(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上のトナー像を被転写体上に転写した後、該像担持体上に残留したトナーを除去するクリーニング部材を用いたクリーニング方法において、
前記トナー像は製造工程あるいは製造後の工程で球形化した球形トナーを使用し、
前記クリーニング部材を該像担持体表面上における該像担持体の駆動軸方向に対して角度を有して前記像担持体表面に当接させることとし、
遠心分離方式による粉体付着力測定方法で、粉体を付着させた試料面の法線方向を遠心分離装置の回転中心軸に直角な遠心方向と一致させて測定した場合のトナー付着力を垂直方向の付着力ＦＶとし、
前記粉体を付着させた前記試料面の法線方向を前記遠心分離装置の回転中心軸に平行な方向と一致させて測定した場合のトナー付着力を水平方向の付着力ＦＬとしたとき、
前記球形トナーとして、前記垂直方向の付着力と前記水平方向の付着力との比であるＦＬ／ＦＶが、０．３以下であるものを用いることを特徴とするクリーニング方法。
【請求項２】
請求項１において、前記像担持体表面上における、前記クリーニング部材と、該像担持体表面上における該像担持体の駆動軸方向とのなす角θが、０．１度以上４０度以下であることを特徴とするクリーニング方法。
【請求項３】
請求項２において、前記θが１度以上３０度以下であることを特徴とするクリーニング方法。
【請求項４】
請求項１において、前記クリーニング部材の一部が、前記像担持体の駆動方向と対向する向きに突き出た部分からなる先端部及び前記クリーニング部材の一部が前記像担持体の駆動方向に凹んで屈曲した部分からなる屈曲部のいずれかを有し、前記先端部及び屈曲部は、前記像担持体の幅方向中央に対して端部側に位置されることを特徴とするクリーニング方法。
【請求項５】
請求項４において、前記クリーニング部材が、前記先端部及び屈曲部を起点として、前記像担持体の幅方向一端側まで該像担持体に当接されるクリーニング幅の広い部分及び前記像担持体の幅方向他端側まで該像担持体に当接されるクリーニング幅の狭い部分を有し、前記像担持体表面上における前記クリーニング幅の広い部分の長さ方向と該像担持体表面上における該像担持体の駆動軸方向とのなす角をθａとし、前記像担持体表面上における前記クリーニング幅の狭い部分の長さ方向と該像担持体表面上における該像担持体の駆動軸方向とのなす角をθｂとしたとき、θｂがθａよりも大きな角度を有することを特徴とするクリーニング方法。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記クリーニング部材を、該クリーニング部材の延長方向に駆動させることを特徴とするクリーニング方法。
【請求項７】
請求項６において、前記クリーニング部材の延長方向における駆動距離が５０ｍｍ以下であることを特徴とするクリーニング方法。
【請求項８】
請求項６又は７において、前記クリーニング部材の駆動周期が前記像担持体の線速をυ，直径をφで表した場合、πφ／υ（秒）以下であることを特徴とするクリーニング方法。
【請求項９】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記クリーニング部材が、作像動作中に周期的に該像担持体表面上における該像担持体の駆動軸方向に駆動する機構を有することを特徴とするクリーニング方法。
【請求項１０】
請求項９において、前記クリーニング部材の該像担持体表面上における該像担持体の駆動軸方向の駆動距離が８０ｍｍ以下であることを特徴とするクリーニング方法。
【請求項１１】
請求項９又は１０において、前記クリーニング部材の駆動周期が前記像担持体の線速をυ，その周長をφで表した場合、φ／２υ（秒）以下であることを特徴とするクリーニング方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載のクリーニング方法を用いることを特徴とする電子写真方式の画像形成方法。
【請求項１３】
像担持体上にトナー像を形成し、該像担持体上に形成されたトナー像を被転写体上に転写した後、該像担持体上に残留したトナーを除去する工程を有する画像形成方法に使用する画像形成装置であって、請求項１〜１１のいずれかに記載のクリーニング方法に用いられるクリーニング部材の当接機構を具備してなることを特徴とする電子写真方式の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乾式二成分あるいは一成分現像剤を用いた複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成方法及び装置に関するものであり、特に、球形トナーを用いた際のトナー画像転写後のクリーニング不良を対策した電子写真方式の画像形成方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
乾式二成分あるいは一成分現像剤を用いた複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置において、帯電又は／及び電圧印加部材として従来から一般的に用いられているコロナ帯電方式がある。しかしながら、該コロナ帯電器は放電の際に発生するオゾンによって、感光体の劣化や環境保全上の問題があり、これに代わる手段として直接電圧印加方式を採用した電子写真装置が上市されている。これは、電子写真感光体や中間転写体などに当接した低抵抗部材に電圧を印加することにより、所望の帯電あるいは電圧印加を行うものである。
【０００３】
このような電圧印加手段を転写工程に利用する場合、周知のコロナ帯電方式と比べて、被転写材を確実に保持できるために、該被転写材の搬送安定性が高く、転写バイアスも比較的低圧且つ低容量ですむために、装置がコンパクト化でき、オゾン発生の問題もないという利点があることから、多くの機種に搭載され始めている。
【０００４】
また、近年の動向として粉砕分級法による不定形トナーに代わって、懸濁重合法や分散重合法などによる重合トナーや、熱気流、流動造粒法による球形処理を施したトナーが用いられつつあり、流動性に優れ、画像形成能にも優れたトナーとして注目されているが、これら球形トナーを用いる際に解決すべき問題点として、像担持体表面におけるクリーニング性の悪さが挙げられる。
【０００５】
この対策としてはクリーニング工程にブラシを用いたり、あるいはクリーニングブレードの当接圧を上げることが行われているが、いずれの場合にも感光体に対する機械的なストレスが増加し、感光体寿命を低下させる要因となったり、またブレードの反転が発生し感光体に対して致命的なキズを与えるなどの問題があった。
【０００６】
特開平５−３３３７５７号公報にはトナーの真円度が０．８５以上という球形度の高くないトナーを用い、且つ感光体の表面平均粗さを０．１〜２μｍと粗くすることにより、クリーニング性の悪さを改善するという記載がなされている。しかしながら、真円度が低いトナーでは形成される画像の精緻さが期待できない上に、感光体表面粗さのトナー粒径レベルでの経時的な制御など実質的に困難であり、実用的ではない。
【０００７】
また、特開平９−９６９６５号公報、特開平９−１１４２３２号公報、特開平９−２７４３６４号公報及び特開平１１−８４８７８号公報等には、転写工程後の像担持体上に残留した球形トナーに対して各種除電手段を用い、残留トナーの帯電量を低減してクリーニング性を改善し得るとの記載がある。しかしながら、上記除電手段を新たに設けることは部品点数の増加や製造コストの増加に直結するものであり、さらに当該残留トナーはもともと転写工程で大きな転写バイアスを印加しても被転写体に転写されずに残留したものであり、その保有する帯電量は正規に転写されたトナーよりも低いと推定され、上記除電手段のみで帯電量が変化しクリーニング性が改善されると言う記載及びその効果は甚だ疑問である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、球形トナーを用いた際に、転写工程後に像担持体上に残留したトナー粒子を簡便な方法で効率よくクリーニングし、且つ効率よく回収することができる新規な電子写真方式の画像形成方法及び装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明者らは先ずクリーニング不良が発生する際のトナーの状態を詳細に観察した。その結果、不定形トナーの場合はクリーニング部材に衝突した後にトナー粒子が運動エネルギーを失わずにクリーニング部材表面からの着脱を繰り返し、クリーニング部材からの分離も良好なために容易に回収されるが、球形トナーの場合は衝突した位置でクリーニング部材と被クリーニング材間に挟まった状態で粒子が回転するのみでクリーニング部材からの脱離が起きず、その後クリーニング部材の振動などによってクリーニング部材と被クリーニング材間に生じた僅かな隙間から流出して、クリーニング不良を発生することが判明した。
【００１０】
つまり、この現象は特定形状のトナーの場合には、本来トナー粒子が有していた運動エネルギーが上記クリーニング部材との衝突後に保存されずに回転エネルギーに変換されることが、本問題の要因であることが明らかとなった。また、この現象をトナーの付着力として力学的見地から解析すると、中間転写体面に対して垂直方向の付着力と水平方向の付着力の比（水平付着力／垂直付着力）が０．３以下である球形トナーにおいて特に顕著になるという傾向があった。
【００１１】
そこで、本発明者らが検討した結果、クリーニング部材の当接状態を工夫すると、球形トナーの運動エネルギーの一部をトナー粒子の回転エネルギーとして変換させずにそのままトナー回収部材への移動エネルギーとして利用することができ、上記問題が劇的に解決されることを見出し本発明に至った。
【００１２】
即ち、本発明によれば、第一に、像担持体上のトナー像を被転写体上に転写した後、該像担持体上に残留したトナーを除去するクリーニング部材を用いたクリーニング方法において、前記トナー像は製造工程あるいは製造後の工程で球形化した球形トナーを使用し、前記クリーニング部材を該像担持体表面上における該像担持体の駆動軸方向に対して角度を有して前記像担持体表面に当接させることとし、遠心分離方式による粉体付着力測定方法で、粉体を付着させた試料面の法線方向を遠心分離装置の回転中心軸に直角な遠心方向と一致させて測定した場合のトナー付着力を垂直方向の付着力ＦＶとし、前記粉体を付着させた前記試料面の法線方向を前記遠心分離装置の回転中心軸に平行な方向と一致させて測定した場合のトナー付着力を水平方向の付着力ＦＬとしたとき、前記球形トナーとして、前記垂直方向の付着力と前記水平方向の付着力との比であるＦＬ／ＦＶが、０．３以下であるものを用いることを特徴とするクリーニング方法が提供される。
【００１４】
第二に、上記第一において、前記像担持体表面上における、前記クリーニング部材と、該像担持体表面上における該像担持体の駆動軸方向とのなす角θが、０．１度以上４０度以下であることを特徴とするクリーニング方法が提供される。
【００１５】
第三に、上記第二において、前記θが１度以上３０度以下であることを特徴とするクリーニング方法が提供される。
【００１６】
第四に、上記第一において、前記クリーニング部材の一部が、前記像担持体の駆動方向と対向する向きに突き出た部分からなる先端部及び前記クリーニング部材の一部が前記像担持体の駆動方向に凹んで屈曲した部分からなる屈曲部のいずれかを有し、前記先端部及び屈曲部は、前記像担持体の幅方向中央に対して端部側に位置されることを特徴とするクリーニング方法が提供される。
【００１７】
