(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に転写した後、前記像担持体上に残留したトナーを、前記像担持体の表面に該表面に略平行に延びるクリーニングローラを当接させて除去する工程を有するクリーニング方法であって、球形化したトナーを使用するクリーニング方法において、
前記クリーニングローラを、前記像担持体の表面の移動方向と直交する幅方向に対して該幅方向を含む水平面内で角度を持つように配置し、且つ、前記像担持体と当接する部分が前記像担持体の表面の移動方向とは逆向きとなるように回転させ、
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、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、
前記球形化したトナーとして、垂直方向の付着力と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に記載のクリーニング方法において、
前記像担持体が電子写真感光体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１に記載のクリーニング方法において、
前記像担持体が、ベルト状の中間転写体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３に記載のクリーニング方法において、
前記クリーニングローラが０．１〜４０度の角度を有してい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に記載のクリーニング方法において、
前記クリーニングローラの角度が１〜３０度であることを特徴とするクリーニング方法。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれかに記載のクリーニング方法において、
前記クリーニングローラが角度を有しない場合の該クリーニングローラの軸線を基準としたとき、該クリーニングローラの前記中間転写体の表面の移動方向下流側に位置する端部に対応した前記中間転写体の端部側から残留トナーを回収することを特徴とするクリーニング方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のクリーニング方法において、
前記クリーニングローラが、前記像担持体の線速に対し０．７〜１．３の比率の線速で回転することを特徴とするクリーニング方法。
【請求項８】
請求項７に記載のクリーニング方法において、
前記クリーニングローラが弾性体から形成され、かつ該弾性体の体積抵抗が１０5〜１０13Ωｃｍ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１〜８のいずれかに記載のクリーニング方法において、
前記クリーニングローラに対して電圧を印加することを特徴とするクリーニング方法。
【請求項１０】
画像情報に基づいて像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーで可視像化し、該トナー像を記録媒体に直接にあるいは中間転写体を介して転写し、該転写後前記像担持体又は前記中間転写体の表面に残留したトナーをクリーニングローラを用いてクリーニングする画像形成方法において、
前記クリーニングに、請求項１〜９のいずれかに記載のクリーニング方法を使用することを特徴とする画像形成方法。
【請求項１１】
画像情報に基づいて像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーで可視像化し、該トナー像を記録媒体に直接にあるいは中間転写体を介して転写し、該転写後前記像担持体又は前記中間転写体の表面に残留したトナーをクリーニングローラを用いてクリーニングする画像形成装置において、
前記クリーニングに、請求項１〜９のいずれかに記載のクリーニング方法を使用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、画像形成方法及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、乾式二成分又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画像形成装置に関し、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回避した電子写真方式の画像形成方法及び画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
乾式二成分又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においては、帯電及び／又は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、このコロナ帯電器は、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が上市されている。
これは、電子写真感光体や中間転写体等に当接した低抵抗部材に電圧を印加することにより、所望の帯電又は電圧印加を行うものである。
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、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か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。
【０００３】
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、懸濁重合法や乳化重合又は分散重合法等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。
しかし、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。
【０００４】
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、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等の問題があった。
【０００５】
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、か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提案がなされている。
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、感光体表面粗さの経時的な維持等が原理的に困難であり、実用的ではないものであった。
【０００６】
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するという提案がある。
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測されるために、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いうこと及びその効果には多大の疑問が残るものであった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来の問題を解消し、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かつ効率的にクリーニングでき、しかも効率よく回収することのできる画像形成方法及び画像形成装置を提供することをその課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために、クリーニング部材の当接の仕方に着目して鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに到った。
【０００９】
請求項１記載の発明では、像担持体上のトナー像を被転写体に転写した後、前記像担持体上に残留したトナーを、前記像担持体の表面に該表面に略平行に延びるクリーニングローラを当接させて除去する工程を有するクリーニング方法であって、球形化したトナーを使用するクリーニング方法において、前記クリーニングローラを、前記像担持体の表面の移動方向と直交する幅方向に対して該幅方向を含む水平面内で角度を持つように配置し、且つ、前記像担持体と当接する部分が前記像担持体の表面の移動方向とは逆向きとなるように回転させ、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、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、
前記球形化したトナーとして、垂直方向の付着力と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。
【００１０】
請求項２記載の発明では、請求項１に記載のクリーニング方法において、前記像担持体が電子写真感光体であることを特徴とする。
請求項３記載の発明では、請求項１に記載のクリーニング方法において、前記像担持体が、ベルト状の中間転写体であることを特徴とする。
請求項４記載の発明では、請求項３に記載のクリーニング方法において、前記クリーニングローラが０．１〜４０度の角度を有していることを特徴とする。
請求項５記載の発明では、請求項４に記載のクリーニング方法において、前記クリーニングローラの角度が１〜３０度であることを特徴とする。
請求項６記載の発明では、請求項３〜５のいずれかに記載のクリーニング方法において、前記クリーニングローラが角度を有しない場合の該クリーニングローラの軸線を基準としたとき、該クリーニングローラの前記中間転写体の表面の移動方向下流側に位置する端部に対応した前記中間転写体の端部側から残留トナーを回収することを特徴とする。
請求項７記載の発明では、請求項１〜６のいずれかに記載のクリーニング方法において、前記クリーニングローラが、前記像担持体の線速に対し０．７〜１．３の比率の線速で回転することを特徴とする。
