(57)【要約】【課題】感光体表面の付着物の除去を効果的に行うことができ、長期に渡りクリーニング性能を維持する、像担持体の付着物除去方法を提供する。【解決手段】画像形成工程時以外に、付着物除去工程を設ける。付着物除去工程時は、現像ローラ９の逆回転、現像ローラ２の移動によるＰＧギャップの変化、ドクターブレード１０の移動によるＤＧギャップの変化によって、ＰＧ部に搬送する現像剤量を増加させて、現像剤により感光体１表面を研磨する。研磨時には現像ローラ９に現像バイアスを印加することが好ましい。【選択図】　　　　図２
2004109232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に付着する付着物を除去する、像担持体の付着物除去方法において、
現像手段に配置される現像剤担持体上の現像剤量を変化させて、現像剤担持体上の現像剤を像担持体に摺擦させ、像担持体表面を研磨する
ことを特徴とする像担持体の付着物除去方法。
【請求項２】
前記像担持体の付着物除去方法は、現像剤担持体を現像時と逆方向に回転させ、現像剤担持体上の現像剤量を変化させて、像担持体を研磨する
ことを特徴とする請求項１に記載の像担持体の付着物除去方法。
【請求項３】
前記像担持体の付着物除去方法は、像担持体と現像剤担持体との間で形成される現像ニップ部の距離を現像時より狭くし、現像剤担持体上の現像剤量を変化させて、像担持体を研磨する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の像担持体の付着物除去方法。
【請求項４】
前記像担持体の付着物除去方法は、現像剤担持体と現像剤規制部材との間の距離を現像時より広くし、現像剤担持体上の現像剤量を変化させて、像担持体を研磨する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の像担持体の付着物除去方法。
【請求項５】
前記像担持体の付着物除去方法は、像担持体の研磨時における現像剤担持体上の現像剤量が、現像時における現像剤担持体上の現像剤量の１．２倍以上６．０倍未満である
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の像担持体の付着物除去方法。
【請求項６】
前記像担持体の付着物除去方法は、現像剤担持体上の現像剤量を変化させた後、像担持体のみ回転させて、像担持体を研磨する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の像担持体の付着物除去方法。
【請求項７】
前記像担持体の付着物除去方法は、像担持体の研磨時に、現像ニップ部に交流バイアスを印加する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の像担持体の付着物除去方法。
【請求項８】
前記像担持体の付着物除去方法は、像担持体の研磨時に、現像ニップ部に直流バイアスを印加し、且つ現像剤担持体表面と像担持体表面とに電位差を設ける
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の像担持体の付着物除去方法。
【請求項９】
前記像担持体の付着物除去方法は、像担持体の研磨時に、現像剤担持体上の現像剤中のトナーを像担持体に移動させて後に像担持体を研磨する
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の像担持体の付着物除去方法。
【請求項１０】
少なくとも、像担持体と、像担持体表面に形成される潜像を現像して可視化する現像手段とを一体に構成するプロセスカートリッジにおいて、
該プロセスカートリッジは、現像手段に配置される現像剤担持体上の現像剤量を変化させて、現像剤担持体上の現像剤を像担持体に摺擦させ、像担持体表面を研磨してなる、像担持体の付着物除去方法を用いる
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１１】
請求項１０に記載のプロセスカートリッジにおいて、
前記像担持体の付着物除去方法は、請求項２乃至９のいずれかに記載の像担持体の付着物除去方法である
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１２】
像担持体と、像担持体表面を均一に帯電する帯電手段と、帯電した像担持体表面に潜像を形成する露光手段と、像担持体表面に形成された潜像を現像して可視化する現像手段と、像担持体表面上の可視像を転写材又は中間転写体に転写後に転写材に転写する転写手段とを備える画像形成装置において、
該画像形成装置は、現像手段に配置される現像剤担持体上の現像剤量を変化させて、現像剤担持体上の現像剤を像担持体に摺擦させ、像担持体表面を研磨してなる、像担持体の付着物除去方法を用いる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の画像形成装置において、
前記像担持体の付着物除去方法は、請求項２乃至９のいずれかに記載の像担持体の付着物除去方法である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載の画像形成装置において、
前記現像手段で使用されるトナーは、着色剤とポリエステルを主成分とし、荷電制御剤を含有してなるトナー母体粒子に、少なくともシリカ微粒子を外添してなるトナーであって、