第五に、上記第四において、前記クリーニング部材が、前記先端部及び屈曲部を起点として、前記像担持体の幅方向一端側まで該像担持体に当接されるクリーニング幅の広い部分及び前記像担持体の幅方向他端側まで該像担持体に当接されるクリーニング幅の狭い部分を有し、前記像担持体表面上における前記クリーニング幅の広い部分の長さ方向と該像担持体表面上における該像担持体の駆動軸方向とのなす角をθａとし、前記像担持体表面上における前記クリーニング幅の狭い部分の長さ方向と該像担持体表面上における該像担持体の駆動軸方向とのなす角をθｂとしたとき、θｂがθａよりも大きな角度を有することを特徴とするクリーニング方法が提供される。
【００１８】
第六に、上記第一〜第三のいずれかにおいて、前記クリーニング部材を、該クリーニング部材の延長方向に駆動させることを特徴とするクリーニング方法が提供される。
【００１９】
第七に、上記第六において、前記クリーニング部材の延長方向における駆動距離が５０ｍｍ以下であることを特徴とするクリーニング方法が提供される。
【００２０】
第八に、上記第六又は第七において前記クリーニング部材の駆動周期が前記像担持体の線速をυ，直径をφで表した場合、πφ／υ（秒）以下であることを特徴とするクリーニング方法が提供される。
【００２１】
第九に、上記第一〜第三のいずれかにおいて、前記クリーニング部材が、作像動作中に周期的に該像担持体表面上における該像担持体の駆動軸方向に駆動する機構を有することを特徴とするクリーニング方法が提供される。
【００２２】
第十に、上記第九において、前記クリーニング部材の該像担持体表面上における該像担持体の駆動軸方向の駆動距離が８０ｍｍ以下であることを特徴とするクリーニング方法が提供される。
【００２３】
第十一に、上記第九又は第十において、前記クリーニング部材の駆動周期が前記像担持体の線速をυ，その周長をφで表した場合、φ／２υ（秒）以下であることを特徴とするクリーニング方法が提供される。
【００２４】
第十二に、上記第一〜第十一のいずれかに記載のクリーニング方法を用いることを特徴とする電子写真方式の画像形成方法が提供される。
【００２５】
第十三に、像担持体上にトナー像を形成し、該像担持体上に形成されたトナー像を被転写体上に転写した後、該像担持体上に残留したトナーを除去する工程を有する画像形成方法に使用する画像形成装置であって、上記第一〜第十一のいずれかに記載のクリーニング方法に用いられるクリーニング部材の当接機構を具備してなることを特徴とする電子写真方式の画像形成装置が提供される。
【００３２】
第二十一に、上記第五〜第十五のいずれかにおいて、前記球形トナーを回収する手段として前記中間転写体両端部近傍にトナー粒子を静電的に吸引する電界印加機構を設けたことを特徴とする電子写真方式の画像形成方法が提供される。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明の端的な例としては、先ず図１に開示したような、ベルト形状の中間転写体等の像担持体上に設けたクリーニング手段に関わるものが挙げられる。図１中、点線は従来のクリーニング部材の当接方法を示しており、実線が本発明によるクリーニング部材の当接方法の例である。このように、クリーニング部材を像担持体表面上で、その像担持体の駆動方向の垂直軸より角度（図１中θで表記）を有して当接することにより、球形トナーは図１でいえば中間転写ベルトの右端に集まり、ここでトナー回収手段により回収されるものである。これは図８に表記したクリーニング部拡大図に示したように、本構成のクリーニング部材に球形トナーが衝突するとトナーが該クリーニング部材の傾斜に従って移動するという特有の現象を利用したものである。
【００３５】
θの大きさは被クリーニング部材及びトナーの素材や被クリーニング部材の線速・当接圧等により左右されるが、本発明者らが検討した限りでは該中間転写体の駆動方向の垂直軸に対して０．１度以上４０度以下であることが好ましく、特に１度以上３０度以下の範囲であることが望ましいことが判った。これは角度が小さすぎる場合は球形トナーといえども中間転写体端部方向への移動が生じ難くなることと、また大きすぎる場合はクリーニング工程長が長過ぎて本発明を搭載する電子写真装置が長大なものとなるために、設計上常識的な範囲内で上記のような上限を設定した。
【００３６】
図１及び図８では、図面に向かって右側が中間転写体進行方向の下流に位置するような傾き方を示したが、当然ながら左側が下流となるような傾きでも構わず、当該画像形成装置を構成する各部品のレイアウトに応じて任意に選択し得るものである。
【００３７】
本発明ではさらにクリーニング効率を向上するべく、クリーニング動作中に該クリーニング部材が駆動する機構を保有させている。このクリーニング部材の駆動によりクリーニング工程で滞留しかかっているトナー粒子に運動エネルギーを与えた結果、さらにクリーニング効率を高まったものと予測している。具体的には本クリーニング部材は図６に点線で例示したように当該クリーニング部材の延長線方向への駆動することにより、上記効果を発現したものと考えている。
【００３８】
この動きを実現する該駆動機構の構成としては公知の技術を利用できるが、例えば切り欠き部のあるギアを該クリーニング部材の一方の端に設けてこれをブラシ等他のクリーニング部材やスリーブ駆動系に取り付けて固定できるようにし、他方の端部にスプリング等の牽引部材を設け、ギアのかみ合わせ部が切り欠き部に達した時点で当該クリーニング部材がスプリングの張力に引き寄せられ、該クリーニング部材の延長方向に駆動する機構等が考えられる。
【００３９】
図６ではクリーニング部材上流端にギア部を設け下流端にスプリング部を設けた例を示しているが、逆の構成でも構わない。ただし、トナー回収部がある方向への動きが直接運動エネルギーを伝達し得るために、上記のように上流から下流への駆動が好適である。ここで、本発明者等は実機中で様々な条件を検討した結果、該クリーニング部材の駆動距離が５０ｍｍ以下であることが望ましく、特に３０ｍｍ以下が好適であることを見出した。これは前記以上の駆動距離の場合は部材駆動時の速度を著しく上げなければならず、前記したような簡易な駆動機構で対応できない上に、経時的な使用によりクリーニング部材や当接する像担持体の消耗が激しくなる場合や、当該クリーニング部材が駆動速度に追従できずにクリーニング不良を起こし易くなるためである。
【００４０】
また、本発明者らは該クリーニング部材の駆動周期を像担持体の線速υ（ｍｍ／ｓ）と該像担持体の直径φ（ｍｍ）を用い、πφ／４υ（ｓｅｃ）以下であることが望ましいことを確認した。これは上記以上の長周期では充分な効果が得られず、速い段階でクリーニング不良等の問題が発生することを確認したためである。
【００４１】
また、クリーニング動作中に該クリーニング部材が駆動する機構を保有させていることの他の具体例としては、図７に点線で例示したように当該クリーニング部材を該中間転写ベルトの駆動方向に対して垂直方向へ駆動することにより、クリーニング効果を発現したものと考えている。この動きを実現する該駆動機構の構成としては公知の技術を利用できるが、例えば当該クリーニング部材両端の位置関係が狂わないように両端にガイドを設けた後、一方の端部に切り欠き部のあるギアを設けてこれをブラシ等他のクリーニング部材や中間転写ベルト駆動系等に取り付けて固定し、また他方の端部にスプリング等の牽引部材を設け、ギアのかみ合わせ部が切り欠き部に達した時点で当該クリーニング部材がスプリングの張力に引き寄せられガイドに従って駆動する機構等が考えられる。例えばクリーニング部材上流端にギア部を設け下流端にスプリング部を設けた例が考えられるが、逆の構成でも構わない。ただし、クリーニング部材の駆動開始方向が直接トナーに対して運動エネルギーを伝達し得るために、先ずはトナー回収部が設けてある下流端部側への駆動からはじまることが好適である。
【００４２】
さらに、本発明者等は実機中で様々な条件を検討した結果、該クリーニング部材の駆動距離が８０ｍｍ以下であることが望ましく、特に５０ｍｍ以下が好適であることを見出した。これ以上の駆動距離の場合は部材駆動時の速度を著しく上げねばならず、前記したような簡易な駆動機構では対応できない上に、経時的な使用によりクリーニング部材や当接する像担持体の消耗が激しくなる場合や、当該クリーニング部材が駆動速度に追従できずに逆転（メクレ）や破損等の問題を起こし易くなるためである。
【００４３】
本発明者らは、該クリーニング部材の駆動周期を像担持体の線速υ（ｍｍ／ｓ）と該中間転写ベルトの周長φ（ｍｍ）を用い、φ／２υ（ｓｅｃ）以下であることが望ましいことを確認した。これは上記以上の長周期では充分な効果が得られず、速い段階でクリーニング不良等の問題が発生することを確認できたためである。
【００４４】
本発明の別の例としては、図２及び図３に開示したような、ベルト形状の中間転写体等の像担持体上に設けたクリーニング手段に関わるものが挙げられる。図２はクリーニング部材の先端部を中間転写体表面の中央部に設けた場合で、点線は従来のクリーニング部材の当接方法を示しており、実線が本発明によるクリーニング部材の当接方法の例である。このように、クリーニング部材を像担持体表面の駆動方向の垂直軸より角度（図２及び３中θで表記）を有して当接することにより、球形トナーは中間転写ベルトの両端に集まり、ここでトナー回収手段により回収されるものである。もちろん、この場合も図８に表記したクリーニング部拡大図に示されるように、本構成のクリーニング部材に球形トナーが衝突するとトナーが該クリーニング部材の傾斜に従って移動するという特有の現象を利用したものである。
【００４５】
なお、本発明でいうクリーニング部材の角度とは、被クリーニング部材である像担持体表面上のクリーニング部材当接平面における当接角度を表しており、いわゆるカウンターブレード方式などの像担持体表面上のクリーニング部材当接平面ではない軸の角度までは言及しないが、本発明は上記カウンターブレードあるいは順方向の当接方式などブレードの３次元的な当接方法には限定されずに利用できる。
【００４６】
図２におけるθあるいは図３におけるθｂの大きさは、被クリーニング部材及びトナーの素材や被クリーニング部材の線速・当接圧等にも多少左右されるが、本発明者らが検討した限りでは該中間転写体の駆動方向の垂直軸に対して０．５度以上４０度以下であることが好ましく、特に１度以上３０度以下の範囲であることが望ましいことが判った。これは角度が小さすぎる場合は、球形トナーの場合クリーニング部材に衝突した際にトナー粒子の移動エネルギーが横方向への移動エネルギーに変換されず、その場における回転エネルギーに転換され中間転写体端部への移動が生じ難くなることと、また大きすぎる場合は、クリーニング工程長が長過ぎて本発明を搭載する電子写真装置自体が長大なものとなるために、設計レイアウト上常識的な範囲内で上記上限を設定した。当然のことながら、図２におけるθａの大きさは必ずしも上記範囲内ではなくても良く、例えば４０度以上の角度に設定されてもクリーニング幅が短いのでクリーニング工程長の増大には影響し難いので、上記条件には該当しない。
【００４７】
図３及び図８では図面に向かって主に右側にトナー粒子が移動するような構成例を示しているが、当然ながら該クリーニング部材の左側の長さが右よりも長くなるような構成でも本発明は構わず、当該画像形成装置を構成する各部品のレイアウトに応じて任意に選択し得るものである。
【００４８】