請求項８記載の発明では、請求項７に記載のクリーニング方法において、前記クリーニングローラが弾性体から形成され、かつ該弾性体の体積抵抗が１０5〜１０13Ωｃｍであることを特徴とする。
請求項９記載の発明では、請求項１〜８のいずれかに記載のクリーニング方法において、前記クリーニングローラに対して電圧を印加することを特徴とする。
請求項１０記載の発明では、画像情報に基づいて像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーで可視像化し、該トナー像を記録媒体に直接にあるいは中間転写体を介して転写し、該転写後前記像担持体又は前記中間転写体の表面に残留したトナーをクリーニングローラを用いてクリーニングする画像形成方法において、前記クリーニングに、請求項１〜９のいずれかに記載のクリーニング方法を使用することを特徴とする。
【００１１】
請求項１１記載の発明では、画像情報に基づいて像担持体に静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーで可視像化し、該トナー像を記録媒体に直接にあるいは中間転写体を介して転写し、該転写後前記像担持体又は前記中間転写体の表面に残留したトナーをクリーニングローラを用いてクリーニングする画像形成装置において、前記クリーニングに、請求項１〜９のいずれかに記載のクリーニング方法を使用することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
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、この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等によって、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。
【００１３】
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、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。
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ということを見出したのである。
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明の単的な例を図１に示す。
図１は、ベルト形状の中間転写体上に設けたクリーニング手段に関わるものである。
【００１５】
このように、クリーニング部材を像担持体表面又は被転写体表面の駆動方向の垂直軸より角度（図中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の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。
【００１６】
これは、図２に表示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。
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、中間転写体の駆動方向の垂直軸に対して０．１〜４０度であることが好ましく、特に１〜３０度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これを登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。
図１及び２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。
【００１７】
さらに、本発明においては、クリーニング部材としてクリーニングローラを用いた場合が挙げられる。
このクリーニングローラは、像担持体駆動方向に対して逆回転となるように当接することが望ましく、その回転速度は像担持体の移動速度を１とした場合に、０．７〜１．３の範囲であることが好ましい。
これは、上記比率未満の回転数では、充分なクリーニングができずに初期からクリーニング不良が発生し易く、また、上記比率を越えると、当クリーニングローラや像担持体に対するストレスが大きすぎるために上記部材の劣化が促進されるためである。
【００１８】
クリーニングローラには、そのクリーニング効率を向上するために、トナー捕集用の電界を加える機構を附与することができる。
そこで、ローラには、半導電性を保有させる必要があり、その電気抵抗範囲は１０5〜１０13Ω・ｃｍが望ましい。
これは、上記抵抗値を越えると、充分な電界が印加し難くなることと、また、上記抵抗値未満では、放電等の問題が発生し易くなるために実用できないからである。
【００１９】
本発明においては、クリーニングローラで捕集したトナーの回収手段を設けることと、その具体的な方法が規定されている。
中間転写体端部に集まったトナー粒子は、そのまま中間転写体表面から落下させて回収してもよいが、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。
さらに、中間転写体は高速に駆動するため、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するか又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する方法も利用できる。
【００２０】
次に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３〜図５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。
【００２１】
図３は、粉体付着力測定装置の測定セルの説明図である。
図３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。
【００２２】
図４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４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７ｃ、棒状部７ａを試料設置部８に固定する設置固定部７ｄ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。
【００２３】
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、本出願人が先に出願した特開平１１−６４２１２号公報等の記載に従って測定を行っている。
図５は、水平方向の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５において、１は粉体付着力測定装置であり、粉体付着力測定装置１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３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。
【００２４】
遠心分離装置３は、ロータ５と、保持部材６とを有する。ロータ５は、回転軸４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４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６の形状に対応する形状の凹みを有し、保持部材６を嵌合可能に支持する試料設置部５ａを有する。
ロータ５は、試料設置部５ａが回転軸４に対して傾斜しているアングルロータである。
【００２５】
保持部材６は、棒状部７と棒状部７に設けられ試料基板２を保持する基板保持部８とを備えている。
保持部材６の棒状部７は、先端に設けられた配置調節部７ａと、ロータ５の試料設置部５ａに嵌合したとき試料設置部５ａの内周面に当接する配置固定部７ｂと、を有している。
保持部材６の基板保持部８は、試料基板２を保持部材６に対して固定する固定部材を備えるとともにガイド９を備えている。
ガイド９は、基板保持部８に保持された試料基板２の試料面２ａが基板保持部８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８の内周面部分に設けられている。
ガイド９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。
上記固定部材は、ねじ１０から構成されている。基板保持部８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１０で試料基板２を保持部材６に固定して保持させるようになっている。
【００２６】
試料基板２は、保持部材６の基板保持部８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６は、遠心分離装置３のロータ５の大きな遠心力に耐えられる強度があり、ロータ５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６の配置調節部７ａ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又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。
保持部材の配置固定部７ｂは、ゴム等の弾力性を有する部材から構成される。
【００２７】
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。
上記基板配置工程においては、図１に示された粉体付着力測定装置１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６の基板保持部８へ挿入し、ねじ１０を用いて試料基板２を保持部材６に固定して、保持部材６の基板保持部８に試料基板２を保持させる。