シリカ微粒子のトナーからの遊離率は、１．０〜２０．０％である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の画像形成装置において、
前記現像手段で使用されるトナーは、離型剤を含有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる像担持体の付着物除去方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置は、像担持体としての感光体の表面を均一に帯電させる工程と、帯電された感光体表面に露光によって静電潜像を書き込む露光工程と、形成された静電潜像をトナーによって現像する現像工程と、現像によって形成された感光体上のトナー像を用紙に転写する転写工程と、用紙上のトナー像を定着させる定着工程等を経て画像を形成する。転写工程を終えた感光体は、クリーニング工程を経て次の画像形成に備える。
しかし、感光体上に転写残トナーやトナーの外添剤、用紙の紙粉、または帯電工程で発生する帯電生成物等が付着して蓄積すると、クリーニング工程ではクリーニングしきれなくなり、異常画像を発生させる原因となる。
【０００３】
従来、これらの付着物は、クリーニング工程でブレードやブラシローラによって、感光体表面ごと研磨することで除去してきた。しかしながら近年、感光体の高寿命化にともない、感光体表面の強度が増してきている。このため、付着物は研磨されることなく感光体に付着し、その除去が困難になっている。
これらの付着物は、クリーニング工程へ入力される転写残トナーが多い部分では、転写残トナーが研磨剤として働くために、除去することが可能である。しかし、原稿によっては、転写残トナー入力が少ない部分や無い部分が存在し、その場合は除去が困難となる。
【０００４】
トナーを用いて感光体表面の付着物を除去する技術としては、クリーニング装置内のブラシローラまたは弾性ローラに、感光体から回収した転写残トナーを担持させ、ローラを感光体表面に押し当て、感光体表面を研磨する技術がある（例えば、特許文献１、２、３、４参照）。
また、クリーニング装置のブラシローラ表面に凹部を設け、転写残トナーを担持させやすくした技術もある（例えば、特許文献５参照）。
また、画像形成時以外のタイミングでベタあるいはハーフトーンの画像を形成し、クリーニング工程へ入力されるトナー量を多くしてクリーニングを行う技術もある（例えば、特許文献６参照）。
【０００５】
また、クリーニング工程の前に感光体表面研磨手段を設けた技術も提案されている（例えば、特許文献７参照）。感光体表面研磨手段は、ファーブラシ又はマグネットローラと、トナー及び／又は磁性キャリアとを有し、磁気ブラシを形成して感光体を摺擦する。
【０００６】
一方で、クリーニング工程をクリーニング装置以外で行う、いわゆるクリーナレスシステムに関する技術が提案されている。これは、感光体上の転写残トナーを主に現像装置によって回収するシステムであり、クリーニング装置や廃トナーの貯留手段を設ける必要がないため、装置構成の簡略化、小型化、さらにはトナー再利用によるコストの低減、環境保護対策等を図ることができる。現像装置は現像工程と同時に、或いはクリーニング工程を設けて感光体表面のクリーニングを行う。クリーナレスシステムは、転写残トナーを除去しきれずに発生するゴースト現象や画像ボケ現象を引き起こしやすいが、クリーニング工程時に現像装置の線速を変更するよう制御し、または接触型転写装置の線速を変更するよう制御することで感光体を摺擦し、これを改善するとした技術がある（例えば、特許文献８）。また、転写搬送ベルトに短冊状の研磨部材を設け、クリーニング工程時に感光体を研磨させる技術も提案されている（例えば、特許文献９）。
【０００７】
ところで、近年、画像のより高い解像度や階調性が検討される中で、潜像を可視化するトナー側の改良としては、高精細画像を形成するために、更なる球形化、小粒径化の検討がなされている。
例えば、特定の粒径分布を有する球形化した粉砕型のトナーが提案されている（例えば、特許文献１０、１１、１２、１３）。また、懸濁重合により球形化、小粒径化されたトナーを得る方法（例えば、特許文献１４）、バインダー樹脂と着色剤とを水と混和しない溶媒中で混合し、分散安定剤の存在下で水系溶媒中に分散させ、球形化、小粒径化されたトナーを得る方法（例えば、特許文献１５）、一部に変性された樹脂を含むバインダー樹脂と、着色剤とを有機溶媒中で混合し、水系溶媒中に分散させて、変性された樹脂の重付加反応を行わせ、球形化、小粒径化したトナーを得る方法（例えば、特許文献１６）が提案されている。このようなトナーにより、画質の向上、流動性の向上が得られている。
【０００８】
しかしながら、球形化、小粒径化されたトナーを用いた場合、画像形成後に行われる感光体上のクリーニングにいくつかの問題を生じている。
その一つは、感光体上に未転写で残るトナーのクリーニングが、クリーニングブレードを用いたクリーニング方式では、ブレードと感光体の間で球形トナーが回転し、その隙間に入り込むため、クリーニングされにくいことである。この点につき、懸濁重合後の重合体を分散媒中でガラス転移点以上に加熱し凝集粒子を得、その凝集粒子を加温されたジェット気流中に導入し、凝集粒子を解砕すると同時に乾燥することにより、不定形状の小粒径トナーを得る方法が提案されている（例えば、特許文献１７）。また、バインダー樹脂と着色剤とを水と混和しない溶媒中で混合し、分散安定剤の存在下で水系媒体中に分散させ、得られた懸濁液から加熱および／または減圧により溶剤を除去することにより、表面に凹凸を有するトナー粒子を得る方法が提案されている（例えば、特許文献１８）。
