構造を有する電荷輸送物質が好ましい。

前記した電荷輸送層中の電荷輸送物質とポリカーボネートの混合比は質量比で電荷輸送物質１に対し、ポリカーボネート０．５〜３．０の比率が好ましく、更に０．８〜２．０の比率が好ましいが、この比率は電荷輸送物質或いはポリカーボネートの種類によって、或いはその他の添加剤の存在により変化し、絶対的なものではない。

又、表面層となる電荷輸送層には、上記高弾性のポリカーボネートのバインダー樹脂と電荷輸送物質が含有されるが、その他にも該電荷輸送層には酸化防止剤をバインダー樹脂に対して１〜１０質量％存在させることが好ましい。又、電荷輸送層の膜厚は１０μｍ〜３０μｍがこのましい。電荷輸送層の膜厚は１０μｍ未満では、帯電電位が不十分になりやすく、３０μｍを超えると、残留電位が増加しやすく、鮮鋭性が劣化しやすい。

以上のような中間層、電荷発生層、電荷輸送層の構成を選択採用することにより、前記した表面物性を有する有機感光体を実現させることができ、このような表面物性を有する有機感光体は大粒径の外添剤を用いた現像剤及びクリーニングブレードを有するクリーニング手段で表面を擦過することにより、残留トナークリーニング性を改善すると同時に、耐傷性、耐摩耗性を改善し、長期に亘り鮮鋭性が良好な電子写真画像を提供することができる。

中間層、電荷発生層、電荷輸送層等の層形成に用いられる溶媒又は分散媒としては、ｎ−ブチルアミン、ジエチルアミン、エチレンジアミン、イソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、トリエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、シクロヘキサノン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロホルム、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、１，２−ジクロロプロパン、１，１，２−トリクロロエタン、１，１，１−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、ジオキサン、メタノール、エタノール、ブタノール、イソプロパノール、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジメチルスルホキシド、メチルセロソルブ等が挙げられる。本発明はこれらに限定されるものではないが、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、メチルエチルケトン等が好ましく用いられる。また、これらの溶媒は単独或いは２種以上の混合溶媒として用いることもできる。

次に有機感光体を製造するための塗布加工方法としては、浸漬塗布、スプレー塗布、円形量規制型塗布等の塗布加工法が用いられるが、感光層の上層側の塗布加工は下層の膜を極力溶解させないため、又、均一塗布加工を達成するためスプレー塗布又は円形量規制型（円形スライドホッパ型がその代表例）塗布等の塗布加工方法を用いるのが好ましい。なお保護層は前記円形量規制型塗布加工方法を用いるのが最も好ましい。前記円形量規制型塗布については例えば特開昭５８−１８９０６１号公報に詳細に記載されている。

次に、本発明で用いられる重合トナーについて記載する。

重合トナーとはトナー用バインダーの樹脂の生成とトナー形状がバインダー樹脂の原料モノマーの重合と、必要によりその後の化学的処理により形成されるトナーを意味する。より具体的には懸濁重合、乳化重合等の重合反応と、必要によりその後に行われる粒子同士の融着工程を経て形成されるトナーを意味する。

重合トナーは原料モノマーを水系で均一に分散した後に重合させトナーを製造することから、トナーの粒度分布、及び形状が均一なトナーが得られる。

重合トナーは、懸濁重合法や、必要な添加剤の乳化液を加えた液中にて単量体を乳化重合し、微粒の重合粒子を製造し、その後に、有機溶媒、凝集剤等を添加して会合する方法で製造することができる。会合の際にトナーの構成に必要な離型剤や着色剤などの分散液と混合して会合させて調製する方法や、単量体中に離型剤や着色剤などのトナー構成成分を分散した上で乳化重合する方法などがあげられる。ここで会合とは樹脂粒子および着色剤粒子が複数個融着することを示す。

即ち、重合性単量体中に着色剤や必要に応じて離型剤、荷電制御剤、さらに重合開始剤等の各種構成材料を添加し、ホモジナイザー、サンドミル、サンドグラインダー、超音波分散機などで重合性単量体に各種構成材料を溶解あるいは分散させる。この各種構成材料が溶解あるいは分散された重合性単量体を分散安定剤を含有した水系媒体中にホモミキサーやホモジナイザーなどを使用しトナーとしての所望の大きさの油滴に分散させる。その後、攪拌機構が後述の攪拌翼である反応装置へ移し、加熱することで重合反応を進行させる。反応終了後、分散安定剤を除去し、濾過、洗浄し、さらに乾燥することでトナーを調製する。

また、本発明のトナーを製造する方法として樹脂粒子を水系媒体中で会合あるいは融着させて調製する方法も挙げることができる。この方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、特開平５−２６５２５２号公報や特開平６−３２９９４７号公報、特開平９−１５９０４号公報に示す方法を挙げることができる。すなわち、樹脂粒子と着色剤などの構成材料の分散粒子、あるいは樹脂および着色剤等より構成される微粒子を複数以上会合させる方法、特に水中にてこれらを乳化剤を用いて分散した後に、臨界凝集濃度以上の凝集剤を加え塩析させると同時に、形成された重合体自体のガラス転移点温度以上で加熱融着させて融着粒子を形成しつつ徐々に粒径を成長させ、目的の粒径となったところで水を多量に加えて粒径成長を停止し、さらに加熱、攪拌しながら粒子表面を平滑にして形状を制御し、その粒子を含水状態のまま流動状態で加熱乾燥することにより、トナーを形成することができる。なお、ここにおいて凝集剤と同時に水に対して無限溶解する有機溶媒を加えてもよい。

なお、本発明で用いられる形状係数等の均一なトナーを作製するための材料や製造方法、重合トナーの反応装置等については特開２０００−２１４６２９号公報に詳細に記載されている。

又、本発明に用いられる重合トナーは以下に記すような均一な形状係数やシャープな粒度分布を有する重合トナーが好ましい。

（１）形状係数が１．２〜１．６の範囲にあるトナー粒子を６５個数％以上含有するトナー形状係数が１．２より小さいとトナーの形状が真球に近くなり、トナーの感光体との接着強度が増大し、クリーニング不良が発生しやすい。一方、１．６より大きくなるとトナーが破砕され、微粉化されやすく、このこともクリーニング不良の原因となる。即ち、形状係数が１．２〜１．６の範囲にあるトナー粒子を６５個数％以上、さらに好ましくは７０個数％以上含有するトナーはクリーニング性が良好で、且つ微粉化されにくいトナーを多量に含んだトナーであり、本発明の感光体と併用することにより、長期に亘り、良好なクリーニング性と、良好な画像形成を可能にする。