本発明の更に別の例としては、図４及び５に開示したような、ベルト形状の中間転写体等の像担持体上に設けたクリーニング手段に関わるものが挙げられる。図４はクリーニング部材の屈曲部を中間転写体表面の中央部に設けた場合で、点線は従来のクリーニング部材の当接方法を示しており、実線が本発明によるクリーニング部材の当接方法の例である。このように、クリーニング部材を像担持体表面の駆動方向の垂直軸より角度（図４及び５中θで表記）を有して当接することにより、球形トナーは中間転写ベルトの中央部に集まり、ここでトナー回収手段により回収されるものである。もちろん、この場合も図８に表記したクリーニング部拡大図に示されるように、本構成のクリーニング部材に球形トナーが衝突するとトナーが該クリーニング部材の傾斜に従って移動するという特有の現象を利用したものである。
【００４９】
なお、本発明でいうクリーニング部材の角度とは、被クリーニング部材である像担持体表面上のクリーニング部材当接平面における当接角度を表しており、いわゆるカウンターブレード方式などの像担持体表面上のクリーニング部材当接平面ではない軸の角度までは言及しないが、本発明は上記カウンターブレード（逆方向）あるいは順方向の当接方式などブレードの３次元的な当接方法には限定されずに利用できる。
【００５０】
図４におけるθあるいは図５におけるθｂの大きさは、被クリーニング部材及びトナーの素材や被クリーニング部材の線速・当接圧等にも多少左右されるが、本発明者らが検討した限りでは、図２及び３で示される場合と同様該中間転写体の駆動方向の垂直軸に対して０．５度以上４０度以下であることが好ましく、特に１度以上３０度以下の範囲であることが望ましいことが判った。これは角度が小さすぎる場合は、球形トナーの場合クリーニング部材に衝突した際にトナー粒子の移動エネルギーが横方向への移動エネルギーに変換されず、その場における回転エネルギーに転換され中間転写体端部への移動が生じ難くなることと、また大きすぎる場合は、クリーニング工程長が長過ぎて本発明を搭載する電子写真装置自体が長大なものとなるために、設計レイアウト上常識的な範囲内で上記上限を設定した。当然のことながら、図５におけるθａの大きさは必ずしも上記範囲内ではなくても良く、例えば４０度以上の角度に設定されてもクリーニング幅が短いのでクリーニング工程長の増大には影響し難いので、上記条件には該当しない。
【００５１】
図４及び図５では図面に向かって主に右側にトナー粒子が移動するような構成例を示しているが、当然ながら該クリーニング部材の左右が反転した構成でも本発明は構わず、当該画像形成装置を構成する各部品のレイアウトに応じて任意に選択し得るものである。
【００５２】
なお、以上の図１〜図７で示される場合において、中間転写体の端部、両端部あるいは中央部に集まったトナー粒子は、そのまま該中間転写体の曲率を応用してその表面から落下させて回収しても良いが、公知のトナー回収手段を利用でき、例えばブラシ、ベルトやローラ等で回収する機構を設けても構わない。更に、中間転写体は高速に駆動するため該中間転写体に接触せずにトナー粒子を回収する方法として、トナーを含む気流ごと吸引して回収する手段を利用したり、あるいは静電的にトナーを回収する電圧印加手段を設けて回収したり、上記の方法を併用しても利用できる。
【００５３】
本発明においては、遠心分離方式による粉体付着力測定方法によって測定される球形トナーと被転写体とが形成する付着力の内訳が、垂直方向の付着力と水平方向の付着力の比（水平付着力／垂直付着力）が０．３以下である球形トナーが用いられる。
【００５４】
そこで、遠心分離による粉体付着力測定方法について説明する。
まず、遠心分離方式による被当接膜面に対して垂直方向の粉体付着力測定を実施する際の装置について説明する。
図９から図１１は、本発明に係る粉体付着力測定装置の測定セル、遠心分離装置を示す図である。
【００５５】
図９は、粉体付着力測定装置の測定セルの説明図である。図９において、１は測定セルであり、測定セル１は、粉体を付着させた試料面２ａを有する試料基板２と、試料基板２から分離した粉体を付着させる付着面３ａを有する受け基板３と、試料基板２の試料面２ａと受け基板３の付着面３ａの間に設けられたスペーサ４から構成される。
【００５６】
図１０は、粉体付着力測定装置の遠心分離装置の一部断面図である。図１０において、５は遠心分離装置であり、遠心分離装置５は、測定セル１を回転させるロータ６と、保持部材７を備えている。ロータ６は、自身の回転中心軸９に対して垂直な断面で穴形状であり、保持部材７を設置する試料設置部８を有している。保持部材７は、棒状部７ａと、棒状部７ａに設けられ測定セル１を保持するセル保持部７ｂ、測定セル１をセル保持部７ｂから押し出すための穴部１１、棒状部７ａを試料設置部８に固定する設置固定部１０を備えている。セル保持部７ｂは、測定セル１を設置したときに、測定セル１の垂直方向がロータの回転中心軸９に垂直となるように構成される。また、試料基板２、受け基板３、スペーサ４、保持部材７は、大きな遠心力に耐えられる強度があり、またロータ６に設置したときに、遠心分離装置の最大回転数まで回転可能な重量以下となるような軽量の材料を用いる必要がある。
【００５７】
次に、上記の装置を用いてトナーの非静電的付着力を測定する方法を説明する。
先ず、フィルム状の感光体を作製し、試料基板２の形状に合わせて加工し、試料基板２に接着剤で貼り付ける。次に、未帯電のトナーを、試料基板２に貼り付けられた感光体（試料面２ａ）上に自然落下させて付着させる。次に、図９のように、試料基板２、受け基板３及びスペーサ４を用いて測定セル１を構成する。測定セル１を、保持部材７をロータ６の試料設置部８に設置したときに、試料基板２が受け基板３とロータ６の回転中心軸９の間になるように、保持部材７のセル保持部７ｂに設置する。保持部材７を、測定セル１の垂直方向がロータの回転中心軸９に垂直となるように、ロータ６の試料設置部８に設置する。遠心分離装置５を稼働してロータ６を一定の回転数で回転させる。試料基板２に付着したトナーは回転数に応じた遠心力を受け、トナーの受ける遠心力がトナーと試料面２ａ間の付着力よりも大きい場合は、トナーが試料面２ａから分離し、付着面３ａに付着する。
【００５８】
トナーの受ける遠心力Ｆは、トナーの重量ｍ、ロータの回転数ｆ（ｒｐｍ）、ロータの中心軸から試料基板のトナー付着面までの距離ｒを用いて、下式（１）より求められる。
【数１】
Ｆ＝ｍ×ｒ×（２πｆ／６０)2                  （１）
トナーの重量ｍは、トナーの真比重ρ、円相当径ｄを用いて、下式（２）より求められる。
【数２】
ｍ＝（π／６）×ρ×ｄ3                       （２）
式（１）と式（２）より、トナーの受ける遠心力Ｆは、下式（３）から求められる。
【数３】
Ｆ＝（π3／５４００）×ρ×ｄ3×ｒ×ｆ2        （３）
【００５９】
遠心分離終了後、保持部材７をロータ６の試料設置部８から取り出し、保持部材７のセル保持部７ｂから測定セル１を取り出す。受け基板３を交換し、測定セル１を保持部材７に設置し、保持部材７をロータ６に設置し、ロータ６を前回よりも高回転数で回転させる。トナーの受ける遠心力が前回よりも大きくなり、付着力の大きなトナーが、トナーが試料面２ａから分離して付着面３ａに付着する。
【００６０】
遠心分離装置の設定回転数を低回転数から高回転数へ変えて同様の操作を実施することにより、各回転数で受ける遠心力と付着力の大小関係に応じて、試料面２ａ上のトナーが付着面３ａに移動する。
【００６１】
全ての設定回転数について遠心分離を実施後、各回転数の受け基板３の付着面３ａに付着したトナーの粒径を計測することにより、式（３）を用いて各トナーの付着力を求めることができる。
【００６２】
なお、トナーの粒径及び個数の測定は、光学顕微鏡で付着面３ａ上のトナーを観察し、その画像をＣＣＤカメラを通してコンピュータに取り込み、画像処理ソフトウェアを用いておこなうことができる。
【００６３】
次いで、被当接膜面に対して水平方向の粉体付着力測定を実施する際の装置について説明する。
本測定は、かつて本発明者らが出願した特開平１１−６４２１２号公報などの記載に従って測定を行っている。
【００６４】
図１１は、本発明に係る粉体付着力測定装置の一実施例である遠心分離装置の一部断面図である。図１１において、２１は粉体付着力測定装置であり、粉体付着力測定装置２１は、粉体を付着させた試料面２ａを有する試料基板２と、遠心分離装置２３と、を備えている。試料基板２は、試料面２ａが四角形である部材から構成されている。
【００６５】
遠心分離装置２３は、ロータ２５と、保持部材２６とを有する。ロータ２５は、回転軸２４まわりに回動自在に設けられ、試料基板２の試料面２ａが鉛直上方を向くとともに回転軸２４に対して垂直となるように内部に試料基板２を保持する。また、保持部材２６の形状に対応する形状の凹みを有し、保持部材２６を嵌合可能に支持する試料設置部２５ａを有する。ロータ２５は、試料設置部２５ａが回転軸２４に対して傾斜しているアングルロータである。
【００６６】
保持部材２６は、棒状部２７と棒状部２７に設けられ試料基板２を保持する基板保持部２８とを備えている。保持部材２６の棒状部２７は、先端に設けられた配置調節部２７ａと、ロータ２５の試料設置部２５ａに嵌合したとき試料設置部２５ａの内周面に当接する配置固定部２７ｂと、を有している。保持部材２６の基板保持部２８は、試料基板２を保持部材２６に対して固定する固定部材を備えるとともにガイド２９を備えている。ガイド２９は、基板保持部２８に保持された試料基板２の試料面２ａが基板保持部２８の内周面に接触することがないように試料面２ａの周辺部に対応する基板保持部２８の内周面部分に設けられている。ガイド２９と試料基板２との間には隙間が形成されるようになっている。前記固定部材はねじ３０から構成されている。基板保持部２８に試料面２ａを鉛直上方に向けて試料基板２を挿入した後、ねじ３０で試料基板２を保持部材２６に固定して保持させるようになっている。
【００６７】
試料基板２は、保持部材２６の基板保持部２８に保持されたとき設置方向が一定となるような形状の部材から構成される。試料基板２及び保持部材２６は、遠心分離装置２３のロータ２５の大きな遠心力に耐えられる強度があり、ロータ２５が最大回転数で回転可能な重量以下の軽量の部材から構成される。保持部材２６の配置調節部２７ａは、何等かの治具で保持部材の向きを調整することができる突起を有する凸部あるいはドライバーの先端に対応する形状である凹みを有する凹部から構成される。
【００６８】
保持部材の配置固定部２７ｂは、ゴム等の弾力性を有する部材から構成される。一実施例の遠心分離式付着力測定方法は、基板配置工程と、付着力導出工程と、を備えている。前記基板配置工程においては、上述された図１１に示された粉体付着力測定装置２１を用いて、操作者が試料基板２を試料面２ａが鉛直上方を向くようにして保持部材２６の基板保持部２８へ挿入し、ねじ３０を用いて試料基板２を保持部材２６に固定して、保持部材２６の基板保持部２８に試料基板２を保持させる。操作者が保持部材２６を試料設置部２５ａに嵌合して、配置調節部２７ａを保持部材２６の棒状部２７の軸線まわりに回転させ、且つ配置固定部２７ｂを試料設置部２５ａの内周面に当接させることにより、基板保持部２８に保持された試料基板２の試料面２ａが鉛直上方を向くとともに、ロータ２５の回転軸２４に対して垂直となるように、回転軸２４に対して垂直な方向に対する試料設置部２５ａ内での保持部材２６の向きが調節され固定される。このため、試料基板２の試料面２ａに付着した粉体にロータ２５の回転による遠心力が試料面２ａに平行な方向に向って作用するよう保持部材２６をロータ２５内に配置することを容易に行うことができる。
【００６９】