操作者が保持部材６を試料設置部５ａに嵌合して、配置調節部７ａを保持部材６の棒状部７の軸線まわりに回転させ、かつ配置固定部７ｂを試料設置部５ａの内周面に当接させることにより、基板保持部８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５の回転軸４に対して垂直となるように、回転軸４に対して垂直な方向に対する試料設置部５ａ内での保持部材６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５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６をロータ５内に配置することを容易に行うことができる。
【００２８】
また、ねじ１０を用いて試料基板２を保持部材６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５の回転軸４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。
上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５を回転軸４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４から前記粉体の測定領域の中心位置までの距離およびロータ５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５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。
【００２９】
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号公報等で、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。
ＳＦ１＝（Ｘ2／Ａ）×（π／４）×１００                  （１）
ＳＦ２＝（Ｐ2／Ａ）×（１／４π）×１００                （２）
【００３０】
上記中、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（１）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、形状をいか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６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、構成素材の限定等を無くしては、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なり得ず、たとえ上記条件を満たしたとしても、本質的な問題解決にはならず、例外も多分に含まれる。
【００３１】
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、本発明に到ったものである。
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。
したがって、この付着力の比（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単的に表す数値であると考えている。
【００３２】
次に、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製造する方法としては、分散重合法又は懸濁重合法により製造されたものが好適である。
【００３３】
続いて、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について説明する。
まず、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。
次いで、図３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。
【００３４】
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。
【００３５】
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、式（３）より求められる。
Ｆ＝ｍ×ｒ×（２πｆ／６０）2                            （３）
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、式（２）より求められる。
ｍ＝（π／６）×ρ×ｄ3                                  （４）
式（３）と式（４）より、トナーの受ける遠心力Ｆは、式（５）から求められる。
Ｆ＝（π3／５４００）×ρ×ｄ3×ｒ×ｆ2                   （５）
【００３６】
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。
【００３７】
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。
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（５）を用いて各トナーの付着力を求めることができる。
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行うことができる。
【００３８】
次に、本発明で用いる分散重合トナーについて説明する。
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、これに上記親水性液体には溶解するが、生成する重合体は、上記親水性液体にて膨潤されるか、または、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。
【００３９】
上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である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等のエーテルアルコール類等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又は二種以上の混合物して用いることができる。
【００４０】
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、上記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により、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。
【００４１】
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、石油エチル、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、ギ酸ブチル、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、ギ酸、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等の硫黄、窒素含有有機化合物類、その他水も含まれる。
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。
【００４２】
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等の酸類、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等、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、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、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又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等の酸クロライド類、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミン等の窒素原子又はその複素環を有するもの等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等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等のセルロース類又は上記親水性モノマーとスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等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、アクリルアミド等のアクリル酸もしくはメタクリル酸誘導体との共重合体、さらに、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、ジビニルベンゼン等との共重合体も使用可能である。
【００４３】
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ことから、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、上記の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。
【００４４】
さらに、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、マグネシウム等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、酸化珪素等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、燐酸エステル等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、イミダゾリン等のアミン塩型や、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等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等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〕等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さらに高めることができる。