（２）角がないトナー粒子を５０個数％以上含有するトナー
角がないトナー粒子とは、電荷の集中するような突部またはストレスにより破砕しやすいような突部を実質的に有しないトナー粒子を言い、角がないトナー粒子の割合が５０個数％以上、更に好ましくは７０個数％以上であることにより、現像剤搬送部材などとのストレスにより微細な粒子の発生などがおこりにくくなり、微細なトナーの発生によるクリーニング不良を防止でき、本発明の感光体と併用することにより、長期に亘り、良好なクリーニング性と、良好な画像形成を可能にする。そのためには角がないトナー粒子の割合が５０個数％以上であることが好ましく、更に、好ましくは７０個数％以上である
（３）トナー粒子の粒径をＤ（μｍ）とするとき、自然対数ｌｎＤを横軸にとり、この横軸を０．２３間隔で複数の階級に分けた個数基準の粒度分布を示すヒストグラムにおいて、最頻階級に含まれるトナー粒子の相対度数（ｍ₁）と、前記最頻階級の次に頻度の高い階級に含まれるトナー粒子の相対度数（ｍ₂）との和（Ｍ）が７０％以上含有するトナー相対度数（ｍ₁）と、相対度数（ｍ₂）の和（Ｍ）が７０％以上のトナーであることにより、該トナーを構成するトナー粒子の粒度分布がシャープとなり、安定したトナー画像の形成が可能となり、その結果、本発明の感光体と併用することにより、長期に亘り、良好なクリーニング性と、良好な画像形成を可能にする。

トナーの粒径は、個数平均一次粒径で３〜８μｍのものが好ましい。この粒径は、重合法によりトナー粒子を形成させる場合には、凝集剤の濃度や有機溶媒の添加量、または融着時間、さらには重合体自体の組成によって制御することができる。

個数平均粒径が３〜８μｍであることにより、定着工程において、現像剤搬送部材に対する付着性の過度なトナーや付着力の低いトナー等の存在を少なくすることができ、現像性を長期に亘って安定化することができるとともに、転写効率が高くなってハーフトーンの画質が向上し、細線やドット等の画質が向上する。

トナーの形状係数は、下記式により示されるものであり、トナー粒子の丸さの度合いを示す。

形状係数＝（（最大径／２）²×π）／投影面積
ここに、最大径とは、トナー粒子の平面上への投影像を２本の平行線ではさんだとき、その平行線の間隔が最大となる粒子の幅をいう。また、投影面積とは、トナー粒子の平面上への投影像の面積をいう。

この形状係数は、走査型電子顕微鏡により２０００倍にトナー粒子を拡大した写真を撮影し、ついでこの写真に基づいて「ＳＣＡＮＮＩＮＧＩＭＡＧＥＡＮＡＬＹＺＥＲ」（日本電子社製）を使用して写真画像の解析を行うことにより測定した。この際、１００個のトナー粒子を使用して本発明の形状係数を上記算出式にて測定したものである。

本発明のトナーは、この形状係数が１．２〜１．６の範囲にあるトナー粒子が６５個数％以上、好ましくは７０個数％以上である。

このトナーの形状係数および形状係数の変動係数を、極めてロットのバラツキなく均一に制御するために、重合トナーの製造過程、即ち樹脂粒子（重合体粒子）を重合、融着、形状制御させる工程において、形成されつつあるトナー粒子（着色粒子）の特性をモニタリングしながら適正な工程終了時期を決めてもよい。

モニタリングするとは、インラインに測定装置を組み込みその測定結果に基づいて、工程条件の制御をするという意味である。すなわち、形状などの測定をインラインに組み込んで、例えば樹脂粒子を水系媒体中で会合あるいは融着させることで形成する重合法トナーでは、融着などの工程で逐次サンプリングを実施しながら形状や粒径を測定し、所望の形状になった時点で反応を停止する。

モニタリング方法としては、特に限定されるものではないが、フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２０００（東亜医用電子社製）を使用することができる。本装置は試料液を通過させつつリアルタイムで画像処理を行うことで形状をモニタリングできるため好適である。すなわち、反応場よりポンプなどを使用し、常時モニターし、形状などを測定することを行い、所望の形状などになった時点で反応を停止するものである。

トナーの個数粒度分布および個数変動係数はコールターカウンターＴＡ−IIあるいはコールターマルチサイザー（コールター社製）で測定されるものである。本発明においてはコールターマルチサイザーを用い、粒度分布を出力するインターフェース（日科機製）、パーソナルコンピューターを接続して使用した。前記コールターマルチサイザーにおいて使用するアパーチャーとしては１００μｍのものを用いて、２μｍ以上のトナーの体積、個数を測定して粒度分布および平均粒径を算出した。個数粒度分布とは、粒子径に対するトナー粒子の相対度数を表すものであり、個数平均粒径とは、個数粒度分布におけるメジアン径を表すものである。

角がないトナー粒子とは、電荷の集中するような突部またはストレスにより摩耗しやすいような突部を実質的に有しないトナー粒子を言い、すなわち、図３（ａ）に示すように、トナー粒子Ｔの長径をＬとするときに、半径（Ｌ／１０）の円Ｃで、トナー粒子Ｔの周囲線に対し１点で内側に接しつつ内側をころがした場合に、当該円ＣがトナーＴの外側に実質的にはみださない場合を「角がないトナー粒子」という。「実質的にはみ出さない場合」とは、はみ出す円が存在する突起が１箇所以下である場合をいう。また、「トナー粒子の長径」とは、当該トナー粒子の平面上への投影像を２本の平行線ではさんだとき、その平行線の間隔が最大となる粒子の幅をいう。なお、図３（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ角のあるトナー粒子の投影像を示している。

角がないトナーの測定は次のようにして行った。先ず、走査型電子顕微鏡によりトナー粒子を拡大した写真を撮影し、さらに拡大して１５，０００倍の写真像を得る。次いでこの写真像について前記の角の有無を測定する。この測定を１００個のトナー粒子について行った。