また、ねじ３０を用いて試料基板２を保持部材２６に対して固定させているので、試料基板２の試料面２ａが鉛直上方を向くとともに、ロータ２５の回転軸２４に対して垂直となる状態を容易に維持することができる。前記付着力導出工程においては、内部に試料基板２を保持するロータ２５を回転軸２４まわりに回動させることにより試料基板２上の前記粉体を移動させて、前記粉体の粒径、前記粉体の比重、回転軸２４から前記粉体の測定領域の中心位置までの距離、及びロータ２５の回転数から前記粉体の試料面２ａへの付着力が求められる。このため、ロータ２５を用いて試料基板２に大きな遠心力を加えることにより、付着力が大きい粉体の付着力の測定を行うことができる。
【００７０】
球形トナーに関する公知の報告例として、例えば特開平６−３０８７５９号公報、特開平７−１５２２１８号公報、特開平７−１５２２４２号公報、特開平７−１５２２５３号公報、特開平７−１５２３０４号公報、特開平７−１７５２６６号公報、特開平８−３２８３０６号公報、特開平８−３２８３４１号公報などで、球形トナーの球形度を表す形状係数として、以下のような関数を利用してトナー形状を限定している。
【数４】
ＳＦ１＝（Ｘ2／Ａ）×（π／４）×１００        （４）
【数５】
ＳＦ２＝（Ｐ2／Ａ）×（１／４π）×１００      （５）
【００７１】
上式中、Ｘは画像上の現像剤の絶対最大長を、Ｐは現像剤投影像の周囲長を、Ａは現像剤投影像の面積を表す。例えば、上式（４）におけるＳＦ１が１０５以上、１６０未満である等の限定により形状を数値化しているが、本発明者らが検討し得られた知見からは形状を如何に数値的に限定しても、当該トナーを構成する樹脂や外添剤等の素材が変化する現況では特定の素材に関しては成立するかもしれないが、球形トナーの挙動自体を制御することはできないことが判った。例えば、図１２に示したような場合、付着力としては２つのトナーには大きな差が生じるが、上記ＳＦ値では両者の差はほとんど確認されない。換言すれば、上式における球形度の数値化は、構成素材の限定などを無くしては物理的には単にトナー粒子の“丸さ”を示す因子に過ぎず、これが電子写真方式にて形成される画像の品質や特性を直接左右する因子とは成り得ず、例え上記条件を満たしても本質的な問題解決にはならず、例外も多分に含まれる。そこで、本発明者らは、上記トナーの球形化に基づくトナー特性の違いを、トナー粒子と他部材間の付着力という物理的に認識される吸着エネルギーの形式で測定・制御することにより、上記問題を例外なく解決することが可能であることを確認し、本発明に至ったものである。
【００７２】
本発明でいう垂直及び水平方向の付着力の比とは、トナー粒子個々が接触部材に付着した際に働く動的な摩擦係数を示したものであると考えている。従って、当該付着力の比（水平方向／垂直方向）が小さいほどトナー粒子は接触部材と接触している箇所から動き易くなり、流動状態に成りやすいことを表す値であり、トナー粒子の形状を端的に表す数値であると考えている。
【００７３】
ここで、本発明で用いるトナーについて説明する。本発明で用いられる球形トナーとしては公知のものを利用できるが、垂直及び水平方向の付着力から規定される粒子を作製する方法として、分散重合法及び懸濁重合法により作製されたものが好適である。
【００７４】
（分散重合トナー）
先ず、本発明の“分散重合トナー”から説明を進める。
【００７５】
〔樹脂粒子Ａ〕
本発明における樹脂粒子Ａは親水性有機液体に、その親水性有機液体に溶解する高分子分散剤を加え、これに前記親水性液体には溶解するが、生成する重合体は前記親水性液体にて膨潤されるか、あるいは殆ど溶解しない一種又は二種以上のビニル単量体を加えて重合することにより製造される。
【００７６】
〔親水性有機液体〕
前記の種粒子の形成時及び種粒子の成長反応時に用いる単量体の希釈剤としての親水性有機液体としては、メチルアルコール、エチルアルコール、変性エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコール、ｓ−ブチルアルコール、ｔ−アミルアルコール、３−ペンタノール、オクチルアルコール、ベンジルアルコール、シクロヘキサノール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、エチレングリコール、グリセリン、ジエチレングリコールなどのアルコール類、メチルセロソルブ、セロソルブ、イソプロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルなどのエーテルアルコール類などが代表的なものとして挙げられる。これらの有機液体は単独で、若しくは二種以上の混合物して用いることができる。
【００７７】
なお、アルコール類及びエーテルアルコール類以外の有機液体と、上述のアルコール類及びエーテルアルコール類とを併用することで、有機液体が生成重合体粒子に対して溶解性をもたせない条件下で、有機液体のＳＰ値を種々変化させて重合を行なうことにより、生成される粒子の大きさ、種粒子同士の合一及び新粒子の発生を抑制することが可能である。
【００７８】
この場合の併用する有機液体としては、ヘキサン、オクタン、石油エーテル、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの炭化水素類、四塩化炭素、トリクロルエチレン、テトラブロムエタンなどのハロゲン化炭化水素類、エチルエーテル、ジメチルグリコール、シリオキサン、テトラヒドロフランなどのエーテル類、メチラール、ジエチルアセタールなどのアセタール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサンなどのケトン類、ぎ酸ブチル、酢酸ブチル、プロピオン酸エチル、セロソルブアセテートなどのエステル類、ぎ酸、酢酸、プロピオン酸などの酸類、ニトロプロペン、ニトロベンゼン、ジメチルアミン、モノエタノールアミン、ピリジン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドなどの硫黄、窒素含有有機化合物類、その他水も含まれる。
【００７９】
また、重合開始時、重合途中、重合末期とそれぞれ混合溶媒の種類及び組成を変化させ、生成する重合体粒子の平均粒径、粒径分布、乾燥条件などを調整することができる。
【００８０】
〔分散安定剤〕
種粒子製造時、又は成長粒子の製造時に使用される高分子分散剤の適当な例としては、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、マレイン酸又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−ヒドロキシプロピル、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−ヒドロキシプロピル、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、ビニルアルコール又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、又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、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窒素原子又はその複素環を有するものなどのホモポリマー又は共重合体、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、並びにメチルセルロース、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、又は前記親水性モノマーとスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンなどのベンゼン核を有するもの又はその誘導体、又はアクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドなどのアクリル酸若しくはメタクリル酸誘導体との共重合体、更に、架橋性モノマー、例えばエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、メタクリル酸アリル、ジビニルベンゼンなどとの共重合体も使用可能である。
【００８１】
これらの高分子分散剤は、使用する親水性有機液体、目的とする重合体粒子の種、及び種粒子の製造か成長粒子の製造かにより適宜選択されるが、特に重合体粒子同士の合一を主に立体的に防ぐ意味で、重合体粒子表面への親和性、吸着性が高く、しかも親水性有機液体への親和性、溶解性の高いものが選ばれる。また、立体的に粒子同士の反撥を高めるために、分子鎖がある程度の長さのもの、好ましくは分子量が１万以上のものが選ばれる。しかし、あまり分子量が高いと、液粘度の上昇が著しく、操作性、撹拌性が悪くなり、生成重合体の粒子表面への析出確率のばらつきを与えるため注意を要する。また、先に挙げた高分子分散剤の単量体を一部、目的とする重合体粒子を構成する単量体に共存させておくことも安定化には効果がある。
【００８２】
更に、これら高分子分散剤とともに、コバルト、鉄、ニッケル、アルミニウム、銅、錫、鉛、マグネシウムなどの金属又はその合金（特に粒径１μｍ以下のものが好ましい）、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化珪素などの酸化物の無機化合物微粉体、高級アルコール硫酸エステル塩、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、燐酸エステルなどの陰イオン界面活性剤、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ウム塩、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四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤、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、アラニン型「例えばドデシルジ（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」などのアミノ酸型やベタイン型の両性界面活性剤を併用しても、生成重合体粒子の安定性及び粒径分布の改良を更に高めることができる。
【００８３】
一般に、種粒子製造時の高分子分散剤の使用量は、目的とする重合体粒子形成用の重合性単量体の種類によって異なるが、親水性有機液体に対し０．１重量％〜１０重量％、好ましくは１〜５重量％である。高分子分散安定剤の濃度が低い場合には、生成する重合体粒子は比較的大粒径のものが得られ、濃度の高い場合には小粒径のものが得られるが、１０重量％を越えて用いても小径化への効果は少ない。
【００８４】
〔単量体〕
また、前記のビニル単量体とは、親水性有機液体に溶解可能なものであり、例えば、スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−エチルエチレン、２，４−ジメチルスチレン、ｐ−ｎ−ブチルスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｎ−ヘキシルスチレン、ｐ−ｎ−オクチルスチレン、ｐ−ｎ−ノニルスチレン、ｐ−ｎ−デシルスチレン、ｐ−ｎ−ドデシルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−フェニルスチレン、ｐ−クロルスチレン、３，４−ジクロルスチレンなどのスチレン類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ｎ−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸２−クロルエチル、アクリル酸フェニル、α−クロルアクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｎ−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルなどのα−メチル脂肪酸モノカルボン酸エステル類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドなどのアクリル酸、若しくはメタクリル酸誘導体、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、フッ化ビニルなどのハロゲン化ビニル類などからなる単独又は相互の混合物及びこれらを５０重量％以上含有し、これらと共重合し得る単量体との相互の混合物を意味する。
