クリーニング装置及び画像形成方法
【課題】球形化、小粒径化されたトナーを用いた画像形成装置であっても、長期に亘ってもそのクリーニング機能を維持できるクリーニング装置を提供する。
【解決手段】像担持体１回転方向上流側から順に、第１クリーニングブレード１１、第２クリーニングブレード１２の２つのブレードを備え、該第２クリーニングブレードは、ブレード母体層と研磨剤粒子含有層の２層構造を有する研磨用ブレードであるクリーニング装置であり、用いられたトナーが、コールター法で測定した重量平均径（Ｄ４）が３．５〜５．５μｍ、３．１７〜４．００μｍの粒子の割合が２０〜５０個数％、４．００〜５．０４μｍの粒子の割合が１０〜３０個数％、１２．７μｍ以上の粗大粒子の割合が０〜１．０重量％で、重量平均径（Ｄ４）と個数平均径（Ｄ１）の比（Ｄ４／Ｄ１）が１．０４〜１．３０であることを特徴とするクリーニング装置。
【解決手段】像担持体１回転方向上流側から順に、第１クリーニングブレード１１、第２クリーニングブレード１２の２つのブレードを備え、該第２クリーニングブレードは、ブレード母体層と研磨剤粒子含有層の２層構造を有する研磨用ブレードであるクリーニング装置であり、用いられたトナーが、コールター法で測定した重量平均径（Ｄ４）が３．５〜５．５μｍ、３．１７〜４．００μｍの粒子の割合が２０〜５０個数％、４．００〜５．０４μｍの粒子の割合が１０〜３０個数％、１２．７μｍ以上の粗大粒子の割合が０〜１．０重量％で、重量平均径（Ｄ４）と個数平均径（Ｄ１）の比（Ｄ４／Ｄ１）が１．０４〜１．３０であることを特徴とするクリーニング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式を利用した画像形成装置に搭載される像担持体のクリーニング装置に関する。また、当該クリーニング装置を含んで構成されるプロセスカートリッジ、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式を利用したカラー画像形成装置は広範に普及してきており、また、デジタル化された画像が容易に入手できることも関係して、プリントされる画像の更なる高精細化が要望されている。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、特許文献１〜４では、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。また、特許文献５では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、特許文献６では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液滴状に分散させ、球形化、小粒径化されたトナーを得る方法、特許文献７等では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。
【０００３】
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、特許文献８では、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。また、特許文献９では、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液滴状に分散させ、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。
【０００４】
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質は増加する傾向にある。
【０００５】
感光体上の付着物質を除去する手段として、特許文献１０では、クリーニングブレードと表面に研磨剤を付着させたクリーニングローラとを配したクリーニング装置が提案されている。しかしながら、クリーニングローラ表面に付着した研磨剤は剥がれ落ちやすく、長期に亘ってクリーニング機能を維持するのは困難である。また、特許文献１１では、クリーニング装置に設けられたクリーニングブレードの先端に研磨剤を接着させて付着物質の除去をする構成としている。しかしながら、転写残トナーのクリーニングと付着物質の除去とを同時に行うのは難しく、また、クリーニングブレードの先端に研磨剤を接着させた構成では、研磨剤が剥がれ落ちやすい。
【０００６】