例えば、樹脂粒子を会合あるいは融着させることで形成する重合法トナーにおいては、融着停止段階では融着粒子表面には多くの凹凸があり、表面は平滑でないが、形状制御工程での温度、攪拌翼の回転数および攪拌時間等の条件を適当なものとすることによって、角がないトナーが得られる。これらの条件は、樹脂粒子の物性により変わるものであるが、例えば、樹脂粒子のガラス転移点温度以上で、より高回転数とすることにより、表面は滑らかとなり、角がないトナーが形成できる。

本発明のトナーの粒径は、個数平均粒径で３〜８μｍのものが好ましい。この粒径は、重合法によりトナー粒子を形成させる場合には、凝集剤の濃度や有機溶媒の添加量、または融着時間、さらには重合体自体の組成によって制御することができる。

本発明に好ましく用いられる重合トナーとしては、トナー粒子の粒径をＤ（μｍ）とするとき、自然対数ｌｎＤを横軸にとり、この横軸を０．２３間隔で複数の階級に分けた個数基準の粒度分布を示すヒストグラムにおいて、最頻階級に含まれるトナー粒子の相対度数（ｍ₁）と、前記最頻階級の次に頻度の高い階級に含まれるトナー粒子の相対度数（ｍ₂）との和（Ｍ）が７０％以上であるトナーであることが好ましい。

相対度数（ｍ₁）と相対度数（ｍ₂）との和（Ｍ）が７０％以上であることにより、トナー粒子の粒度分布の分散が狭くなるので、当該トナーを画像形成工程に用いることにより選択現像の発生を確実に抑制することができる。

本発明において、前記の個数基準の粒度分布を示すヒストグラムは、自然対数ｌｎＤ（Ｄ：個々のトナー粒子の粒径）を０．２３間隔で複数の階級（０〜０．２３：０．２３〜０．４６：０．４６〜０．６９：０．６９〜０．９２：０．９２〜１．１５：１．１５〜１．３８：１．３８〜１．６１：１．６１〜１．８４：１．８４〜２．０７：２．０７〜２．３０：２．３０〜２．５３：２．５３〜２．７６・・・）に分けた個数基準の粒度分布を示すヒストグラムであり、このヒストグラムは、下記の条件に従って、コールターマルチサイザーにより測定されたサンプルの粒径データを、Ｉ／Ｏユニットを介してコンピュータに転送し、当該コンピュータにおいて、粒度分布分析プログラムにより作製されたものである。

〔測定条件〕
（１）アパーチャー：１００μｍ
（２）サンプル調製法：電解液〔ＩＳＯＴＯＮＲ−１１（コールターサイエンティフィックジャパン社製）〕５０〜１００ｍｌに界面活性剤（中性洗剤）を適量加えて攪拌し、これに測定試料１０〜２０ｍｇを加える。この系を超音波分散機にて１分間分散処理することにより調製する。

形状係数を制御する方法の中では重合法トナーが製造方法として簡便である点と、粉砕トナーに比較して表面の均一性に優れる点等で好ましい。
重合トナーは、懸濁重合法や、必要な添加剤の乳化液を加えた液中にて単量体を乳化重合し、微粒の重合粒子を製造し、その後に、有機溶媒、凝集剤等を添加して会合する方法で製造することができる。会合の際にトナーの構成に必要な離型剤や着色剤などの分散液と混合して会合させて調製する方法や、単量体中に離型剤や着色剤などのトナー構成成分を分散した上で乳化重合する方法などがあげられる。ここで会合とは樹脂粒子および着色剤粒子が複数個融着することを示す。

本発明のトナーは、少なくとも数平均一次粒子径が０．２〜０．７μｍの無機外添剤を含有することを特徴とする。このような無機外添剤をトナーの外添剤として含有させることにより、前記した有機感光体上に発生しやすいトナーフィルミングの発生を防止することが出来る。数平均一次粒子径が０．２未満だとトナーフィルミングやブラックスポットの発生防止効果が小さく、０．７μｍより大きいと有機感光体の表面に深い擦過傷を発生させやすく、ブラックスポットや擦り傷状の画像欠陥を発生させやすい。０．２〜０．７μｍの無機外添剤のトナー中の含有量はトナー全質量に対し、０．１〜３．０質量％が好ましい。

又、０．２〜０．７μｍの無機外添剤の他にトナー全質量に対し、数平均一次粒子径が５〜５０ｎｍの無機外添剤を０．１〜３．０質量％含有させることが好ましい。

以下、上記外添剤について記載する。

前記無機外添剤としては次のような各種無機外添剤を使用することができる。即ち、無機外添剤を構成する材料としては、各種無機酸化物、窒化物、ホウ化物等が好適に使用される。例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、チタン酸バリウム、チタン酸アルミニウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、酸化亜鉛、酸化クロム、酸化セリウム、酸化アンチモン、酸化タングステン、酸化スズ、酸化テルル、酸化マンガン、酸化ホウ素、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素等があげられる。さらに、上記無機外添剤に疎水化処理をおこなったものでもよい。疎水化処理を行う場合には、各種チタンカップリング剤、シランカップリング剤等のいわゆるカップリング剤やシリコーンオイル等によって疎水化処理することが好ましく、さらに、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の高級脂肪酸金属塩によって疎水化処理することも好ましく使用される。

疎水化処理を行うための処理剤の例としては、チタンカップリング剤として、テトラブチルチタネート、テトラオクチルチタネート、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリデシルベンゼンスルフォニルチタネート、ビス（ジオクチルパイロフォスフェート）オキシアセテートチタネートなどがある。さらに、シランカップリング剤としては、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、ヘキサメチルジシラザン、メチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトエリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ｏ−メチルフェニルトリメトキシシラン、ｐ−メチルフェニルトリメトキシシランなどがあげられ、脂肪酸及びその金属塩としては、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ドデシル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ペンタデシル酸、ステアリン酸、ヘプタデシル酸、アラキン酸、モンタン酸、オレイン酸、リノール酸、アラキドン酸などの長鎖脂肪酸があげられ、その金属塩としては亜鉛、鉄、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、ナトリウム、リチウムなどの金属との塩があげられる。さらに、シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイルなども表面処理剤としてあげることができる。