【００４５】
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、０．１〜１０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。
【００４６】
また、上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等の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、アクリルアミド等のアクリル酸も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等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挙げることができる。
【００４７】
また、本発明における上記の重合体は、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よい。
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等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、ジビニルスルホン等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等で用いられる。
【００４８】
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。
【００４９】
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、四臭化炭素等が挙げられる。
【００５０】
また、上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）等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等の過酸化物系重合開始剤、過硫酸カリウム等の過硫酸化物系重合開始剤、これにチオ硫酸ナトリウム、アミン等を併用した系等が用いられる。
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。
【００５１】
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により決定される。
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。
【００５２】
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、顔料等を添加し、３０〜３００ｒｐｍの撹拌により、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、アルゴンガス等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。
【００５３】
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。
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、デカンテーション等の操作により、不必要な微粒子、残存モノマー、高分子分散安定剤等を除いた後に、重合体スラリーとして回収して染着を行なってもよい。しかし、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。
【００５４】
本発明における染着について、以下に説明する。
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、この前又は後に上記溶媒中に染料を溶解させ、上記染料を樹脂粒子Ａ中に浸透させ着色せしめた後、上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、上記染料の上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。
本発明における溶解度は、２５℃の温度で測定されたものと定義される。
【００５５】
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。
この溶解状態又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、すなわ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。
【００５６】
着色に使用する染料としては、上記のように使用する有機溶媒への染料の溶解度（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。
さらに（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、アニオン染料等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。
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。
【００５７】
例えば、染着溶媒にＳＰ値の高いメタノール、エタノール等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、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．  ＳＯＬＶＥＮＴＢＬＵＥ（２２，６３，７８，８３〜８６，９１，９４，９５，１０４）、Ｃ．Ｉ．  ＳＯＬＶＥＮＴ  ＧＲＥＥＮ（２４，２５）、Ｃ．Ｉ．  ＳＯＬＶＥＮＴ  ＢＲＯＷＮ（３，９）等が挙げられる。
【００５８】
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、ＢＡＳＦ社製のｓｕｄａｎ染料、Ｙｅｌｌｏｗ−１４０，１５０、Ｏｒａｎｇｅ−２２０、Ｒｅｄ−２９０，３８０，４６０、Ｂｌｕｅ−６７０、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、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等を使用することができる。
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。
【００５９】
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又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−プロパノール等のアルコール系はＳＰ値が低いｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン等を使用する。
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。
【００６０】
染着工程は、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等を用いて撹拌すればよい。
また、分散重合等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上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又は濾別しないで直接減圧乾燥すればよい。
本発明においては、濾別した後に風乾又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ことができる。
【００６１】
続いて、懸濁重合トナーについて説明する。
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、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、中でも、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は、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等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、フッ化ビニル等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、酪酸ビニル等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等の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、アクリルアミド等のアクリル酸も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、ビニルナフタレン等を挙げることができ、これらの単量体を単独又は混合して用いることができる。
【００６２】
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。
この架橋剤としては、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。
【００６３】
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、耐久性等の性質が低下し、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。