このように、従来のクリーニングブレード、もしくはクリーニングブラシを配備したクリーニング装置では、これらの感光体上の付着物質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。
我々は、先に、像担持体回転方向上流側から順に、第１クリーニングブレード、第２クリーニングブレードの２つのブレードを備え、該第２クリーニングブレードは、ブレード母体層と研磨剤粒子含有層の２層構造を有する研磨用ブレードであるクリーニング装置を提案（特許文献１２の特開２００４−１１７４６５号公報等参照）したが、本発明はこのクリーニング技術の更なる改良を意図したものである。
【０００７】
【特許文献１】特開平１−１１２２５３号公報
【特許文献２】特開平２−２８４１５８号公報
【特許文献３】特開平３−１８１９５２号公報
【特許文献４】特開平４−１６２０４８号公報
【特許文献５】特開平５−７２８０８号公報
【特許文献６】特開平９−１５９０２号公報
【特許文献７】特開平１１−１３３６６８号公報
【特許文献８】特開平５−１８８６４２号公報
【特許文献９】特開平９−１５９０３号公報
【特許文献１０】特開平１０−１１１６２９号公報
【特許文献１１】特開２００１−２９６７８１号公報
【特許文献１２】特開２００４−１１７４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、球形化、小粒径化されたトナーを用いた画像形成装置であっても、感光体上の転写残トナー及び付着物質の除去を効果的に行うことができ、長期に亘ってもそのクリーニング機能を維持できるクリーニング装置を提供することを課題とする。また、上記の良好なクリーニング機能を有するクリーニング装置を備え、長期に亘って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、並びに画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
現在まで多くのクリーニング装置と、多くのトナーとが提案されている中で、特定構成のクリーニング装置と、特定トナーとの組合せが、優れたクリーニング性を示し、得られる画像のシャープさ、画像にカブリがなく、画像濃度をより満足し、かつ、これらを長期に亘って保持することを見出した。本発明はこのような知見に基くものである。
すなわち、本発明は（１）「像担持体の表面をクリーニングするクリーニング装置であって、該クリーニング装置は、該像担持体回転方向上流側から順に、第１クリーニングブレード、第２クリーニングブレードの２つのブレードを備え、該第２クリーニングブレードは、ブレード母体層と研磨剤粒子含有層の２層構造を有する研磨用ブレードであるクリーニング装置であり、用いられたトナーが、コールター法で測定した重量平均径（Ｄ４）が３．５〜５．５μｍ、３．１７〜４．００μｍの粒子の割合が２０〜５０個数％、４．００〜５．０４μｍの粒子の割合が１０〜３０個数％、１２．７μｍ以上の粗大粒子の割合が０〜１．０重量％で、重量平均径（Ｄ４）と個数平均径（Ｄ１）の比（Ｄ４／Ｄ１）が１．０４〜１．３０であることを特徴とするクリーニング装置」、
（２）「前記トナーは、結着樹脂がポリエステル樹脂を含有し、該トナーのＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィ）により測定したピークトップ分子量Ｍｐが４０００〜８０００の範囲にあることを特徴とするクリーニング装置」、
（３）「高架式フローテスターにより測定される前記トナーの１／２流出温度が１４５〜１６５℃であることを特徴とする前記第（１）項または第（２）項に記載のクリーニング装置」、
（４）「前記トナーは、無機スズ化合物触媒によるポリエステル樹脂を含むことを特徴とする前記第（１）項乃至第（３）項の何れかに記載のクリーニング装置」、
（５）「前記トナーは、疎水性酸化チタン微粒子を少なくとも有する静電荷像現像用トナーであり、該疎水性酸化チタン微粒子は、Ｘ線回折において、２θ＝２０．０〜４０．０ｄｅｇの範囲における最大強度Ｉａと最小強度Ｉｂの強度比（Ｉａ／Ｉｂ）が、1．０＜Ｉａ／Ｉｂ＜３．０であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（４）項の何れかに記載のクリーニング装置」により達成される。