これら化合物は、無機外添剤に対して質量で１〜１０％添加し被覆することが良く、好ましくは、質量で３〜７％である。また、これらの材料を組み合わせて使用することもできる。

本発明の０．２〜０．７μｍの無機外添剤としては、酸化チタン、シリカ、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、酸化セリウム等を使用することが好ましい。特に酸化チタン、チタン酸ストロンチウムがフィルミング防止には効果が大きく好ましい。

５〜５０ｎｍの微粒子の材料として好ましく用いられるものはシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア等である。

いずれの微粒子もそれぞれトナー中に０．１〜３．０質量％、好ましくは０．３〜２．５質量％である。この範囲を越えて添加すると、クリーニング性自体は向上するもの、無機外添剤自体が遊離してしまう問題があり、飛散した粒子により帯電極の汚染や転写極の汚染が引き起こされ、白スジ等の画像欠陥を引き起こす原因となる。さらには微粒子が遊離した状態でトナー中に存在しているために、感光体に対する傷を誘発原因となり、感光体に傷をつけ、いわゆる黒ポチや白ポチを誘発する原因となってしまう。また、過小の場合には、クリーニングに対する効果を発揮することができない。

上記粒径は、数平均一次粒子径であり、透過型電子顕微鏡観察によって２０００倍に拡大し、１００個の粒子を観察し、画像解析によって測定されたものを示す。

上記微粒子外添剤の他に本発明のトナーには滑剤を添加することもできる。例えばステアリン酸の亜鉛、アルミニウム、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、オレイン酸の亜鉛、マンガン、鉄、銅、マグネシウム等の塩、パルミチン酸の亜鉛、銅、マグネシウム、カルシウム等の塩、リノール酸の亜鉛、カルシウム等の塩、リシノール酸の亜鉛、カルシウムなどの塩等の高級脂肪酸の金属塩が挙げられる。これら滑剤の添加量は、トナーに対して０．１〜５質量％程度が好ましい。

外添剤の添加方法としては、タービュラーミキサー、ヘンシエルミキサー、ナウターミキサー、Ｖ型混合機などの種々の公知の混合装置を使用することができる。

《現像剤》
本発明に用いられるトナーは、一成分現像剤でも二成分現像剤でもよいが、好ましくは二成分現像剤である。

一成分現像剤として用いる場合は、非磁性一成分現像剤として前記トナーをそのまま用いる方法もあるが、通常はトナー粒子中に０．１〜５μｍ程度の磁性粒子を含有させ磁性一成分現像剤として用いる。その含有方法としては、着色剤と同様にして非球形粒子中に含有させるのが普通である。

又、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。この場合は、キャリアの磁性粒子として、鉄、フェライト、マグネタイト等の金属、それらの金属とアルミニウム、鉛等の金属との合金等の従来から公知の材料を用いる。特にフェライト粒子が好ましい。上記磁性粒子は、その体積平均粒径としては１５〜１００μｍ、より好ましくは２５〜６０μｍのものがよい。

キャリアの体積平均粒径の測定は、代表的には湿式分散機を備えたレーザ回折式粒度分布測定装置「ヘロス（ＨＥＬＯＳ）」（シンパティック（ＳＹＭＰＡＴＥＣ）社製）により測定することができる。

キャリアは、磁性粒子が更に樹脂により被覆されているもの、あるいは樹脂中に磁性粒子を分散させたいわゆる樹脂分散型キャリアが好ましい。コーティング用の樹脂組成としては、特に限定は無いが、例えば、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン／アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、エステル系樹脂或いはフッ素含有重合体系樹脂等が用いられる。また、樹脂分散型キャリアを構成するための樹脂としては、特に限定されず公知のものを使用することができ、例えば、スチレンアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、フェノール樹脂等を使用することができる。

次に、本発明の有機感光体を用いた画像形成装置について説明する。

図１に示す画像形成装置１は、デジタル方式による画像形成装置であって、画像読取り部Ａ、画像処理部Ｂ、画像形成部Ｃ、転写紙搬送手段としての転写紙搬送部Ｄから構成されている。

画像読取り部Ａの上部には原稿を自動搬送する自動原稿送り手段が設けられていて、原稿載置台１１上に載置された原稿は原稿搬送ローラ１２によって１枚宛分離搬送され読み取り位置１３ａにて画像の読み取りが行われる。原稿読み取りが終了した原稿は原稿搬送ローラ１２によって原稿排紙皿１４上に排出される。

一方、プラテンガラス１３上に置かれた場合の原稿の画像は走査光学系を構成する照明ランプ及び第１ミラーから成る第１ミラーユニット１５の速度ｖによる読み取り動作と、Ｖ字状に位置した第２ミラー及び第３ミラーから成る第２ミラーユニット１６の同方向への速度ｖ／２による移動によって読み取られる。

読み取られた画像は、投影レンズ１７を通してラインセンサである撮像素子ＣＣＤの受光面に結像される。撮像素子ＣＣＤ上に結像されたライン状の光学像は順次電気信号（輝度信号）に光電変換されたのちＡ／Ｄ変換を行い、画像処理部Ｂにおいて濃度変換、フィルタ処理などの処理が施された後、画像データは一旦メモリに記憶される。

画像形成部Ｃでは、画像形成ユニットとして、像担持体であるドラム状の感光体２１と、その外周に、該感光体２１を帯電させる帯電手段（帯電工程でもある）２２、帯電した感光体の表面電位を検出する電位検出手段２２０、現像手段（現像工程でもある）２３、転写手段（転写工程でもある）である転写搬送ベルト装置４５、前記感光体２１のクリーニングブレードを有するクリーニング手段（クリーニング工程でもある）２６及び光除電手段としてのＰＣＬ（プレチャージランプ）２７が各々動作順に配置されている。また、現像手段２３の下流側には感光体２１上に現像されたパッチ像の反射濃度を測定する反射濃度検出手段２２２が設けられている。感光体２１には、本発明の有機感光体を使用し、図示の時計方向に駆動回転される。