【００８５】
また、本発明における前記の重合体は、耐オフセット性を高めるために、重合性の二重結合を二個以上有するいわゆる架橋剤の存在下に重合させたものであっても良い。好ましく用いられる架橋剤としては、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン及びそれらの誘導体である芳香族ジビニル化合物、その他エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールメタクリレート、トリエチレングリコールメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、アリルメタクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルアミノエチルメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、１，３−ブタンジオールジメタクリレートなどのジエチレン性カルボン酸エステル、Ｎ，Ｎ−ジビニルアニリン、ジビニルエーテル、ジビニルスルフィド、ジビニルスルホンなど全てのジビニル化合物、及び三個以上のビニル基を持つ化合物が挙げられ、これらは単独又は混合物などで用いられる。
【００８６】
このように架橋された種粒子を用いて成長重合反応を引き続いて行った場合には、成長する重合体粒子の内部が架橋されたものとなる。また一方で、成長反応に用いるビニル単量体溶液に上記の架橋剤を含有させた場合には、粒子表面が硬化された重合体が得られる。
【００８７】
〔連鎖移動剤〕
また、平均分子量を調節する目的として、連鎖移動定数の大きな化合物を共存させて重合を行わせるものに、例えば、メルカプト基をもつ低分子化合物や四塩化炭素、四臭化炭素が挙げられる。
【００８８】
〔重合開始剤〕
また、前記単量体の重合開始剤としては、例えば２，２′−アゾビスイソブチロニトリル、２，２′−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）などのアゾ系重合開始剤、ラウリルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、ｔ−ブチルパーオクトエートなどの過酸化物系重合開始剤、過硫酸カリウムなどの過硫酸化物系重合開始剤、これにチオ硫酸ナトリウム、アミンなどを併用した系などが用いられる。重合開始剤濃度は、ビニル単量体１００重量部に対して０．１〜１０重量部が望ましい。
【００８９】
〔重合条件〕
種粒子を得るための重合条件は、重合体粒子の目標平均粒径、目標粒径分布に合わせて、親水性有機液体中の高分子分散剤、ビニル単量体の濃度、及び配合比が決定される。一般に、粒子の平均粒径を小さくしようとするならば、高分子分散剤の濃度を高く、また平均粒径を大きくしようとするならば、高分子分散剤の濃度が低く設定される。一方、粒子径分布を非常に鋭くしようとするならば、ビニル単量体濃度を低く、また、比較的広い分布でもよい場合は、ビニル単量体濃度は高く設定される。
【００９０】
粒子の製造は親水性有機液体に、高分子分散安定剤を完全に溶解した後、一種又は二種以上のビニル単量体、重合開始剤、その他必要ならば無機微粉末、界面活性剤、染料、顔料などを添加し、３０〜３００ｒｐｍの通常の撹拌にて、好ましくはなるべく低速で、しかもパドル型よりもタービン型の撹拌翼を用いて、槽内の流れが均一になるような速度で撹拌しながら、用いた重合開始剤の重合速度に対応した温度にて加熱し重合が行なわれる。なお、重合初期の温度が生成する粒子種に大きな影響を与えるため、単量体を添加した後に温度を重合温度まで上げ、重合開始剤を小量の溶媒に溶解して投入した方が望ましい。重合の際には、窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性気体にて反応容器内の空気中の酸素を充分に追い出す必要がある。この酸素パージが不充分であると、微粒子が発生し易い。重合を高重合率域で行なうには５〜４０時間の重合時間が必要であるが、所望の粒子径、粒子径分布の状態で重合を停止させたり、また重合開始剤を順次添加したり、高圧下で反応を行なうことにより重合速度を速めることができる。
【００９１】
重合終了後は、そのまま染着工程に用いてもよいし、沈降分離、遠心分離、デカンテーションなどの操作により不必要な微粒子、残存モノマー、高分子分散安定剤などを除いた後に、重合体スラリーとして回収して染着を行なってもよいが、分散安定剤を除去しない方が染着の安定性は高く、不要な凝集が抑制される。
【００９２】
〔染着工程〕
本発明における染着は次のようなものである。即ち、樹脂粒子Ａを溶解せしめない有機溶媒中に樹脂粒子Ａを分散し、この前又は後に前記溶媒中に染料を溶解させ、前記染料を樹脂粒子Ａ中に浸透させ着色せしめた後、前記有機溶媒を除去して染着トナーを製造する方法において、前記染料の前記有機溶媒に対する液解度（Ｄ１）及び前記樹脂粒子Ａの樹脂に対する前記染料の溶解度（Ｄ２）の関係が、（Ｄ１）／（Ｄ２）≦０．５となる染料を選択使用する。これにより、樹脂粒子Ａの深部まで染料が浸透（拡散）したトナーを効率よく製造することができる。この明細書における溶解度は２５℃の温度で測定されたものと定義される。
【００９３】
なお、染料の樹脂中への溶解度とは、染料の溶媒中への溶解度と全く同じ定義であり、樹脂中に染料が相溶状態で含有させることができる最大量を意味する。この溶解状態あるいは染料の析出状態の観察は、顕微鏡を用いることにより容易に行なうことができる。樹脂に対する染料の溶解性を知るには、上記した直接観察による方法の代わりに間接的な観察方法によってもよい。この方法は樹脂と溶解度係数が近似する液体、即ち樹脂をよく溶解する溶媒を用い、この溶媒に対する染料の溶解度を樹脂に対する溶解度として定めてもよい。
【００９４】
〔染料〕
着色に使用する染料としては、前述のように使用する有機溶媒への該染料の溶解度（Ｄ１）より樹脂粒子を構成する樹脂への該染料の比（Ｄ１）／（Ｄ２）が０．５以下である必要がある。更に（Ｄ１）／（Ｄ２）が０．２以下とすることが好ましい。染料としては、上記の溶解特性を満たせば特に制限はないが、カチオン染料、アニオン染料などの水溶性染料は環境変動が大きいおそれがあり、またトナーの電気抵抗が低くなり、転写率が低下するおそれがあるので、バット染料、分散染料、油溶性染料の使用が好ましく、特に油溶性染料が好ましい。また、所望の色調に応じて数種の染料が併用することもできる。
【００９５】
染着される染料と樹脂粒子との比率（重量）は、着色度に応じて任意に選択されるが、通常は樹脂粒子１重量部に対して、染料１〜５０重量部の割合で用いるのが好ましい。例えば、染着溶媒にＳＰ値の高いメタノール、エタノールなどのアルコール類を使用し、樹脂粒子としてＳＰ値が９程度のスチレン−アクリル系樹脂を使用した場合、使用し得る染料としては、例えば、以下のような染料が挙げられる。
【００９６】
C.I. SOLVENT YELLOW（6,9,17,31,35,1,102,103,105）
C.I. SOLVENT ORANGE（2,7,13,14,66）
C.I. SOLVENT RED（5,16,17,18,19,22,23,143,145,146,149,150,151,157,158）
C.I. SOLVENT VIOLET（31,32,33,37）
C.I. SOLVENT BLUE（22,63,78,83〜86,91,94,95,104）
C.I. SOLVENT GREEN（24,25）
C.I. SOLVENT BROWN（3,9）など。
【００９７】
市販染料では、例えば保土谷化学工業社製の愛染ＳＯＴ染料Ｙｅｌｌｏｗ−１，３，４、Ｏｒａｎｇｅ−１，２，３、Ｓｃａｒｌｅｔ−１、Ｒｅｄ−１，２，３、Ｂｒｏｗｎ−２、Ｂｌｕｅ−１，２、Ｖｉｏｌｅｔ−１、Ｇｒｅｅｎ−１，２，３、Ｂｌａｃｋ−１，４，６，８や、ＢＡＳＦ社製のｓｕｄａｎ染料、Ｙｅｌｌｏｗ−１４０，１５０、Ｏｒａｎｇｅ−２２０、Ｒｅｄ−２９０，３８０，４６０、Ｂｌｕｅ−６７０や、三菱化成社製のダイアレジン、Ｙｅｌｌｏｗ−３Ｇ，Ｆ，Ｈ２Ｇ，ＨＧ，ＨＣ，ＨＬ、Ｏｒａｎｇｅ−ＨＳ，Ｇ、Ｒｅｄ−ＧＧ，Ｓ，ＨＳ，Ａ，Ｋ，Ｈ５Ｂ、Ｖｉｏｌｅｔ−Ｄ、Ｂｌｕｅ−Ｊ，Ｇ，Ｎ，Ｋ，Ｐ，Ｈ３Ｇ，４Ｇ、Ｇｒｅｅｎ−Ｃ、Ｂｒｏｗｎ−Ａや、オリエント化学社製のオイルカラー、Ｙｅｌｌｏｗ−３Ｇ，ＧＧ−Ｓ，＃１０５、Ｏｒａｎｇｅ−ＰＳ，ＰＲ，＃２０１、Ｓｃａｒｌｅｔ−＃３０８、Ｒｅｄ−５Ｂ、Ｂｒｏｗｎ−ＧＲ，＃４１６、Ｇｒｅｅｎ−ＢＧ，＃５０２、Ｂｌｕｅ−ＢＯＳ，ＨＮ、Ｂｌａｃｋ−ＨＢＢ，＃８０３，ＥＥ，ＥＸ、住友化学工業社製のスミプラスト、ブルーＧＰ、ＯＲ、レッドＦＢ，３Ｂ、イエローＦＬ７Ｇ，ＧＣ、日本化薬社製のカヤロン、ポリエステルブラックＥＸ−ＳＨ３、カヤセットＲｅｄ−ＢのブルーＡ−２Ｒなどを使用することができる。もちろん、染料は樹脂粒子と染着時に使用する溶媒の組み合わせで適宜選択されるため、上記例に限られるものではない。
【００９８】
〔染着用有機溶媒〕
染料を樹脂粒子に染着させるために用いる有機溶媒としては、使用する樹脂粒子が溶解しないもの、あるいは若干の膨潤をきたすもの、具体的には溶解性パラメーター（ＳＰ値）の差が１．０以上、好ましくは２．０以上のものが使用される。例えば、スチレン−アクリル系樹脂粒子に対しては、ＳＰ値が高いメタノール、エタノール、ｎ−プロパノールなどのアルコール系、あるいはＳＰ値が低いｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタンなどを使用する。ＳＰ値の差があまりに大きすぎると、樹脂粒子に対する濡れが悪くなり、樹脂粒子の良好な分散が得られないため、最適なＳＰ値の差は２〜５が好ましい。
【００９９】
〔染着工程〕
染料を溶解した有機溶媒中に樹脂粒子を分散させた後、液温度を樹脂粒子のガラス転移温度以下に保ち、撹拌することが好ましい。これにより、樹脂粒子の凝集を防ぎながら染着することが可能となる。撹拌の方法は市販されている撹拌機、例えばホモミキサー、マグネチックスタラーなどを用いて撹拌すればよい。また、分散重合などで重合終了時得られるスラリー、つまり有機溶媒中に重合樹脂粒子が分散している状態の分散液に、染料を直接添加して前記の条件にて加熱撹拌してもよい。加熱温度がガラス転移温度超過の場合は樹脂粒子同士の融着が生じてしまう。染着後のスラリーを乾燥する方法としては、特に限定はされないが、濾過した後に減圧乾燥あるいは濾別しないで直接減圧乾燥すればよい。本発明において、濾別した後に風乾または減圧乾燥して得られた着色粒子は、凝集は殆どなく、投入した樹脂粒子の粒度分布を殆ど損なわないで再現する。
【０１００】
（懸濁重合トナー）
続いて、懸濁重合トナーについて説明する。
【０１０１】