また、本発明は（６）「像担持体と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを少なくとも含んで一体に支持され、画像形成装置本体に着脱自在に形成されたプロセスカートリッジであって、該クリーニング手段として、前記第（１）項乃至第（５）項の何れかに記載のクリーニング装置を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ」により達成される。
また、本発明は（７）「潜像を担持する像担持体と、該像担持体表面に均一に帯電を施す帯電手段と、帯電した該像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、潜像を書き込む露光手段と、該潜像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し、可視像化する現像手段と、該潜像担持体表面の可視像を記録紙に転写する転写手段と、転写後の該像担持体表面をクリーニングするクリーニング手段とを備え、トナー像が転写体上に転写された後の被帯電体表面をクリーニングして被帯電体表面上のトナーを回収し、回収したトナーを該現像手段に供給して現像工程に使用するリサイクルシステムを有する画像形成装置であって、該クリーニング手段として、請求項１乃至５の何れかに記載のクリーニング装置を備えることを特徴とする画像形成装置」により達成される。
【発明の効果】
【００１０】
以下の詳細かつ具体的な説明から明らかなように、本発明により像担持体上の付着物質を除去し、良好なクリーニング機能を長期に亘って維持できるクリーニング装置を提供することができるという極めて優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明において、前記特定のクリーニング装置に用いられるトナーとしては、コールター法で測定したトナー粒子の重量平均径（Ｄ４）が３．５〜５．５μｍであり、３．１７〜４．００μｍの粒子の割合が２０〜５０個数％、４．００〜５．０４μｍの粒子の割合は１０〜３０個数％、１２．７μｍ以上の粗大粒子の割合は０〜１．０重量％のものが特に好ましいことが判明した。
３．１７〜４．００μｍの微粉量が２０個数％未満、又は４．００〜５．０４μｍの微粉量が１０個数％未満では、画像ががさつき、粒状度が悪化する。
３．１７〜４．００μｍの微粉量が５０個数％を超える、又は４．００〜５．０４μｍの微粉量が３０個数％を超えると、連続画像出力時の地汚れが発生する。
３．１７〜４．００μｍの微粉量は、好ましくは２５個数％〜４５個数％である。４．００〜５．０４μｍの微粉量は、好ましくは１５個数％〜２５個数％である。
１２．７μｍ以上の粗大粒子が１．０重量％を超えると、粒状度が悪化する。１２．７μｍ以上の粗大粒子は、好ましくは０重量％〜０．５重量％である。
本発明におけるトナーは、コールター法で測定した重量平均径（Ｄ４）と個数平均径（Ｄ１）の比（Ｄ４／Ｄ１）は１．０４〜１．３０であることが必要なことも判明した。
１．３０を超えると、粒径分布がブロードなために、トナー粒子による孤立ドットの埋まりが不充分で、現像工程、転写工程を経ると、孤立ドットが乱れ、粒状度が悪化した、がさついた画像となる。
重量平均と個数平均の比（Ｄ４／Ｄ１）は、好ましくは１．０４〜１．２０である。
この粒度分布の範囲では小粒径であるためにクリーニング性に不利であり、特にリサイクルシステムにおいてはリサイクルトナー微粉化され、添加剤が埋め込まれることによる流動性悪化、また通紙による紙粉の混入によりさらに不利になるが、該像担持体回転方向上流側から順に、第１クリーニングブレード、第２クリーニングブレードの２つのブレードを備え、該第２クリーニングブレードは、ブレード母体層と研磨剤粒子含有層の２層構造を有する研磨用ブレードであるクリーニング装置であることにより、良好なクリーニングシステムを得ることが出来る。
【００１２】
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−IIやコールターマルチサイザーII（いずれもコールター社製）が挙げられる。以下に測定方法について述べる。
まず、電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−II（コールター社製）が使用できる。ここで、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、各粒径のチャンネルの個数分布を測定し、得られた分布から、トナーの重量平均粒径（Ｄ４）、個数平均粒径を求めることができる。
チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μｍ以上乃至４０．３０μｍ未満の粒子を対象とする。
【００１３】
さらに画像の高画質化と低温定着性を向上させるためには、結着樹脂がポリエステル樹脂を含有し、該トナーのＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィ）により測定したピークトップ分子量Ｍｐが４０００〜８０００の範囲にあることにより、クリーニング性が良好となり、さらに定着性が向上するので、定着後の画像の粒状度が向上する。４０００未満ではトナーが現像機内で微粉化しやすくなり、帯電量分布がブロードとなってしまうことによりかぶりを生じやすい。また、樹脂の弾性が低下するため凝集しやすくなり、クリーニング性に不利になる。８０００を超えると定着性が悪化する。トナーの１／２流出温度が１４５〜１６５℃であることにより定着時のトナーが完全に粘性化せず粘弾性特性を維持できるので、定着後の画像の粒状度が向上する。１４５℃未満ではホットオフセット性に不利であり、１６５℃を超えると定着性に不利である。
【００１４】
ピークトップ分子量の測定はＧＰＣ測定装置において、４０℃のヒートチャンバ中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに溶媒としてＴＨＦを毎分１ｍｌの流速で流し、ＴＨＦ試料溶液を約１００μｌ注入して測定する。試料の分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を、数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント数との関係から算出する。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、たとえば東ソー社製、あるいは昭和電工社製の分子量が１０２〜１０７程度のものを用い、少なくとも１０点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。検出器にはＲＩ（屈折率）検出器を用いる。カラムとしては、市販のポリスチレンジェルカラムを複数本組み合わせるのが良く、たとえば昭和電工社製のｓｈｏｄｅｘ ＧＰＣ ＫＦ−８０１，８０２，８０３，８０４，８０５，８０６，８０７，８００Ｐの組み合わせや、東ソー社製のＴＳＫｇｅｌ Ｇ１０００Ｈ（ＨXL），Ｇ２０００Ｈ（ＨXL），Ｇ３０００Ｈ（ＨXL），Ｇ４０００Ｈ（ＨXL），Ｇ５０００Ｈ（ＨXL），Ｇ６０００Ｈ（ＨXL），Ｇ７０００Ｈ（ＨXL），ＴＳＫｇｕａｒｄｃｏｌｕｍｎの組み合わせを挙げることができる。
一般に、ＧＰＣクロマトグラムの測定では、高分子量側はベースラインからクロマトグラムが立上がり開始点から測定を始め、低分子量側は分子量約４００まで測定する。
【００１５】
１／２流出温度は高架式フローテスター（島津製作所製）を用いてＪＩＳ Ｋ７２１０１に記載された方法に準拠して行なった。１ｃｍ３の資料を昇温速度６℃／ｍｉｎで加熱しながら、プランジャーにより１０Ｋｇ／ｃｍ２の荷重を与え、直径０．５ｍｍ、長さ１ｍｍのノズルを押し出すようにし、これにより、プランジャー降下量−温度曲線を描き、そのＳ字曲線の高さをｈとするとき、ｈ／２に対応する温度（樹脂の半分が流出した温度）を１／２流出温度とする。
【００１６】
結着樹脂が無機スズ（II）化合物を触媒として含有することにより、樹脂の粉砕性が向上し、小粒径トナーを得やすくなる。とりわけオクチル酸スズであることにより効果が高い。
【００１７】
一般に、トナーの小粒径化によって、トナーは現像器から飛散し易くなる傾向を示すが、帯電付与能も高く、流動性向上と帯電安定化の両立を図るためには、トナーが疎水性酸化チタン微粒子を少なくとも含有することが良い。
該疎水性酸化チタン微粒子は、Ｘ線回折において、２θ＝２０．０〜４０．０ｄｅｇの範囲における最大強度Ｉａと最小強度Ｉｂの強度比（Ｉａ／Ｉｂ）が、１．０＜Ｉａ／Ｉｂ＜３．０であることによりクリーニング性が向上する。Ｉａ／Ｉｂが１．０未満であると、結晶性を全く有しないという構造であるため、帯電付与能も低く、また硬度が低下し、粘性を有するため、感光体に付着しやすくなりクリーニング性が低下する。３．０を超えると結晶性が高くなりクリーニングブレードを研磨してしまい、クリーニング性が低下する。