回転する感光体２１へは帯電手段２２による一様帯電がなされた後、像露光手段（像露光工程でもある）としての露光光学系３０により画像処理部Ｂのメモリから呼び出された画像信号に基づいた像露光が行われる。書き込み手段である像露光手段としての露光光学系３０は図示しないレーザダイオードを発光光源とし、回転するポリゴンミラー３１、ｆθレンズ３４、シリンドリカルレンズ３５を経て反射ミラー３２により光路が曲げられ主走査がなされるもので、感光体２１に対してＡｏの位置において像露光が行われ、感光体２１の回転（副走査）によって静電潜像が形成される。本実施の形態の一例では文字部に対して露光を行い静電潜像を形成する。

本発明の画像形成方法においては、感光体上に静電潜像を形成するに際し、像露光をスポット面積が２×１０^-9ｍ²以下の露光ビームを用いて行うことが好ましい。このような小径のビーム露光を行っても、本発明の有機感光体は、該スポット面積に対応した画像を忠実に形成することができる。より好ましいスポット面積は、０．０１×１０^-9〜１×１０^-9ｍ²である。その結果４００ｄｐｉ（ｄｐｉとは２．５４ｃｍ当たりのドット数）以上で、２５６階調を実現するところのきわめて優れた画像品質を達成することができる。

前記ビーム光のスポット面積とは該ビーム光の強度がピーク強度の１／ｅ²以上の光強度に対応する面積で表される。

用いられる光ビームとしては半導体レーザを用いた走査光学系、及びＬＥＤや液晶シャッター等の固体スキャナー等があり、光強度分布についてもガウス分布及びローレンツ分布等があるがそれぞれのピーク強度の１／ｅ²までの部分をスポット面積とする。

感光体２１上の静電潜像は現像手段２３によって反転現像が行われ、感光体２１の表面に可視像のトナー像が形成される。本発明の画像形成方法では、該現像手段に用いられる現像剤には重合トナーを用いることを特徴とする。形状や粒度分布が均一な重合トナーを本発明の有機感光体と併用することにより、より鮮鋭性が良好な電子写真画像を得ることができる。

転写紙搬送部Ｄでは、画像形成ユニットの下方に異なるサイズの転写紙Ｐが収納された転写紙収納手段としての給紙ユニット４１（Ａ）、４１（Ｂ）、４１（Ｃ）が設けられ、また側方には手差し給紙を行う手差し給紙ユニット４２が設けられていて、それらの何れかから選択された転写紙Ｐは案内ローラ４３によって搬送路４０に沿って給紙され、給紙される転写紙Ｐの傾きと偏りの修正を行うレジストローラ対４４によって転写紙Ｐは一時停止を行ったのち再給紙が行われ、搬送路４０、転写前ローラ４３ａ、給紙経路４６及び進入ガイド板４７に案内され、感光体２１上のトナー画像が転写位置Ｂｏにおいて転写極２４及び分離極２５によって転写搬送ベルト装置４５の転写搬送ベルト４５４に載置搬送されながら転写紙Ｐに転写され、該転写紙Ｐは感光体２１面より分離し、転写搬送ベルト装置４５により定着手段５０に搬送される。

定着手段（定着工程でもある）５０は定着ローラ５１と加圧ローラ５２とを有しており、転写紙Ｐを定着ローラ５１と加圧ローラ５２との間を通過させることにより、加熱、加圧によってトナーを定着させる。トナー画像の定着を終えた転写紙Ｐは排紙トレイ６４上に排出される。

以上は転写紙の片側への画像形成を行う状態を説明したものであるが、両面複写の場合は排紙切換部材１７０が切り替わり、転写紙案内部１７７が開放され、転写紙Ｐは破線矢印の方向に搬送される。

更に、搬送機構１７８により転写紙Ｐは下方に搬送され、転写紙反転部１７９によりスイッチバックさせられ、転写紙Ｐの後端部は先端部となって両面複写用給紙ユニット１３０内に搬送される。

転写紙Ｐは両面複写用給紙ユニット１３０に設けられた搬送ガイド１３１を給紙方向に移動し、給紙ローラ１３２で転写紙Ｐを再給紙し、転写紙Ｐを搬送路４０に案内する。

再び、上述したように感光体２１方向に転写紙Ｐを搬送し、転写紙Ｐの裏面にトナー画像を転写し、定着手段５０で定着した後、排紙トレイ６４に排紙する。

図２に本発明に用いられるクリーニングブレードの感光体への当接方法を示した断面図である。

本発明に用いられるクリーニング手段２６はクリーニングブレードを有している。図２に示すクリーニングブレード２６１の感光体２１への当接荷重ＰはＰ＝１５〜２５Ｎ／ｍが好ましい。当接荷重Ｐが１５Ｎ／ｍ未満ではクリーニング不良が発生しやすく、２５Ｎ／ｍより大きいと、クリーニングブレードによる感光体表面の擦過力が強すぎ、感光体の膜減耗が大きく成ったり、筋状の画像欠陥が発生しやすい。当接角θの好ましい値としては、θ＝５〜３５°である。

又、前記クリーニングブレード自由長Ｌは図２に示すように支持部材２６２の端部から変形前のブレードの先端点の長さを表す。該自由長の好ましい値としてはＬ＝３〜１５ｍｍ、である。前記クリーニングブレードの厚さは０．５〜１０ｍｍが好ましい。

当接荷重Ｐはクリーニングブレード２６１を感光体２１に当接させたときの圧接力Ｐ′の法線方向ベクトル値である。又当接角θは感光体の当接点Ａにおける接線Ｘと変形前のブレード（図面では点線で示した）とのなす角を表す。

本発明のクリーニングブレードの当接荷重Ｐは、バネ荷重の場合はバネ定数とバネの変異量から計算する。重り荷重の場合は、荷重重さから計算する。その他の荷重方法の場合は重量計等を用いて直接荷重を測定する。

前記ブレードクリーニング方式に用いられる弾性体ゴムブレードの材質としてはウレタンゴム、シリコーンゴム、フッソゴム、クロロピレンゴム、ブタジエンゴム等が知られているが、これらの内、ウレタンゴムは他のゴムに比して摩耗特性が優れている点で特に好ましい。例えば、特開昭５９−３０５７４号に記載のポリカプロラクトンエステルとポリイソシアネートとを反応硬化せしめて得られるウレタンゴム等が好ましい。