〔モノマー〕
懸濁重合に使用される重合性単量体はビニル基を有するモノマーであり、具体的には以下のようなモノマーが挙げられる。即ち、スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、ブチルスチレン、オクチルスチレンなどのスチレン及びその誘導体が挙げられ、なかでもスチレン単量体が最も好ましい。他のビニル系単量体として、プロピレン、ブチレン、イソブチレンなどのエチレン系不飽和モノオレフィン類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、ふっ化ビニルなどのハロゲン化ビニル類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル、酪酸ビニルなどのビニルエステル類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸−ｎ−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸−２−クロルエチル、アクリル酸フェニル、α−クロルアクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸ｎ−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルなどのα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、アクリルアミドなどのアクリル酸若しくはメタクリル酸誘導体、ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルなどのビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトンなどのビニルケトン類、Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルインドール、Ｎ−ビニルピロリドンなどのＮ−ビニル化合物類、ビニルナフタレンなどを挙げることができ、これらの単量体を単独あるいは混合して用いることができる。
【０１０２】
〔架橋剤〕
単量体組成物中には、架橋重合体を生成させるために、次のような架橋剤を存在させて懸濁重合させてもよい。架橋剤としては、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、ポリエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、１，３−ブチレングリコールジアクリレート、１，６−ヘキサングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、２，２′−ビス（４−メタクリルロキシジエトキシフェニル）プロパン、２，２′−ビス（４−アクリルオキシジエトキシフェニル）プロパン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールメタンテトラアクリレート、ジブロムネオペンチルグリコールジメタクリレート、フタル酸ジアリルなどが挙げられる。
【０１０３】
架橋剤の使用量が多過ぎると、トナーが熱で溶融しにくくなり、熱定着性、熱圧定着性が劣ることになる。また、架橋剤の使用量が少くな過ぎると、トナーとして必要な耐ブロッキング性、耐久性などの性質が低下し、熱ロール定着において、トナーの一部が紙に完全に固着しないでロール表面に付着し、次の紙に転写するという、コールドオフセットが発生してしまう。従って、用いる架橋剤量は、重合性単量体１００重量部に対して０．００１〜１５重量部、好ましくは０．１〜１０重量部である。
【０１０４】
〔離型剤〕
また、得られるトナーのオフセット防止のために、重合組成物に離型剤を含有させることができる。離型剤としては、低分子量のポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンが好ましい。この低分子量オレフィン重合体は、着色剤と共に重合性単量体中に分散させておくのが好ましい。なお、離型剤は重合性単量体１００重量部に対して１〜１５重量部使用することが好ましい。離型剤の使用量が１重量部未満では、得られたトナーが充分な離型効果をもたず、ローラ上にオフセットしやすくなる。逆に使用量が１５重量部を超過すると、トナーから離型剤が摩擦帯電付与部材にスペントするようになるし、また、トナーの流動性が極めて悪くなる。
【０１０５】
〔着色剤〕
単量体に含有される着色剤としては、従来知られている染料及びカーボンブラック、カーボンブラックの表面を樹脂で被覆してなるグラフト化カーボンブラックのような顔料が使用可能である。その他の着色剤としては、ランプブラック、鉄黒、群青、ニグロシン染料、アニリンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローＧ、ローダミン６Ｇ、レーキ、カルコオイルブルー、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料、モノアゾ系染料、ジスアゾ系染料などの染顔料がある。なお、これらの着色剤は、重合性単量体１００重量部に対して０．１〜３０重量部使用できる。
【０１０６】
〔分散安定剤〕
分散安定剤としては次のものが使用可能である。即ち、ポリビニルアルコール、でん粉、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリメタクリル酸ナトリウム等の水溶性高分子、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、リン酸カルシウム、タルク、粘土、珪藻土、金属酸化物粉末などが用いられる。これらは水に対して０．１〜１０重量％の範囲で用いるのが好ましい。
【０１０７】
〔重合開始剤〕
本発明において、重合開始剤は造粒後の単量体組成物を含む分散液中に添加してもよいが、個々の単量体組成物粒子に均一に重合開始剤を付与する点からは、造粒前の単量体組成物に含有させておくことが望ましい。このような重合開始剤としては、２，２′−アゾビス−（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２′−アゾビスイソブチロニトリル、１，１′−アゾビス−（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、２，２′−アゾビス−４−メチキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル、アゾビスブチロニトリルなどのアゾ系又はジアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、イソプロピルパーオキサイド、２，４−ジクロリルベンゾイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイドなどの過酸化物系重合開始剤が挙げられる。
【０１０８】
〔磁性体〕
本発明のトナーは、磁性体を含有する型の磁性トナーであってもよい。磁性トナーとするには、単量体組成物に磁性粒子を添加すればよい。本発明に用いることができる磁性体には、例えば、鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性金属の粉末、若しくはマグネタイト、ヘマタイト、フェライトなどの合金や化合物の粉末が挙げられる。磁性粒子としては、粒径が０．０５〜５μｍ、好ましくは０．１〜１μｍのものが用いられるが、小粒径トナーを生成する場合には、粒径０．８μｍ以下の磁性粒子を使用することが望ましい。この磁性粒子は、単量体組成物１００重量部中に１０〜６０重量部含有されていることが望ましい。また、これら磁性粒子はシランカップリング剤、チタンカップリング剤などの表面処理剤、あるいは適当な反応性の樹脂などで処理されていてもよい。この場合、磁性粒子の表面積あるいは表面に存在する水酸基の密度にもよるが、通常、磁性粒子１００重量部に対して表面処理剤が５重量部以下、好ましくは０．１〜３重量部の処理で、充分な重合性単量体への分散性が得られ、トナー物性に対しても悪影響を及ぼさない。
【０１０９】
【実施例】
以下、実施例によって本発明の電子写真方式の画像形成方法及び装置を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、以下に示す部はいずれも重量基準である。。
【０１１０】
（実施例Ｉ−１）
〔球形トナーの作製方法〕
スチレンモノマー４０部にカーボンブラックＭＡ１００（三菱化成社製）２０部と重合開始剤として２，２′−アゾビスイソブチロニトリルを０．５部加え、スリーワンモータ駆動撹拌翼、冷却器、ガス導入管、温度計を取り付けた５００ｍｌ四っ口セパラブルフラスコに入れ、窒素気流下、室温で３０分間撹拌し、フラスコ内の酸素を窒素で置換した。その後、７０℃の湯浴中で６時間６０ｒｐｍにて撹拌し、グラフトカーボンブラックを得た。
【０１１１】
次いで、下記の混合物をボールミルで１０時間分散した。
スチレンモノマー                                      ５０部
ｎ−ブチルメタクリレート                          １４．５部
１，３−ブタンジオールジメタアクリレート            ０．５部
ｔ−ブチルアクリルアミドスルフォン酸                    ３部
低分子量ポリエチレン                                    ２部
（三井石油化学社製、三井ハイワックス２１０Ｐ）
上記グラフトカーボンブラック                          ３０部
【０１１２】
得られた分散液に２，２′−アゾビスイソブチロニトリル及び亜硝酸ナトリウムをそれぞれ１部ずつ溶解させた後、ポリビニルアルコールの２％水溶液２５０部に加え、特殊機化社製ＴＫホモミキサー１，０００〜６，０００ｒｐｍ、１０分間にて撹拌し懸濁液を得た。上記懸濁液をスリーワンモータ駆動撹拌翼、冷却器、ガス導入管、温度計を取り付けた５００ｍｌの四っ口セパラブルフラスコに入れ、窒素気流下、室温で撹拌し、フラスコ内の酸素を窒素で置換した。その後、７０℃の湯浴中で５〜８時間、約１００ｒｐｍにて撹拌して重合を完了させ懸濁重合粒子を作成した。この粒子１００部を水／メタノール＝１／１（重量比）の混合液に固形分３０％になるよう再分散し、荷電制御剤としてＨ4Ｎ（ＣＨ2)5ＣＨ＝Ｃ（Ｃ2Ｆ5)2を３部添加し、撹拌後濾過乾燥し、トナーを得た。
【０１１３】
上記トナー粒子とシリカ微粒子とを、シリカ微粒子の添加量がトナー量の０．５重量％となるように配合し、ヘンシェルミキサーによって攪拌混合処理して電子写真用トナーを作製した。
【０１１４】
上記方法により取得した電子写真用トナーを、複写機（リコー社製Ｐｒｅｔｅｒ  ４５０）用のキャリヤと混合撹拌し、トナー濃度が５．０重量％となるように配合して２成分現像剤を作製した。このトナーと上記キャリアを充分混ぜ合わせた後、トナーの帯電量をブローオフ法で測定したところ、帯電量は−２０．７μＣ／ｇであった。また、１分後の帯電量は−１６．４μＣ／ｇであり、帯電の立ち上がりは非常に良好であった。
【０１１５】
［付着力測定］
前述した遠心分離による粒子付着力測定法により、実施例、比較例の電子写真用トナーの垂直方向及び水平方向の付着力を測定した。測定に使用した感光体は、リコー社製Ｐｒｅｔｅｒ  ４５０の感光体と同一構成の有機光導電体膜を、Ａｌを蒸着したマイラーフィルム上に塗布したものを用いた。測定結果を表１〜３に示す。測定に使用した装置は以下のとおりである。