【０００９】
また、一つは、トナーに内添、あるいは外添されている離型性を向上させるためのワックスや流動性を向上させるための無機微粒子等が、トナーから離脱して感光体上に付着するということである。トナーが小粒径化するにつれ、これらの添加物がトナー中に占める含有率は、従来のトナーに比べ高くなるため、上記した感光体上の付着物は増加する傾向にある。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１１−２９９８号公報
【特許文献２】
特開平１１−１６１１０４号公報
【特許文献３】
特開２０００−２３１３００号公報
【特許文献４】
特開２０００−２７６０２６号公報
【特許文献５】
特開平５−３２３８４５号公報
【特許文献６】
特開２００１−２８２０１０号公報
【特許文献７】
特開平１０−１３３５１０号公報
【特許文献８】
特開平１０−２４０００４号公報
【特許文献９】
特開平１０−２２８２１９号公報
【特許文献１０】
特開平１−１１２２５３号公報
【特許文献１１】
特開平２−２８４１５８号公報
【特許文献１２】
特開平３−１８１９５２号公報
【特許文献１３】
特開平４−１６２０４８号公報
【特許文献１４】
特開平５−７２８０８号公報
【特許文献１５】
特開平９−１５９０２号公報
【特許文献１６】
特開平１１−１３３６６８号公報
【特許文献１７】
特開平５−１８８６４２号公報
【特許文献１８】
特開平９−１５９０３号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のクリーニング方法では、これらの感光体上の付着物を十分に除去することは困難であった。除去されない付着物質は、それがワックスを主成分とするものであるならばフィルミングを起こし、無機微粒子を主成分とするならばそれが核となって成長していき、経時で画像に悪影響を及ぼすことになる。
上記問題点に鑑み、本発明は、感光体表面の付着物の除去を簡単な構成で効果的に行うことができ、長期に渡り付着物除去性能を維持する、像担持体の付着物除去方法を提供することを課題とする。
また、上記像担持体の付着物除去方法を用いて感光体表面の付着物の除去を効果的に行い、長期に渡り良好な画像を得ることが可能なプロセスカートリッジ、並びに画像形成装置を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の本発明は、像担持体上に付着する付着物を除去する、像担持体の付着物除去方法において、現像手段に配置される現像剤担持体上の現像剤量を変化させて、現像剤担持体上の現像剤を像担持体に摺擦させ、像担持体表面を研磨することを特徴とする像担持体の付着物除去方法である。
請求項２に記載の本発明は、前記像担持体の付着物除去方法は、現像担持体を現像時と逆方向に回転させ、現像剤担持体上の現像剤量を変化させて、像担持体を研磨することを特徴とする請求項１に記載の像担持体の付着物除去方法である。
【００１３】
請求項３に記載の本発明は、前記像担持体の付着物除去方法は、像担持体と現像剤担持体との間で形成される現像ニップ部の距離を現像時より狭くし、現像剤担持体上の現像剤量を変化させて、像担持体を研磨することを特徴とする請求項１又は２に記載の像担持体の付着物除去方法である。
請求項４に記載の本発明は、前記像担持体の付着物除去方法は、現像剤担持体と現像剤規制部材との間の距離を現像時より広くし、現像剤担持体上の現像剤量を変化させて、像担持体を研磨することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の像担持体の付着物除去方法である。
請求項５に記載の本発明は、前記像担持体の付着物除去方法は、像担持体の研磨時における現像剤担持体上の現像剤量が、現像時における現像剤担持体上の現像剤量の１．２倍以上６．０倍未満であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の像担持体の付着物除去方法である。
請求項６に記載の本発明は、前記像担持体の付着物除去方法は、現像剤担持体上の現像剤量を多くした後、像担持体のみ回転させて、像担持体を研磨することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の像担持体の付着物除去方法である。
【００１４】
請求項７に記載の本発明は、前記像担持体の付着物除去方法は、像担持体の研磨時に、現像ニップ部に交流バイアスを印加することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の像担持体の付着物除去方法である。
請求項８に記載の本発明は、前記像担持体の付着物除去方法は、像担持体の研磨時に、現像ニップ部に直流バイアスを印加し、且つ現像剤担持体表面と像担持体表面とに電位差を設けることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の像担持体の付着物除去方法である。
請求項９に記載の本発明は、前記像担持体の付着物除去方法は、像担持体の研磨時に、現像剤担持体上の現像剤中のトナーを像担持体に移動させて後に像担持体を研磨することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の像担持体の付着物除去方法である。
【００１５】