弾性体ゴムブレードの物性のうち硬度と反発弾性を同時にコントロールすることによりより有効にブレードの反転を抑制できる。２５±５℃におけるブレードのＪＩＳＡ硬度が６５よりも小さくなるとブレードの反転が起こり易くなり、８０より大きくなるとクリーニング性能が低下する。また、反発弾性が７５％を超えるとブレードの反転がおこり易くなり、２０％以下だとクリーニング性能が低下する（ＪＩＳＡ硬度及び反発弾性ともＪＩＳＫ６３０１の加硫ゴム物理試験方法に基づき測定する）。

本発明の有機感光体は電子写真複写機、レーザプリンター、ＬＥＤプリンター及び液晶シャッター式プリンター等の電子写真装置一般に適応するが、更に、電子写真技術を応用したディスプレー、記録、軽印刷、製版及びファクシミリ等の装置にも幅広く適用することができる。

以下、実施例をあげて本発明を詳細に説明するが、本発明の様態はこれに限定されない。尚、下記文中「部」とは「質量部」を表す。

感光体１の作製
下記の様に感光体１を作製した。

直径１００ｍｍφ、長さ３４６ｍｍの円筒状アルミニウム支持体の表面を切削加工し、ＪＩＳＢ０６０１で規定される十点表面粗さＲｚ＝１．５（μｍ）の導電性支持体を用意した。
〈中間層〉
下記組成の分散液（分散機としてサンドミルを用いて、バッチ式で１０時間の分散を行った）を同じ混合溶媒にて二倍に希釈し、一夜静置後に濾過（フィルター；日本ポール社製リジメッシュ５μｍフィルター）し、中間層塗布液を作製した。

ポリアミド樹脂ＣＭ８０００（東レ社製）１部
酸化チタン（数平均粒径３５ｎｍの疎水化表面処理を施した酸化チタン）３部
メタノール１０部
前記支持体上に上記中間層塗布液を塗布し、乾燥膜厚２μｍの中間層を形成した。
〈電荷発生層〉
電荷発生物質：チタニルフタロシアニン顔料（Ｃｕ−Ｋα特性Ｘ線回折スペクトル測定で、少なくとも２７．３°の位置に最大回折ピークを有するチタニルフタロシアニン顔料）２０部
ポリビニルブチラール樹脂（＃６０００−Ｃ：電気化学工業社製）１０部
酢酸ｔ−ブチル７００部
４−メトキシ−４−メチル−２−ペンタノン３００部
を混合し、サンドミルを用いて１０時間分散し、電荷発生層塗布液を調製した。この塗布液を前記中間層の上に浸漬塗布法で塗布し、乾燥膜厚０．５μｍの電荷発生層を形成した。

〈電荷輸送層〉
電荷輸送物質（例示化合物ＣＴＭ−Ａ）１００部
バインダー：ポリカーボネート樹脂（例示化合物ＰＣ−１、粘度平均分子量２万）
２００部
ＴＨＦ／トルエン（混合比８／２）１０００部
シリコンオイル（ＫＦ−９４：信越化学社製）１部
を混合し、溶解して電荷輸送層塗布液を調製した。この塗布液を前記電荷発生層の上に浸漬塗布法で乾燥膜厚２２μｍの電荷輸送層を塗布し、１３０℃で７０分間の乾燥を行い、感光体１を作製した。

感光体２〜１０の作製
感光体１の作製において、電荷輸送層のバインダー、電荷輸送物質の種類、及び量を表１のように変化させた以外は感光体１と同様にして感光体２〜１０を作製した。

表１中ＣＴＭ−Ｃは下記の化合物である。

本発明に用いるトナー及び該トナーを用いた現像剤を作製した。

トナー１の作製
ｎ−ドデシル硫酸ナトリウム０．９０ｋｇと純水１０．０リットルを入れ攪拌溶解した。この溶液に、リーガル３３０Ｒ（キャボット社製カーボンブラック）１．２０ｋｇを徐々に加え、１時間よく攪拌した後に、サンドグラインダー（媒体型分散機）を用いて、２０時間連続分散した。このものを「着色剤分散液１」とする。

また、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．０５５ｋｇとイオン交換水４．０リットルとからなる溶液を「アニオン界面活性剤溶液Ａ」とする。

ノニルフェノールポリエチレンオキサイド１０モル付加物０．０１４ｋｇとイオン交換水４．０リットルとからなる溶液を「ノニオン界面活性剤溶液Ｂ」とする。

過硫酸カリウム２２３．８ｇをイオン交換水１２．０リットルに溶解した溶液を「開始剤溶液Ｃ」とする。

温度センサー、冷却管、窒素導入装置を付けた容積１００リットルのＧＬ（グラスライニング）反応釜に、ＷＡＸエマルジョン（数平均分子量３０００のポリプロピレンエマルジョン：数平均一次粒子径＝１２０ｎｍ／固形分濃度＝２９．９％）３．４１ｋｇと「アニオン界面活性剤溶液Ａ」全量と「ノニオン界面活性剤溶液Ｂ」全量とを入れ、攪拌を開始した。次いで、イオン交換水４４．０リットルを加えた。

加熱を開始し、液温度が７５℃になったところで、「開始剤溶液Ｃ」全量を滴下して加えた。その後、液温度を７５℃±１℃に制御しながら、スチレン１２．１ｋｇとアクリル酸ｎ−ブチル２．８８ｋｇとメタクリル酸１．０４ｋｇとｔ−ドデシルメルカプタン５４８ｇとを滴下しながら投入した。滴下終了後、液温度を８０℃±１℃に上げて、６時間加熱攪拌を行った。ついで、液温度を４０℃以下に冷却し攪拌を停止し、ポールフィルターで濾過してラテックスを得た。これを「ラテックス−Ａ」とする。

なお、ラテックス−Ａ中の樹脂粒子のガラス転移温度は５７℃、軟化点は１２１℃、分子量分布は、重量平均分子量＝１．２７万、重量平均粒径は１２０ｎｍであった。

ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．０５５ｋｇをイオン交換純水４．０リットルに溶解した溶液を「アニオン界面活性剤溶液Ｄ」とする。