【００１８】
使用装置：Ｘ線回析装置 ＭＸＰ−１８（株式会社マックサイエンス社製）
線源（Ｔａｒｇｅｔ）：Ｃｕ
波長（Ｗａｖｅ Ｌｅｎｇｔｈ）：１．５４０５オームストロング（ＣｕＫα１）
管電圧、管電流（Ｖｏｌｔａｇｅ，Ｃｕｒｒｅｎｔ）：４０．０ｋＶ，２００ｍＡ
発散スリット（Ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｓｌｉｔ）：１．０°
受光スリット（Ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ Ｓｌｉｔ）：０．３０ｍｍ
散乱スリット（Ｓｃａｔｔｅｒ Ｓｌｉｔ）：１．０°
走査速度（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｓｐｅｅｄ）：４．０ｄｅｇ／ｍｉｎ
【００１９】
本発明に使用する疎水化酸化チタンを得るための方法を示す。
（ａ）イルメナイトを出発原料として、これを硫酸で分解して得られた分散液を加水分解することによって、スラリー状のメタチタン酸を生成する。このメタチタン酸のスラリーのｐＨ調整をした後、スラリー中でメタチタン酸粒子の合一が生じないように十分に水性媒体中に分散させながら疎水化剤を滴下混合し反応させる。これを、ろ過、乾燥、解砕処理を行なうことによって疎水化酸化チタン微粒子を生成する。
【００２０】
（ｂ）原料にチタンテトライソプロポキシドを使用し、ケミカルポンプで減量を極く少量ずつ、チッ素ガスをキャリアガスとして使用して、２００℃程度に加熱したベーパライザーのグラスウールに送り込んで蒸発させ、反応器内において３００℃程度で瞬時に加熱分解した後、急冷却を行ない、生成物を捕集する。これを３００℃程度でさらに約２時間焼成して前記ＸＤのＢｒａｇｇ角２θ＝２０．０〜４０．０ｄｅｇの範囲における最大強度Ｉａと最小強度Ｉｂの強度比（Ｉa ／Ｉb ）を調整し、さらに疎水化処理することによって疎水性酸化チタン微粒子を生成する。
【００２１】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。像担持体である感光体（１）の周囲に近接あるいは接触して、感光体（１）上に一様な電荷を付与する帯電ローラ（２）、帯電した感光体（１）上に静電潜像を形成するための露光装置（３）、静電潜像を顕像化してトナー像とする現像装置（４）、トナー像を記録紙に転写するための転写ベルト（６）、トナー像転写後の感光体上をクリーニングするクリーニング装置（８）、感光体上の残電荷を除電する除電ランプ（９）が配置されている。
【００２２】
次に、本発明のクリーニング装置（８）について説明する。クリーニング装置（８）は、クリーニング手段として、感光体（１）回転方向上流側から順に、第１クリーニングブレード（１１）、第２クリーニングブレード（１２）の２つのブレードを有する。また、クリーニングされたトナーを回収するトナー回収羽根（１３）、及びそのトナーを搬送する回収コイル（１４）を備えている。
第１クリーニングブレード（１１）は、金属、樹脂、ゴム等の材質からなるが、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ブチルゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ウレタンゴム等のゴムが好ましく用いられ、この中でも特にウレタンゴムが好ましい。
【００２３】
一方、第２クリーニングブレード（１２）は、図２に示すように、ブレード母体層（１２ａ）と研磨剤粒子含有層（１２ｂ）との２層構造からなる研磨用ブレードである。
ブレード母体層（１２ａ）は、ゴム、樹脂、金属等の材質によって構成される。中でも、第１クリーニングブレードと同様、ゴムが好ましく用いられ、特にウレタンゴムが好ましい。研磨剤粒子含有層（１２ｂ）は、上記に示したゴムに研磨剤粒子を分散させて形成される。
ブレード母体層（１２ａ）をゴムで構成する場合、また、研磨剤粒子含有層（１２ｂ）に用いられるゴムの硬度は、６５度以上８５度以下が好ましい。硬度が６５度より小さいとブレードの摩耗の進行が早く、また、硬度が８５度より大きいとブレードのエッジが欠けやすくなるからである。