請求項１０に記載の本発明は、少なくとも、像担持体と、像担持体表面に形成される潜像を現像して可視化する現像手段とを一体に構成するプロセスカートリッジにおいて、該プロセスカートリッジは、現像手段に配置される現像剤担持体上の現像剤量を変化させて、現像剤担持体上の現像剤を像担持体に摺擦させ、像担持体表面を研磨してなる、像担持体の付着物除去方法を用いることを特徴とするプロセスカートリッジである。
請求項１１に記載の本発明は、請求項１０に記載のプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体の付着物除去方法は、請求項２乃至９のいずれかに記載の像担持体の付着物除去方法であることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００１６】
請求項１２に記載の本発明は、像担持体と、像担持体表面を均一に帯電する帯電手段と、帯電した像担持体表面に潜像を形成する露光手段と、像担持体表面に形成された潜像を現像して可視化する現像手段と、像担持体表面上の可視像を転写材又は中間転写体に転写後に転写材に転写する転写手段とを備える画像形成装置において、該画像形成装置は、現像手段に配置される現像剤担持体上の現像剤量を変化させて、現像剤担持体上の現像剤を像担持体に摺擦させ、像担持体表面を研磨してなる、像担持体の付着物除去方法を用いることを特徴とする画像形成装置である。
請求項１３に記載の本発明は、請求項１２に記載の画像形成装置において、前記像担持体の付着物除去方法は、請求項２乃至９のいずれかに記載の像担持体の付着物除去方法であることを特徴とする画像形成装置である。
請求項１４に記載の本発明は、請求項１２または１３に記載の画像形成装置において、前記現像手段で使用されるトナーは、着色剤とポリエステルを主成分とし、荷電制御剤を含有してなるトナー母体粒子に、少なくともシリカ微粒子を外添してなるトナーであって、シリカ微粒子のトナーからの遊離率は、１．０〜２０．０％であることを特徴とする画像形成装置である。
請求項１５に記載の本発明は、請求項１４に記載の画像形成装置において、前記現像手段で使用されるトナーは、離型剤を含有することを特徴とする画像形成装置である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下より、本発明の実施の形態について図に基づき説明する。
まず、本発明に係る画像形成装置の構成を説明する。
図１は、クリーナレスシステムを搭載した画像形成装置の主要部を示す断面図であり、像担持体である感光体１の周囲に、近接あるいは接触する帯電手段としての帯電ローラ２、露光手段である露光光３、現像手段としての現像装置４、転写手段としての転写ベルト６、除電手段としての除電ランプ８、光センサ７等が配置されている。現像装置４は、現像剤担持体としての現像ローラ９と、現像ローラ９上の現像剤を規制するドクターブレード１０と、現像剤を攪拌する攪拌スクリュー１１とを備えている。
画像形成工程は、帯電ローラ２によって感光体１上に一様な電荷をさせる帯電工程と、露光光３によって感光体１上に静電潜像を形成する露光工程と、現像装置４によって感光体１表面上の静電潜像を可視像化してトナー像とし、且つ転写残トナーを回収する現像同時クリーニング工程と、転写ベルト５によってトナー像を転写紙に転写する転写工程と、除電ランプ８によって感光体１上の残電荷を除電する除電工程とによって行われる。
【００１８】
図２は感光体１と現像ローラ９との位置関係を示す図である。
本発明の感光体１の付着物除去方法は、画像形成工程時以外の時間に任意のタイミングで付着物除去工程を設けて行う。付着物除去方法とは、画像形成工程時以上の量の現像剤を現像ニップ部としてのＰＧ部に搬送し、感光体１に対する現像剤の当接圧を高めて感光体１を回転させることで、画像形成工程時のクリーニング工程では除去できない付着物を研磨し除去する方法である。
本発明では、従来のようにトナーのみで付着物を研磨するのではなく、キャリアを混合した現像剤によって研磨することで、付着物を効果的に除去する。現像剤による感光体の研磨量を示す指針として、従来の一般的な画像形成装置では、クリーニング装置による研磨量が６割程度、現像装置によるものが４割程度の割合であることがわかっている。即ち、現像工程における研磨効果は大きいものであり、感光体に対する現像剤を増加して当接圧を高めることで、さらに研磨効果を上げ、従来では除去できなかった付着物を除去することができる。
【００１９】
現像ローラ９はマグネットを内包するマグネットローラであり、磁気ブラシは、現像ローラ９の主磁極によって形成される。
主磁極はその両側に補助磁極を備え、図２に示すように、感光体１を摺擦するＰＧ部の磁極が最も大きくなるように形成されている。そのため、ＰＧ部上流に現像剤が溜まると、感光体１の回転に連れられるとともに、現像ローラ９の磁極により、現像剤がＰＧ部に引き込まれやすい。
以下に、現像剤量を増加させるための具体的な実施形態を示す。
【００２０】
図３は実施形態１の動作を示す図である。
図３（ａ）は通常の画像形成工程時を示す。現像ローラ９は現像バイアスを印加されており、表面に現像剤からなる磁気ブラシを形成し、磁気ブラシ先端が感光体１に当接して、感光体１上の潜像を現像する。これが、付着物除去工程時に、現像バイアス印加を停止し、感光体１を停止して現像ローラ９のみを逆回転させると、図３（ｂ）に示すように、磁気ブラシも担持されたまま逆回転する。逆回転距離は磁気ブラシがＰＧ部上流に移動する程度でよい。その後、現像ローラ９を停止して感光体１のみを回転させると、図３（ｃ）に示すようにＰＧ部上流に溜まった現像剤が、ＰＧ部へ搬送される現像剤量を増加させ、感光体１表面を研磨することができる。