また、ノニルフェノールポリエチレンオキサイド１０モル付加物０．０１４ｋｇをイオン交換水４．０リットルに溶解した溶液を「ノニオン界面活性剤溶液Ｅ」とする。

過硫酸カリウム（関東化学社製）２００．７ｇをイオン交換水１２．０リットルに溶解した溶液を「開始剤溶液Ｆ」とする。

温度センサー、冷却管、窒素導入装置、櫛形バッフルを付けた１００リットルのＧＬ反応釜に、ＷＡＸエマルジョン（数平均分子量３０００のポリプロピレンエマルジョン：数平均一次粒子径＝１２０ｎｍ／固形分濃度２９．９％）３．４１ｋｇと「アニオン界面活性剤溶液Ｄ」全量と「ノニオン界面活性剤溶液Ｅ」全量とを入れ、攪拌を開始した。

次いで、イオン交換水４４．０リットルを投入した。加熱を開始し、液温度が７０℃になったところで、「開始剤溶液Ｆ」を添加した。ついで、スチレン１１．０ｋｇとアクリル酸ｎ−ブチル４．００ｋｇとメタクリル酸１．０４ｋｇとｔ−ドデシルメルカプタン９．０２ｇとをあらかじめ混合した溶液を滴下した。滴下終了後、液温度を７２℃±２℃に制御して、６時間加熱攪拌を行った。さらに、液温度を８０℃±２℃に上げて、１２時間加熱攪拌を行った。液温度を４０℃以下に冷却し攪拌を停止した。ポールフィルターで濾過し、この濾液を「ラテックス−Ｂ」とする。

なお、ラテックス−Ｂ中の樹脂粒子のガラス転移温度は５８℃、軟化点は１３２℃、分子量分布は、重量平均分子量＝２４．５万、重量平均粒径は１１０ｎｍであった。

塩析剤としての塩化ナトリウム５．３６ｋｇをイオン交換水２０．０リットルに溶解した溶液を「塩化ナトリウム溶液Ｇ」とする。

フッ素系ノニオン界面活性剤１．００ｇをイオン交換水１．００リットルに溶解した溶液を「ノニオン界面活性剤溶液Ｈ」とする。

温度センサー、冷却管、窒素導入装置、粒径および形状のモニタリング装置を付けた１００リットルのＳＵＳ反応釜に、上記で作製したラテックス−Ａ＝２０．０ｋｇとラテックス−Ｂ＝５．２ｋｇと着色剤分散液１＝０．４ｋｇとイオン交換水２０．０ｋｇとを入れ攪拌した。ついで、４０℃に加温し、塩化ナトリウム溶液Ｇ、イソプロパノール（関東化学社製）６．００ｋｇ、ノニオン界面活性剤溶液Ｈをこの順に添加した。その後、１０分間放置した後に、昇温を開始し、液温度８５℃まで６０分で昇温し、８５±２℃にて０．５〜３時間加熱攪拌して塩析／融着させながら粒径成長させた。次に純水２．１リットルを添加して粒径成長を停止させ、融着粒子分散液を作製した。

温度センサー、冷却管、粒径および形状のモニタリング装置を付けた５リットルの反応容器に、上記で作製した融着粒子分散液５．０ｋｇを入れ、液温度８５℃±２℃にて、０．５〜１５時間加熱攪拌して形状制御した。その後、４０℃以下に冷却し攪拌を停止した。次に遠心分離機を用いて、遠心沈降法により液中にて分級を行い、目開き４５μｍの篩いで濾過し、この濾液を会合液とする。ついで、ヌッチェを用いて、会合液よりウェットケーキ状の非球形状粒子を濾取した。その後、イオン交換水により洗浄した。この非球形状粒子をフラッシュジェットドライヤーを用いて吸気温度６０℃にて乾燥させ、ついで流動層乾燥機を用いて６０℃の温度で乾燥させた。得られた着色粒子の１００質量部に、シリカ微粒子（数平均一次粒径（１５ｎｍ）の疎水化表面処理を行なったシリカ）、１質量部、及びチタン酸ストロンチウムＡ、１質量部をヘンシェルミキサーにて外添混合して乳化重合会合法によるトナー１を得た。該トナー１の形状係数等を測定した結果、１．２〜１．６の範囲にあるトナー粒子の割合は６８．３、角がないトナー粒子をの割合は８８％、最頻階級に含まれるトナー粒子の相対度数（ｍ₁）と、前記最頻階級の次に頻度の高い階級に含まれるトナー粒子の相対度数（ｍ₂）との和（Ｍ）は８０．７であった。

トナー２〜５の作製
トナー１の作製において、チタン酸ストロンチウムＡ、１質量部を表２のように変更した以外は同様にしてトナー２〜５を作製した。

表２中、
チタン酸ストロンチウムＡ：数平均一次粒径（０．２３μｍ）表面処理なし
チタン酸ストロンチウムＢ：数平均一次粒径（０．５５μｍ）表面処理なし
チタン酸ストロンチウムＣ：数平均一次粒径（０．６５μｍ）表面処理なし
チタン酸ストロンチウムＤ：数平均一次粒径（０．７５μｍ）表面処理なし
チタン酸ストロンチウムＥ：数平均一次粒径（０．１５μｍ）表面処理なし
〔現像剤の作製〕
トナー１〜１０の各々１０質量部と、スチレン−メタクリレート共重合体で被覆した４５μｍフェライトキャリア１００質量部とを混合することにより、評価用の現像剤１〜５を作製した。

評価
評価機として、ミノルタ社Ｄｉ６２０機（デジタル複写機：感光体、帯電器、現像器、クリーニング装置及び除電器を備えている）を使用した。

感光体１〜１０及び現像剤１〜５を表３のように組み合わせ、上記Ｄｉ６２０機に装着し一般環境２０℃５０％ＲＨ環境下においてコピー印字率１０％のチャートをＡ４紙で１０万のコピーを実施。その後、６％の文字画像、ベタ白画像、ベタ黒画像、ハーフトーン画像をＡ３に５枚複写し、画像評価を行った。結果を表３に示す。

評価条件と判定基準は、下記に示す通りである。

評価条件
帯電条件
帯電器；初期帯電電位を約−６５０Ｖ
現像条件
ＤＣバイアス；約−５００Ｖ
転写条件
コロナ帯電方式、転写ダミー電流値：４５μＡ
クリーニング条件
ゴムブレード；自由長：９ｍｍ、厚さ：２ｍｍ、硬度：６７°、反発弾性：５２％、
感光体当接角：１０．５度感光体当接荷重は表３のように変化させた。