【０１１６】
○  遠心分離装置：日立工機社製ＣＰ１００α
・最高回転数：１００，０００ｒｐｍ
・最大加速度：８００，０００×ｇ
・アングルロータＰ１００ＡＴ）
○  画像処理装置：インタークエスト製Ｈｙｐｅｒ７００
【０１１７】
（実施例Ｉ−１）
［実機試験］
リコー社製Ｐｒｅｔｅｒ  ４５０型複写機を改造し、中間転写ベルト用クリーニングブレードを、該転写ベルト駆動方向に対してカウンター方向より当接しながら、且つ装置手前側のブレード端が逆側端よりも下流となるような角度をつけて設置した（図１参照）。この時の角度は１゜に設定した。転写残トナーは装置手前側から電圧印加したクリーニングブラシをベルト端部表面に接触させることにより回収する機構を設けた。
【０１１８】
上記二成分現像剤を上記複写機にセットし、単色モードにて細線パターン画像を形成し、これを３０回程度繰り返した後の画像を評価したところ、表１のような結果が得られた。更に、３万枚通紙によるランニングテストを行い、同様のパターン画像による画像評価を実施し、クリーニング残による異常画像発生の有無を確認した。結果を表１に示す。
【０１１９】
（実施例Ｉ−２）
上記実施例Ｉ−１にて設置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの角度を該転写ベルト駆動方向に対して１０°に設定した以外は、実施例Ｉ−１と同様の方法で検討した。
【０１２０】
（実施例Ｉ−３）
上記実施例Ｉ−１にて設置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの角度を該転写ベルト駆動方向に対して３０°に設定した以外は、実施例Ｉ−１と同様の方法で検討した。
【０１２１】
（実施例Ｉ−４）
上記実施例Ｉ−１にて設置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの角度を該転写ベルト駆動方向に対して４０°に設定した以外は、実施例Ｉ−１と同様の方法で検討した。
【０１２２】
（比較例Ｉ−１）
上記実施例Ｉで設定したクリーニングブレードの角度を５０度に設定したところ、クリーニング工程長が３００ｍｍ以上になり、且つブレードが経時使用によってめくれ上がり易くなる傾向が強まり、本発明の構成で利用し得ないことが確認された。
【０１２３】
（比較例Ｉ−２）
上記実施例で使用したトナーを、通常Ｐｒｅｔｅｒ  ４５０機で用いている粉砕型トナーに変更した。この時の水平付着力／垂直付着力の比は０．４〜０．７であった。本発明の構成に粉砕トナーを実施例Ｉ−１と同様に適用したところ、転写ベルト端部への搬送が球形トナーほどうまく進まず、トナーがクリーニングブレードとベルト間に堆積すると共に、トナーの飛散が多量に発生し、地汚れや黒すじなどの異常画像が発生することが確認された。
【０１２４】
【表１】
0004490601.tif 000002
【０１２５】
（実施例II−１）
実施例Ｉ−１において、実機試験における中間転写ベルト用クリーニングブレードの設置態様を変更したこと以外は、実施例Ｉ−１と同様にして画像形成及び評価を行った。
【０１２６】
［実機試験］
リコー社製Ｐｒｅｔｅｒ  ４５０型複写機を改造し、中間転写ベルト用クリーニングブレードを、該転写ベルト駆動方向に対してカウンター方向より当接し、且つ図２に示したようなブレードの先端部が該中間転写ベルト幅の中央に位置するよう設定し、ブレード両端が先端部よりも下流となるような角度をつけて設置した。この時の角度は該中間転写ベルト表面の進行方向の垂線に対して１゜に設定した。転写残トナーは当該転写ベルト両側から電圧印加したクリーニングブラシをベルト両端部表面に接触させることにより回収する機構を設けた。
【０１２７】
前記二成分現像剤を上記複写機にセットし、単色モードにて細線パターン画像を形成し、これを３０回程度繰り返した後の画像を評価し、表２のような結果が得られた。更に、その後５万枚通紙によるランニングテストを行い、同様のパターン画像による画像評価を実施し、クリーニング残による異常画像発生の有無を確認した。結果を表２に示す。
【０１２８】
（実施例II−２）
〔実機試験〕
上記実施例II−１にて設置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの角度を該転写ベルト駆動方向に対して１０゜に設定した以外は、実施例II−１と同様の方法で検討した。
【０１２９】
（実施例II−３）
〔実機試験〕
上記実施例II−１にて設置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの角度を該転写ベルト駆動方向に対して３０゜に設定した以外は、実施例II−１と同様の方法で検討した。
【０１３０】
（実施例II−４）
〔実機試験〕
上記実施例II−１にて設置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの角度を該転写ベルト駆動方向に対して３５゜に設定した以外は、実施例II−１と同様の方法で検討した。
【０１３１】
（実施例II−５）
〔球形トナーの作製方法〕
撹拌翼、冷却コンデンサー、窒素ガス導入管を取り付けた密閉可能な反応容器を恒温水槽内に取り付け、メタノール９０部、ポリビニルピロリドン４部を加えた系に対して、撹拌翼を回転させポリビニルピロリドンを完全に溶解させた後、以下の組成のものを容器内に仕込んだ。
【０１３２】
スチレン                                              ２２部
アクリル酸メチル                                      １８部
エチレングリコールジメタクリレート                  ０．２部
ｔｅｒｔ−ドデシルメルカプタン                      ０．１部
【０１３３】
引続き撹拌翼を回転させながら、容器内に窒素ガスを吹き込み完全に酸素を追い出したところで、水槽内を６５±０．１℃にまで昇温し、次のものを添加して重合を開始した。
アゾビスイソブチロニトリル                          ０．６部
メタノール                                            １０部
【０１３４】
重合開始から６時間後、次のものをシリンジで添加した。
チオグリセリン                                      ０．４部
メタノール                                              １部
その後、１５時間反応を続けた後に室温にまで冷却した。
【０１３５】
次に、この分散液８０部をフラスコにとり、イオン交換水２０部を混合しスターラー撹拌している中に、次の染料粉体を少量ずつ３０分かけて投入した。
オイルブラック８６０                                １．８部
オイルオレンジ２０１                              ０．４５部
【０１３６】
染料投入後、そのまま室温で１０時間撹拌し、この染着液を７５μｍのフィルターに通した。その後、この染着液を遠心沈降し、上澄みを取り除き、メタノール７０部、イオン交換水３０部の混合溶媒に再分散するという工程を２回行い、最後にメタノール５０部、イオン交換水５０部の混合溶媒に再分散した。濾別後、風乾し、体積平均粒径５．５μｍ、個数平均粒径４．９μｍでガラス転移点が６０℃の粒子を得た。
【０１３７】
上記トナーの分級品１００部に対し、シリカ（一次粒子径１５ｎｍ）０．７部、酸化チタン（一次粒子径１５ｎｍ）０．８部を各々加え、高速混合機によって混合してトナーを得た。
【０１３８】
キャリア（体積平均粒径５０μｍで真比重５．０の市販シリコン被覆フェライトキャリア）９５部に対し、上記トナー５部を混合し、トナー濃度５％で帯電量−１８．３μＣ／ｇを示した。以下、付着力測定以降の処理を実施例II−１と同様の方法により操作したところ、表２に示す結果が得られた。
【０１３９】
（実施例II−６）
上記実施例II−５で作製したトナーに対して、実施例II−３と同様の方法で評価した。
【０１４０】
（実施例II−７）
上記実施例II−５で作製したトナーに対して、実施例II−４と同様の方法で評価した。
【０１４１】
（比較例II−１）
上記実施例II−１で使用したトナーを通常Ｐｒｅｔｅｒ  ６５０機で用いている粉砕型トナーに変更し、以下、付着力測定以降の処理を実施例II−１と同様の方法により操作したところ、表２に示す結果が得られた。
【０１４２】
（比較例II−２）
上記実施例II−１で使用したトナーをＩｍａｇｉｏ  Ｃｏｌｏｒ  ４０００機で用いている粉砕型トナー（体積平均粒径：７．５μｍ）に変更し、以下、付着力測定以降の処理を実施例II−６と同様の方法により操作したところ、表２に示す結果が得られた。
【０１４３】
【表２】
0004490601.tif 000003
【０１４４】
（実施例III−１）
実施例Ｉ−１において、実機試験における中間転写ベルト用クリーニングブレードの設置態様を変更したこと以外は、実施例Ｉ−１と同様にして画像形成及び評価を行なった。
【０１４５】
（実機試験）
リコー社製Ｐｒｅｔｅｒ  ４５０型複写機を改造し、中間転写ベルト用クリーニングブレードを、該転写ベルト駆動方向に対してカウンター方向より当接し、且つ図４に示したようなブレードの屈曲部が該中間転写ベルト幅の中央に位置するよう設定し、ブレード両端が屈曲部よりも上流となるような角度をつけて設置した。この時の角度は該中間転写ベルト表面の進行方向の垂線に対して１゜に設定した。転写残トナーは当該転写ベルト両側から電圧印加したクリーニングブラシをベルト両端部表面に接触させることにより回収する機構を設けた。
【０１４６】
前記二成分現像剤を上記複写機にセットし、単色モードにて細線パターン画像を形成し、これを３０回程度繰り返した後の画像を評価し、表３のような結果が得られた。更に、その後５万枚通紙によるランニングテストを行い、同様のパターン画像による画像評価を実施し、クリーニング残による異常画像発生の有無を確認した。結果を表３に示す。
【０１４７】
（実施例III−２）
〔実機試験〕
上記実施例III−１にて設置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの角度を該転写ベルト駆動方向に対して１０゜に設定した以外は、実施例III−１と同様の方法で検討した。
【０１４８】
（実施例III−３）
〔実機試験〕
上記実施例III−１にて設置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの角度を該転写ベルト駆動方向に対して３０゜に設定した以外は、実施例III−１と同様の方法で検討した。
【０１４９】
（実施例III−４）
〔実機試験〕
上記実施例III−１にて設置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの角度を該転写ベルト駆動方向に対して３５゜に設定した以外は、実施例III−１と同様の方法で検討した。
【０１５０】
（実施例III−５）
実施例II−５と同様にして調製したトナーを用い、且つ実施例III−１と同様の方法で実機試験を行ったところ、表３に示す結果が得られた。
【０１５１】
（実施例III−６）
上記実施例III−５で作製したトナーに対して、実施例III−３と同様の方法で評価した。
【０１５２】
（実施例III−７）
上記実施例III−５で作製したトナーに対して、実施例III−４と同様の方法で評価した。
【０１５３】
（比較例III−１）