【００２１】
図４は実施形態２の動作を示す図である。
本実施形態では現像ローラ９に移動機構を設ける。
図４（ａ）は通常の画像形成工程時を示す。現像ローラ９は感光体１に近接しているが、付着物除去時には、図４（ｂ）に示すように現像ローラ９または感光体１を移動してＰＧ部のギャップを狭くすることで、ＰＧ部上流に現像剤を溜め、且つＰＧ部に搬送される現像剤量を増加させ、感光体１表面を研磨することができる。
ＰＧギャップは、画像形成時は少なくともキャリア粒径の２倍以上の幅が好ましい。ＰＧギャップが狭すぎると、キャリアが稲穂状の磁気ブラシをうまく形成することができない。
移動機構としては、楕円形状の突き当てコロを用いる方法、偏心カムを用いる方法、またはこれらとスプリングとを併用する方法等を用いることができる。
【００２２】
図５は実施形態３の動作を示す図である。
本実施形態ではドクターブレード１０に移動機構を設ける。
図５（ａ）は通常の画像形成工程時を示す。ドクターブレード１０は現像ローラ９に近接しているが、付着物除去時には、図５（ｂ）に示すようにＤＧ部のギャップを広くすることで、現像剤量を増加させ、感光体１表面を研磨することができる。
ＤＧギャップは、画像形成工程時はキャリア粒径の２倍以上の幅が好ましい。
ＤＧギャップが狭すぎると、キャリアが通過できず、磁気ブラシがうまく形成されない。
移動機構としては、楕円形状の突き当てコロを用いる方法、偏心カムを用いる方法、またはこれらとスプリングとを併用する方法等を用いることができる。
【００２３】
実施形態２及び３では、ＰＧ部の現像剤を増加させた後、感光体１表面を研磨するときは、感光体１との線速比があれば現像ローラ９を回転させても研磨可能であるが、感光体１のみ回転させることがより効果的である。
また、実施形態１から３は、併せて用いてもよい。
なお、研磨され除去された後の付着物は現像装置４内に回収されるが、付着物除去工程を定期的に行うために除去される付着物量はごく僅かであり、再び現像に用いられても画像品質に影響のない範囲の量である。また、クリーニング装置を備える画像形成装置で本発明の除去方法を用いる場合は、研磨されて取れやすくはなったが取りきれなかった付着物を、クリーニング装置７で回収することができる。
【００２４】
付着物除去工程時の現像剤の増加量は、画像形成工程時の現像剤量を１とすると、１．２倍以上６．０倍未満が適量である。１．２倍未満だと、付着物除去の効果がない。６．０倍以上だと、現像剤があふれてしまい、ＰＧ部を現像剤が通過できなくなってしまったり、駆動負荷が大きくなりすぎてしまう。
付着物除去工程時の現像剤の増加量は、感光体径と、現像ローラ径と、現像ローラの回転線速／感光体の回転線速の比である線速比と、ＰＧ部のギャップとの関係によって異なるが、本発明に係る前記数値は、感光体径φ３０ｍｍ、現像ローラ径φ１８ｍｍ、線速比１．５、ＰＧ部ギャップ０．５ｍｍの評価機条件に基づき算出した。
【００２５】
上記実施形態１〜３の構成で、研磨時には、ＰＧ部に現像バイアスを印加することが好ましい。
現像バイアスは、直流電圧に交流電圧を重畳する交流バイアスが好適に用いられる。交流バイアスを印加することで、増加した現像剤に振動を与え、より効果的に感光体１を研磨することができる。
【００２６】
または、現像バイアスとして直流バイアスを印加し、且つ現像ローラ９表面と感光体表面１とに電位差を設けることが効果的である。現像バイアスは、トナーが感光体１に付着するような電位が好ましい。即ち画像形成工程時と同様の電位か、または少し大きめな電位がよい。電位が大きすぎると感光体１へのキャリア付着が発生する。付着物除去工程時にＰＧ部のトナーを感光体１に移動させ、キャリアのみとすることで、より効果的に感光体１を研磨することができる。
【００２７】
本発明の付着物除去方法により付着物を除去される感光体１は、フィラー粒子を表面層に分散させた有機感光体や、アモルファスシリコン系感光体であることが好ましい。フィラー粒子は、珪素、フッ素などの離型成分を含むことで離型性が向上し、クリーナレスシステムの画像形成装置には好適に用いられる。アモルファスシリコン系感光体は、導電性支持体上に、電荷発生領域と電荷輸送領域とを備えるアモルファスシリコン感光層を形成し、その上にアモルファス炭化シリコンからなる表面保護層を形成して構成され、表面硬度が高く、耐久性に優れている。
【００２８】
現像剤をくみ上げて担持する現像ローラ９は、前述したようにマグネットローラである。マグネットローラは、アルミニウム、真鍮、ステンレス等の非磁性円筒体からなり、磁極を形成するための複数の小磁石を内包する。現像ローラ９内の磁極は、感光体１と対向するＰＧ部に磁気ブラシを形成するための主磁極、主磁極の磁束密度の減衰率を高めるための補助磁極、現像ローラに現像剤を汲み上げるための汲み上げ磁極、汲み上げられた現像剤を搬送する搬送磁極、現像後の現像剤を現像装置４内に回収する回収磁極等がある。小磁石はこれらの磁極に対応するように、現像ローラ９の周方向に間隔をおいて配置されている。小磁石は非回転に設置され、非磁性円筒体のみが回転するようになっている。小磁石としては、フェライト磁石、フェライトボンド磁石等の従来公知の磁石材料や、鉄ネオジウムボロン合金磁石、サマリュウムコバルト金属合金磁石等の希土類金属合金磁石等、高磁力の材料を用いることもできる。
【００２９】