評価項目及び評価基準
トナーフィルミング
感光体上にトナーフィルミングの発生の有無を観察し、このトナーフィルミングと一致した画像むら（白筋や黒筋等）の発生の有無をベタ白画像又はベタ黒画像で下記の基準で評価した。

◎：感光体上にトナーフィルミングの発生がなく、トナーフィルミングによる画像むらの発生が見られない（良好）。

○：感光体上にトナーフィルミングの発生がわずかに見られるが、該トナーフィルミングに対応したの画像むらの発生が肉眼では見分けにくい（実用上問題なし）。

×：感光体上にトナーフィルミングの発生が見られ、該トナーフィルミングに対応した画像むらの発生が肉眼で判別できる（実用上問題あり）。

ブラックスポット
周期性が感光体の周期と一致し、ブラックスポット（苺状のスポット画像）がＡ４サイズ当たり何個あるかで判定した。

◎：０．４ｍｍ以上のブラックスポットの発生頻度：０個／Ａ３（良好）
○：０．４ｍｍ以上のブラックスポットの発生頻度：１個／Ａ３以上、５個／Ａ３以下が１枚以上発生（実用上問題なし）
×：０．４ｍｍ以上のブラックスポットの発生頻度：５個／Ａ３以上が１枚以上発生（実用上問題有り）
筋状の画像欠陥
感光体上に筋の発生の有無を観察し、この筋と一致したハーフトーン画像の白筋や黒筋等の画像欠陥の発生の有無を下記の基準で評価した。

◎：感光体上に筋傷の発生がなく、ハーフトーン画像の白筋や黒筋等の画像欠陥の発生が見られない（良好）。

○：感光体上に小さな筋傷の発生が見られるが、ハーフトーン画像の白筋や黒筋等の画像欠陥の発生が見られない（実用上問題なし）。

×：感光体上に筋傷の発生が見られ、ハーフトーン画像にも白筋や黒筋等の画像欠陥の発生がある（実用上問題あり）。

カブリの評価
高温高湿（３０℃８０％ＲＨ）で画だししたベタ白画像をマクベス社製ＲＤ−９１８を使用し反射濃度で測定した。

カブリ
◎：カブリの発生なし
○：相対濃度（複写していないＡ４紙の濃度を０．００とする）で、０．０１未満のカブリの発生が時々ある：実用上問題ないレベル
×：相対濃度で、０．０２以上のカブリの発生がある：実用上問題となるレベル
画像濃度
低温低湿（１０℃２０％ＲＨ）で画だししたベタ黒画像をマクべス社製ＲＤ−９１８を使用し反射濃度で測定した。

◎：１．２以上：良好
○：１．２未満〜０．８：実用上問題ないレベル
×：０．８未満：実用上問題となるレベル

表３から明らかなように、有機感光体の表面のユニバーサル硬さが２３０〜３００Ｎ／ｍｍ²、ヤング率が５５００〜６５００ＭＰａであり、現像剤が０．２〜０．７μｍの無機外添剤を有する重合トナーを用いた組み合わせＮｏ．１〜３、７，９〜１２、１５、１６は上記評価において、トナーフィルミングの発生が少なく、ブラックスポット、筋状の画像欠陥の発生も少なく、カブリや画像濃度の評価も良好な電子写真画像が得られているが、一方、ユニバーサル硬さ及びヤング率の少なくとも１つが下限値より低い本発明外の感光体を用いた組み合わせＮｏ．４〜６及び８は筋状の画像欠陥が発生し、総合評価が低下している。又、無機外添剤の粒径が０．７５μｍのトナーを用いた組み合わせＮｏ．１３はブラックスポット、筋状の画像欠陥が発生し、総合評価が劣っている。又、無機外添剤の粒径が０．１５μｍのトナーを用いた組み合わせＮｏ．１４ブラックスポットが発生し、総合評価が劣っている。又、ユニバーサル硬さ及びヤング率が本発明の上限値より大きい感光体を用いた組み合わせＮｏ．１７はトナーフィルミングの発生及びブラックスポットの発生が見られる。

本発明の画像形成装置の機能が組み込まれた概略図である。本発明に用いられるクリーニングブレードの感光体への当接方法を示した断面図である。（ａ）は、角のないトナー粒子の投影像を示す説明図であり、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ角のあるトナー粒子の投影像を示す説明図である。

符号の説明

１画像形成装置
２１感光体
２２帯電手段
２３現像手段
２４転写極
２５分離極
２６クリーニング手段
３０露光光学系
４５転写搬送ベルト装置
５０定着手段
２５０分離爪ユニット

Claims

有機感光体上に形成された静電潜像を現像剤を有する現像手段でトナー像に顕像化し、該トナー像を転写材に転写する転写手段、該トナー像を転写材に転写した後の有機感光体面上に残留するトナーをクリーニングブレードを有するクリーニング手段で除去する画像形成装置において、該有機感光体の表面層が粘度平均１〜５万のポリカーボネートを含有し、該有機感光体の表面のユニバーサル硬さが２３０〜３００Ｎ／ｍｍ^２、ヤング率が５５００〜６５００ＭＰａであり、前記現像剤が０．２〜０．７μｍのチタン酸ストロンチウムを有する重合トナーを含有することを特徴とする画像形成装置。
前記クリーニングブレードが有機感光体の表面に１５〜２５Ｎ／ｍの当接荷重で当接されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
有機感光体上に形成された静電潜像を現像剤を有する現像手段でトナー像に顕像化し、該トナー像を転写手段で転写材に転写した後、有機感光体面上に残留するトナーをクリーニングブレードを有するクリーニング手段で除去する画像形成方法において、該有機感光体の表面層が粘度平均１〜５万のポリカーボネートを含有し、該有機感光体の表面のユニバーサル硬さが２３０〜３００Ｎ／ｍｍ ^２、ヤング率が５５００〜６５００ＭＰａであり、前記現像剤が０．２〜０．７μｍのチタン酸ストロンチウムを有する重合トナーを含有することを特徴とする画像形成方法。