上記実施例III−１で使用したトナーを通常Ｐｒｅｔｅｒ  ６５０機で用いている粉砕型トナーに変更し、以下、付着力測定以降の処理を実施例III−１と同様の方法により操作したところ、表３に示す結果が得られた。
【０１５４】
（比較例III−２）
上記実施例III−１で使用したトナーをＩｍａｇｉｏ  Ｃｏｌｏｒ  ４０００機で用いている粉砕型トナー（体積平均粒径：７．５μｍ）に変更し、以下、付着力測定以降の処理を実施例III−６と同様の方法により操作したところ、表３に示す結果が得られた。
【０１５５】
【表３】
0004490601.tif 000004
【０１５６】
（実施例IV−１）
実施例Ｉで用いたリコー社製Ｐｒｅｔｅｒ  ４５０型複写機改造機を用い、中間転写ベルト用クリーニングブレードを、該転写ベルト駆動方向に対してカウンター方向より当接しながら、且つ装置手前側のブレード端が逆側の端よりも角度が１゜下流となるように設定して設置し、また上流側のブレード端部には切り欠きのついたギアを設けクリーニングブラシ駆動用のギアに連結し、他方の下流端部にはスプリングを取り付け、図６のような駆動をブレードができるように設置した。以下、実施例Ｉ−１と同様に転写残トナーを装置手前側から電圧印加したクリーニングブラシをベルト端部表面に接触させることにより回収する機構を設けた。なお、この場合の感光体の径は１００ｍｍで、感光体線速はおよそ２３０ｍｍ／ｓである。
実施例Ｉ−１で使用した二成分現像剤を上記複写機にセットし、単色モードにて細線パターン画像を形成し、これを３０回程度繰り返した後の画像を評価し、表４のような結果が得られた。更に、その後３万枚及び３０万枚通紙によるランニングテストを行い、同様のパターン画像による画像評価を実施し、クリーニング残による異常画像の発生を確認した。結果を表４に示す。
【０１５７】
（実施例IV−２）
上記実施例IV−１にて設置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの角度を該転写ベルト駆動方向に対して４０゜に設定した以外は、実施例IV−１と同様の方法で検討した。
【０１５８】
（実施例IV−３）
上記実施例IV−１にて設置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの駆動幅を３０ｍｍに設定した以外は、実施例IV−１と同様の方法で検討した。
【０１５９】
（実施例IV−４）
上記実施例IV−１にて設置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの駆動周期を１．２秒に設定した以外は、実施例IV−１と同様の方法で検討した。
【０１６０】
（比較例IV−１）
上記実施例IV−１にて設置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの駆動周期を１．５秒に設定した以外は、実施例IV−１と同様の方法で検討した。初期〜３万枚までは問題なかったが、その後徐々に地汚れが増加し、最終的にはＮＧになった。
【０１６１】
（比較例IV−２）
上記実施例IV−１にて設置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの駆動幅を５０ｍｍとしたため、駆動周期も２．５秒になったが、これ以外は実施例IV−１と同様の方法で検討した。初期よりクリーニングがうまく行われなかったが、その後ブレードがめくれて継続検討できなくなった。
【０１６２】
（比較例IV−３）
上記実施例IV−１で使用したトナーを通常Ｐｒｅｔｅｒ  ６５０機で用いている粉砕型トナーに変更し、以下、付着力測定以降の処理を実施例Ｉ−１と同様の方法により操作したところ、表４に示すように初期では問題が無かったが、経時ではトナーがクリーニングブレードとベルト間に堆積し、トナーの飛散が多量に発生し、地汚れや黒すじなどの異常画像が発生するという結果が得られた。
【０１６３】
【表４】
0004490601.tif 000005
【０１６４】
（実施例Ｖ−１）
実施例Ｉで用いたリコー社製Ｐｒｅｔｅｒ  ４５０型複写機改造機を用い、中間転写ベルト用クリーニングブレードを、該転写ベルト駆動方向に対してカウンター方向より当接しながら、且つ装置手前側のブレード端が逆側の端よりも角度が１゜下流となるように設定して設置し、また上流側のブレード端部には切り欠きのついたギアを設けクリーニングブラシ駆動用のギアに連結し、他方の下流端部にはスプリングを取り付け、図７のような駆動をブレードができるように設置した。以下、実施例Ｉ−１と同様に転写残トナーを装置手前側から電圧印加したクリーニングブラシをベルト端部表面に接触させることにより回収する機構を設けた。なお、この場合の中間転写ベルトの周長は５７０ｍｍで、線速はおよそ２３０ｍｍ／ｓであるため、φ／２υ＝１．２３９（秒）と計算される。
実施例Ｉ−１で使用した二成分現像剤を上記複写機にセットし、単色モードにて細線パターン画像を形成し、これを３０回程度繰り返した後の画像を評価し、表５のような結果が得られた。更に、その後３万枚及び３０万枚通紙によるランニングテストを行い、同様のパターン画像による画像評価を実施し、クリーニング残による異常画像の発生を確認した。結果を表５に示す。
【０１６５】
（実施例Ｖ−２）
上記実施例Ｖ−１にて設置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの角度を該転写ベルト駆動方向に対して３０゜に設定した以外は、実施例Ｖ−１と同様の方法で検討した。
【０１６６】
（実施例Ｖ−３）
上記実施例Ｖ−１にて設置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの駆動幅を５０ｍｍに設定したため、駆動周期は１．２秒となった以外は、実施例Ｖ−１と同様の方法で検討した。３００００枚までは問題なかったが、１０００００枚ではややクリーニング残トナー量の増加傾向が見られた。
【０１６７】
（実施例Ｖ−４）
上記実施例Ｖ−１にて設置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの駆動周期を１．２秒に設定した以外は、実施例Ｖ−１と同様の方法で検討した。
【０１６８】
（比較例Ｖ−１）
上記実施例Ｖ−１にて設置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの駆動周期を１．５秒に設定した以外は、実施例Ｖ−１と同様の方法で検討した。初期〜３万枚までは問題なかったが、その後徐々に中間転写ベルト表面の残留トナーが増加し、最終的にはＮＧになった。
【０１６９】
（比較例Ｖ−２）
上記実施例Ｖ−１にて設置した中間転写ベルト用クリーニングブレードの駆動幅を１００ｍｍとしたため、駆動速度を上げて駆動周期も３．５秒に設定したが、これ以外は実施例Ｖ−１と同様の方法で検討した。初期よりクリーニングがうまく行われなかったが、その後ブレードがめくれて継続検討できなかった。
【０１７０】
（比較例Ｖ−３）
上記実施例Ｖ−１で使用したトナーを通常Ｐｒｅｔｅｒ  ６５０機で用いている粉砕トナーに変更し、以下、付着力測定以降の処理を実施例Ｉ−１と同様の方法により操作したところ、表２に示すように初期では問題が無かったが、経時ではトナーがクリーニングブレードとベルト間に堆積し、トナーの飛散が多量に発生し、地汚れや黒すじなどの異常画像が発生するという結果が得られた。
【０１７１】
【表５】
0004490601.tif 000006
【０１７２】
【発明の効果】
請求項１〜７の電子写真方式の画像形成方法は、前記物性を有する球形化したトナーを使用し、しかも像担持体上に残留したトナーをクリーニングする際に、当接するクリーニング部材を該像担持体表面又は中間転写体が設けられた場合は該中間転写体表面に対して前記した構成にて駆動方向の垂直軸より角度を有して当接することにしたことから、球形トナー固有のクリーニング不良を解決することが可能となる。
【０１７３】
請求項８〜１３の電子写真の画像形成方法は、当該像担持体あるいは当該被転写体上に残留したトナーをクリーニングする際に、当該クリーニング部材に駆動機構を設け、さらに効率よく球形トナーを回収し、かつ感光体へのストレスを低減して長寿命化させることが可能となる。
【０１７４】
請求項１４〜２１の電子写真方式の画像形成方法は、像担持体上に残留したトナーをクリーニングする際に、像担持体又は中間転写体が設けられた場合は該中間転写体の端部近傍にトナー回収機構を設けたことから、該端部にクリーニングされて集まった球形トナーが効率よく回収され、球形トナー固有のクリーニング不良を解決することが可能となる。
【０１７５】
請求項２２の電子写真方式の画像形成装置は、球形化したトナーを使用する場合において、当該像担持体あるいは当該被転写体上に残留したトナーをクリーニングする際に前記のクリーニング機構を採用したことから、球形トナーでもクリーニング不良の起き難い電子写真方式の画像形成装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る中間転写体上に設けるクリーニング手段の一実施例を示す概略図である。
【図２】本発明に係る中間転写体上に設けるクリーニング手段の別の一実施例を示す概略図である。
【図３】本発明に係る中間転写体上に設けるクリーニング手段の別の一実施例を示す概略図である。
【図４】本発明に係る中間転写体上に設けるクリーニング手段の別の一実施例を示す概略図である。
【図５】本発明に係る中間転写体上に設けるクリーニング手段の別の一実施例を示す概略図である。
【図６】本発明に係る中間転写体上に設けるクリーニング手段の別の一実施例を示す概略図である。
【図７】本発明に係る中間転写体上に設けるクリーニング手段の更に別の一実施例を示す概略図である。
【図８】図１〜図５におけるクリーニング部の拡大図である。
【図９】本発明に係る粉体付着力測定装置用測定セルの構成図である。
【図１０】垂直方向粉体付着力測定装置の遠心分離装置の一部断面側面図である。
【図１１】水平方向粉体付着力測定装置の遠心分離装置の一部断面側面図である。
【図１２】外添剤付着状態の違いによる特性差モデルを示す図である。
【符号の説明】
１    測定セル
２    試料基板
２ａ  試料面
３    受け基板
３ａ  付着面
４    スペーサ
５    遠心分離装置
６    ロータ
７    保持部材
７ａ  棒状部
７ｂ  セル保持部
８    試料設置部
９    回転中心軸
１０    設置固定部
１１    穴部
２１    粉体付着力測定装置
２３    遠心分離装置
２４    回転軸
２５    ロータ
２５ａ  試料設置部
２６    保持部材
２７    棒状部
２７ａ  配置調節部
２７ｂ  配置固定部
２８    基板保持部
２９    ガイド
３０    ねじ
【図１】
0004490601.tif 000007
【図２】
0004490601.tif 000008
【図３】
0004490601.tif 000009
【図４】
0004490601.tif 000010
【図５】
0004490601.tif 000011
【図６】
0004490601.tif 000012
【図７】
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【図８】
0004490601.tif 000014
【図９】
0004490601.tif 000015
【図１０】
0004490601.tif 000016
【図１１】
0004490601.tif 000017
【図１２】
0004490601.tif 000018