本発明の付着物除去方法に用いる現像剤は、公知のトナーとキャリアとを用いることができる。
トナーとしては、バインダー樹脂と、着色剤と、荷電制御剤と、好ましくは離型剤とからなる母体粒子に外添剤を添加したもので、粉砕法や重合法で製造された、いずれの粒径・形状のトナーも用いることができる。本発明の付着物除去方法は優れたクリーニング性を有することから、当然に、付着物除去しづらいトナーであってもよい。特に、画像品質性に優れながら付着物除去しづらいトナーとして、着色剤とポリエステルを主成分とし、荷電制御剤を含有してなるトナー母体粒子に、少なくともシリカ微粒子を外添してなるトナーが挙げられる。
該トナーは、荷電制御剤がトナー母体粒子表面に存在する重量Ｍとトナー母体粒子全体に存在する重量Ｔとの比Ｍ／Ｔが、１００以上１０００以下となるトナーである。ここで、重量比Ｍ／Ｔは、荷電制御剤以外の成分には存在せず、荷電制御剤のみに存在する、Ｈ、Ｃ、Ｏ、及び希ガス元素を除く長周期型の周期律表における第５周期までの１元素に対し、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）で測定される値である。
【００３０】
上記トナーは、バインダー樹脂としてガラス転移点（Ｔｇ）の低いポリエステルを用いるため、低温定着性に優れるトナーで、また、荷電制御剤が上記の重量比Ｍ／Ｔの値が示すように、圧倒的にトナー表面に存在することから、帯電安定性に優れたトナーである。さらに、トナー粒子の流動性、帯電性補助等のために無機微粒子を外添するが、この無機微粒子は、トナー表面に存在する荷電制御剤との反発で、トナーから遊離しやすい傾向にある。無機微粒子の中でも特にシリカ微粒子は、トナーから遊離して感光体上に付着し、画像品質に影響を及ぼす付着物質の成分になりやすいことが発明者らの試験から明らかになっている。しかしながら、本発明の付着物除去方法を用いる画像形成装置であれば、上記のトナーを用いることにより感光体上に発生する付着物質も除去することができ、画像品質を高品質に保つことができる。より具体的には、無機微粒子の遊離率１．０〜２０．０％の範囲であれば、本発明の画像形成装置によって、感光体上の付着物質を除去することができる。
【００３１】
以下に、トナーの具体的な構成成分、並びに製造方法について説明する。
（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。
【００３２】
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。
【００３３】
（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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。１万未満では耐オフセット性が悪化し、４０万を超えると低温定着性が悪化する。
【００３６】
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重付加反応により分子鎖が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）；イソシアヌレート類；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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
また、ポリエステルプレポリマー（Ａ）とアミン類（Ｂ）との伸長反応には、必要により伸長停止剤を用い、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。伸長停止剤としては、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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
（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。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）、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、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、等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。
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、主荷電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。
【００４４】
（離型剤）
上記トナーは、離型剤を含有することが好ましい。