したがって、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。
【００６４】
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。
この離型剤としては、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り、またトナーの流動性が極めて悪くなる。
【００６５】
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、ジスアゾ系染料等の染顔料がある。
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重量部使用することができる。
【００６６】
分散安定剤としては、次のものが使用可能である。
すなわち、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、金属酸化物粉末等が用いられる。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。
【００６７】
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−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル、アゾビスブチロニトリル等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等の過酸化物系重合開始剤が挙げられる。
【００６８】
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、ニッケル等の強磁性金属の粉末又はマグネタイト、ヘマタイト、フェライト等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。
【００６９】
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等の表面処理剤又は適当な反応性の樹脂等で処理されていてもよい。
この場合、磁性粒子の表面積又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。
【００７０】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例によってなんら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。
【００７１】
〔球形トナーの作製方法〕
スチレンモノマー４０重量部に、カーボンブラックＭＡ１００（三菱化成社製）２０重量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重量部加え、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四つ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。
【００７２】
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
（三井石油化学社製、三井ハイワックス２１０Ｐ）        ２部
上記グラフトカーボンブラック                          ３０部
【００７３】
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重量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重量部に加え、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。
この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の四つ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重量部を水／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重量部添加し、撹拌後、濾過、乾燥し、トナーを得た。
【００７４】
この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。
【００７５】
上記により取得した電子写真用トナーを、複写機（リコー社製Ｐｒｅｔｅｒ４５０）用のキャリアと混合、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−２２．６μＣ／ｇであった。
また、１分後の帯電量は−１８．８μＣ／ｇであり、帯電の立ち上がりは非常に良好であった。
【００７６】
［付着力測定］
上記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。
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
【００７７】
［実機試験］
実施例１
リコー製ｉｍａｇｉｏ  ｃｏｌｏｒ  ４０００型複写機を改造し、中間転写ベルト用クリーニングローラを当接しながら、転写ベルト駆動方向に対してカウンター方向に、かつ該転写ベルト駆動速度と等速で回転するように設置し、さらに装置手前側のクリーニングローラ端が奥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５度に設定した。
クリーニングローラは、中間転写ベルトの線速（３００ｍｍ／ｓ）と等速で中間転写ベルトとは逆回転で当接するように設置した。
さらに、クリーニングローラには直流で＋３００〜＋５００Ｖの電界を印加した。
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ベルト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。
【００７８】
上記二成分現像剤を上記複写機にセットし、単色モードにてパターン画像を形成し、これを３０回程度繰り返した後に、クリーニング不良による異常画像発生の有無や画像感光体上のクリーニング過程後のトナー残留状態を確認したところ、表１のような結果が得られた。
さらに、その後、１万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及び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。
【００７９】
実施例２
上記実施例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、転写ベルト駆動方向に対して１０度に設定した以外は、実施例１と同様の方法で実施した。
【００８０】
実施例３
上記実施例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、転写ベルト駆動方向に対して３０度に設定した以外は、実施例１と同様の方法で実施した。
【００８１】
実施例４
上記実施例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、転写ベルト駆動方向に対して４０度に設定した以外は、実施例１と同様の方法で実施した。
【００８２】
実施例５
上記実施例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、転写ベルト駆動方向に対して１度に設定し、さらにトナー回収部に吸引ファンを設け、気流と共に該ローラ端部に送られてきたトナーを回収する機構を備えた以外は、実施例１と同様の方法で実施した。
【００８３】
比較例１
上記実施例１で設け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、クリーニング工程の全長が３６０ｍｍ以上になり、実質的に利用し得ないことが確認された。
【００８４】
比較例２
上記実施例１で使用したトナーを、通常ｉｍａｇｉｏ  ｃｏｌｏｒ  ４０００機で用いている粉砕型トナー（シアン）に変更し、以下、付着力測定以降の処理を実施例１と同様の方法により操作したところ、表１に示す結果が得られた。
【００８５】
比較例３
上記比較例２と同様にトナーを、通常ｉｍａｇｉｏ  ｃｏｌｏｒ  ４０００機で用いている粉砕型トナー（シアン）に変更し、以下、付着力測定以降の処理を実施例３と同様の方法により操作したところ、表１に示す結果が得られた。
【００８６】
【表１】
0004478362.tif 000002
なお、表１中、「トナー形状」として、「粉砕」とあるのは、その製造方法により、表面に大小の突起を有した形状であることを意味する。
【００８７】
【発明の効果】
本発明によれば、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かつ効率的にクリーニングでき、しかも効率よく回収することのできる画像形成方法及び画像形成装置が提供され、複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真分野に寄与するところはきわめて大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置に係るクリーニング手段を示す図である。
【図２】図１のクリーニング部を拡大図した図である。
【図３】粉体付着力測定装置の測定セルを示す図である。
【図４】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５】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
７ｃ  穴部
７ｄ  設置固定部
８    試料設置部
９    回転中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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