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することなく高温オフセットに対し効果を示す。このようなワックス成分としては、以下のものが挙げられる。ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、及びおよびパラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。また、これら天然ワックスの外に、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。さらに、１２−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド及び、低分子量の結晶性高分子樹脂である、ポリ−ｎ−ステアリルメタクリレート、ポリ−ｎ−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートのホモ重合体あるいは共重合体（例えば、ｎ−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等）等、側鎖に長いアルキル基を有する結晶性高分子等も用いることができる。
荷電制御剤、離型剤はマスターバッチ、バインダ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良い。
【００４５】
（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。０．０１ｗｔ％より少ないと満足な流動性を得られず、５ｗｔ％を越えると外添剤がトナーから遊離しやすい。
無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。中でも、流動性付与剤としては、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用するのが好ましい。特に両微粒子の平均粒径が５×１０−２μｍ以下のものを使用して攪拌混合を行った場合、トナーとの静電力、ファンデルワールス力は格段に向上することより、所望の帯電レベルを得るために行われる現像機内部の攪拌混合によっても、トナーから流動性付与剤が脱離することなく、ホタルなどが発生しない良好な画像品質が得られて、さらに転写残トナーの低減が図られる。
【００４６】
酸化チタン微粒子は、環境安定性、画像濃度安定性に優れている反面、帯電立ち上がり特性の悪化傾向にあることより、酸化チタン微粒子添加量がシリカ微粒子添加量よりも多くなると、この副作用の影響が大きくなることが考えられる。
しかし、疎水性シリカ微粒子及び疎水性酸化チタン微粒子の添加量が０．３〜１．５ｗｔ％の範囲では、帯電立ち上がり特性が大きく損なわれず、所望の帯電立ち上がり特性が得られ、すなわち、コピーの繰り返しを行っても、安定した画像品質が得られる。
【００４７】
前述したように、無機微粒子の中でも特にシリカ微粒子は、トナーから脱離して感光体上に付着し、画像品質に影響を及ぼす付着物の成分になりやすい。上記トナーでは、シリカ微粒子のトナーからの遊離率は、１．０〜２０．０％である。
シリカ微粒子のトナーからの遊離率は、パーティクルアナライザーによる微粒子組織分析装置により測定することができる。測定方法としては、サイクロンパーティクルサンプラーまたはローボリウムサンプラーを用いてトナーをフィルター上に捕集し、捕集したトナーを微粒子１個ずつアスピレータにより吸い上げ、順次Ｈｅマイクロ波誘電プラズマ（Ｈ−ＭＩＰ）に導入する。導入された微粒子をプラズマ中で蒸発、原子化の過程を経て励起し、この励起に伴う発光スペクトルを利用して元素の定性を行う。
具体的には、パーティクルアナライザー（ｐｔ１０００：横河電機株式会社製）で、Ｈｅマイクロ波誘導プラズマ（Ｈｅ−ＭＩＰ）を微粒子に導入し、微粒子はプラズマ中で蒸発、原子価の過程を経て励起され、この励起に伴う発光スペクトルを利用して元素の定性を行うことで微粒子を１個づつ測定し、微粒子１個の組成と粒径、個数、粒子質量を同時に得る。Ｃ原子を基準としたＳｉ原子、Ｔｉ原子の発光の同期性を以下の式に当てはめて遊離率を求める。
【００４８】
＜測定条件＞
＊一回の測定におけるＣ検出数：５００〜１５００
＊ノイズカットレベル：１．５以下
＊ソート時間：２０ｄｉｇｉｔｓ
＊ガス：Ｏ３　　０．１％、Ｈｅガス
＊分析波長：
Ｓｉ原子：２８８．１６０ｎｍ
Ｔｉ原子：３３４．９００ｎｍ
Ｃ原子：２４７．８６０ｎｍ
＊使用チャンネル：
Ｓｉ原子：１又は２
Ｔｉ原子：１又は２
Ｃ原子：３又は４
【００４９】
これらの測定から、以下の式により遊離率を求める。
Ｓｉ原子の遊離率＝（Ｃ原子と同時に発光しなかったＳｉ原子のカウント数）／（Ｃ原子と同時に発光したＳｉ原子のカウント数＋Ｃ原子と同時に発光しなかったＳｉ原子のカウント数）×１００……式（１）
Ｔｉ原子の遊離率（Ｃ原子と同時に発光しなかったＴｉ原子のカウント数）／（Ｃ原子と同時に発光したＴｉ原子のカウント数＋Ｃ原子と同時に発光しなかったＴｉ原子のカウント数）×１００……式（２）
【００５０】
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。
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。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、酸価チタン、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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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）との重付加反応を行わせる。この反応は、分子鎖の伸長を伴うため伸長反応とも呼ぶ。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。
【００６０】
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。
【００６１】
５）上記で得られたトナー母体粒子に、荷電制御剤を打ち込み、ついで、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機微粒子を外添させ、トナーを得る。荷電制御剤の打ち込み、及び無機微粒子の外添は、ミキサー等を用いた公知の方法によって行われる。
【００６２】
キャリアは、磁性を有する芯材粒子と、好ましくはその表面の被覆層とからなり、公知の材料を用いることができる。芯材粒子としては、例えば鉄、コバルト、ニッケル、マグネタイト、ヘマタイト、二酸化クロム、Ｌｉ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｂａ系フェライト、Ｍｎ系フェライトなどの磁性体粒子を挙げることができる。被覆層は高耐久性及び再利用性の点から好適に用いられ、例えばシリコーン、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、などのスチレン系樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、メラミン樹脂等の樹脂を挙げることができる。また、樹脂中に荷電制御剤や導電性物質等の磁性体粒子を分散させたものでもよい。
キャリアの形状は、感光体１へのダメージを軽減するために球形が好ましい。
キャリアの平均粒径は、現像性の点から２５μｍ〜１００μｍ程度が好ましい。
【００６３】
本発明の像担持体の付着物除去方法は、感光体と、帯電手段及び現像手段から選択される任意の手段とを含んで一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在に形成したプロセスカートリッジに用いることができる。本プロセスカートリッジによって、小粒径トナーを用いた現像が行われる画像形成プロセスであっても、感光体上の付着物除去機能を長期に渡って維持し、画質の劣化を生じさせることのないプロセスカートリッジとすることができる。
【００６４】
本発明の像担持体の付着物除去方法を用いる画像形成装置は、図１の構成に限るものではなく、帯電手段、転写手段等は、その形態を問わない。感光体１上のトナー像を一旦転写されて担持する中間転写体を備える構成や、多色画像を形成するために感光体を複数備える構成であってもよい。
また、前記画像形成装置は、クリーニング装置を備えていてもよい。本発明の付着物除去方法はクリーナレスシステムの画像形成装置に好適に用いることができるが、クリーニング装置を備えることにより、さらにクリーニング性を向上させることができる。
【００６５】
【実施例】
以下に、実施形態を詳細に説明するための実施例を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
感光体径φ３０ｍｍ、現像ローラ径φ１８ｍｍ、現像ローラ回転線速／感光体回転線速としての線速比１．５、ＰＧ部ギャップ０．５に設定した画像形成装置で、現像ローラがくみ上げる現像剤量を変化し、付着物除去量を評価した。なお、本実施例は一例として、ＤＧ部のギャップを変化させて、現像ローラがくみ上げる現像剤量を変化させた。
付着物のある感光体を用い、感光体と現像ローラをともに回転させて付着物除去工程を行った。現像剤くみ上げ量は、現像ローラ上のドクターブレード通過後の現像剤量であり、付着物除去量は、付着物除去工程前の重量から工程後の重量を引いて算出した。
付着物除去工程時の現像剤くみ上げ量／画像形成時の現像剤くみ上げ量をくみ上げ量比として数値化し、また、付着物除去工程時の付着物除去量／画像形成時の付着物除去量を付着物除去量比として数値化した。なお、本実施例の構成では、画像形成時の現像剤くみ上げ量は約７０ｍｇ／ｃｍ２であった。結果を表１に示す。
【表１】
2004109232.tif 000003
表１から明らかなように、現像ローラのくみ上げ量を増加させて、ＰＧ部へ搬送される現像剤を増やすことで、感光体を研磨し、付着物を除去することができた。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、像担持体表面に付着したフィルミングトナーや外添剤等の付着物の除去を、省スペース且つ安価な構成で効果的に行うことができる、像担持体の付着物除去方法を提供することができる。
また、本発明の像担持体の付着物除去方法を用いることで、優れた付着物除去効果により、長期に渡り画質の劣化を生じることのないプロセスカートリッジ並びに画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の主要部を示す構成図である。
【図２】感光体と現像ローラの位置関係を示す図である。
【図３】実施形態１に係る図である。
【図４】実施形態２に係る図である。
【図５】実施形態３に係る図である。
【符号の説明】
１　感光体（像担持体）
２　帯電ローラ
３　露光光
４　現像装置
５　レジストローラ
６　転写ベルト
７　光センサ
８　除電ランプ
９　現像ローラ
１０　ドクターブレード
１１　攪拌スクリュー
【図１】
2004109232.tif 000004
【図２】
2004109232.tif 000005
【図３】
2004109232.tif 000006
【図４】
2004109232.tif 000007
【図５】
2004109232.tif 000008