研磨剤粒子としては、窒化珪素等の窒化物、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム、マイカ、珪酸カルシウム等の珪酸塩、炭酸カルシウム、石膏等の石灰質物質、炭化珪素、炭化ホウ素、炭化タンタル、炭化チタン、炭化アルミニウム、炭化ジルコニウム等の炭化物、酸化セリウム、酸化クロム、酸化チタン、酸化アルミニウム等の酸化物が挙げられる。この中でも、研磨力に優れている酸化セリウムが好ましい。
研磨剤粒子の平均粒径は、０．０５μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。平均粒径が０．０５μｍ未満では、粒子が細かすぎ、ゴム中での均一な分散が困難になったり、研磨ブレードとしての研磨力が十分に得られない。また、平均粒径が１００μｍを超えると、研磨力が大きすぎるために感光体（１）表面上を傷つけることになるため好ましくはない。
研磨剤粒子の含有量は、研磨剤粒子含有層の０．５ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下であることが好ましい。研磨剤粒子の含有量が０．５ｗｔ％未満では、分散がまばらになってしまい、均一な研磨ができない。また、研磨剤粒子の含有量が５０ｗｔ％を超えると、研磨剤粒子の密度が高くなり過ぎ、剥がれ落ちやすくなる。また、コストも高くなってしまう。
ブレード母体層（１２ａ）、研磨剤粒子含有層（１２ｂ）それぞれの厚みは任意に設定することができるが、研磨剤粒子含有層（１２ｂ）の厚みを第２クリーニングブレード（１２）全体の厚みの０．５％以上５０％以下とすることが好ましい。研磨剤粒子含有層（１２ｂ）の厚みが０．５％未満であると、ブレードの摩耗に対する余裕度がないため、経時品質を維持することができない。また、研磨剤粒子含有層（１２ｂ）の厚みが５０％を超えると、本来ゴムが有する弾性の機能が発揮できなくなり、感光体（１）を均一に研磨することができなくなる。上記のような２層構造を有する第２クリーニングブレード（１２）は、研磨剤粒子含有層（１２ｂ）が形成する研磨面を感光体（１）と当接させて設置される。
【００２４】
第１クリーニングブレード（１１）は、主として感光体（１）上の転写残トナーや紙粉の除去を行う。第２クリーニングブレード（１２）は、トナーから脱離した無機微粒子を主成分とする感光体（１）上の付着物質や、フィルミング物質等を、研磨面で削り取るようにして除去する。また、第１クリーニングブレード（１１）から漏れたトナーや紙粉等も同時に除去する。研磨剤粒子がある幅をもって分散された第２クリーニングブレード（１２）の研磨剤粒子含有層（１２ｂ）が感光体（１）に当接することで、感光体（１）の膜削れは均一となり、感光体（１）に不具合を生じさせることがない。
また、クリーニングブレード表面に研磨剤をコートしたような研磨ブレードと比較しても、研磨剤が剥がれ落ちたり、短期で削れ取れたりすることがないため、長期的に優れたクリーニング機能を維持できるクリーニング装置とすることができる。
【００２５】
次に、第１クリーニングブレード（１１）と第２クリーニングブレード（１２）との関係について説明する。
好ましい実施形態として、第１クリーニングブレード（１１）と第２クリーニングブレード（１２）のブレード母体層（１２ａ）が、ゴムからなる場合、第２クリーニングブレード（１２）のブレード母体層（１２ａ）のゴム硬度は、第１クリーニングブレード（１１）のゴム硬度よりも高いほうが好ましい。第１クリーニングブレード（１１）では除去できない付着物質やフィルミング物質等を、より強固な研磨力で除去するためである。
第１クリーニングブレード（１１）と第２クリーニングブレード（１２）の感光体（１）への当接は、図１に示すように、双方がカウンター方式であることが好ましい。第１クリーニングブレード（１１）がカウンター方式であることで、感光体（１）上の転写残トナーや紙粉を効率よく除去することができる。また、第２クリーニングブレード（１２）がカウンター方式であることで、感光体（１）上の付着物質を第２クリーニングブレード（１２）に突き当たった衝撃で除去することができ、良好なクリーニング性が得られる。
このとき、第２クリーニングブレード（１２）の当接角は、５度以上２５度以下が好ましい。第２クリーニングブレード（１２）の当接角が５度未満であると、ブレードが腹当たりになってしまい、クリープ現象により経時で研磨機能を発揮しなくなる。また、２５度を超えるとジョブ終了時における感光体（１）の逆転でブレードめくれが発生してしまう。
第２クリーニングブレード（１２）の当接圧は、１０ｇｆ／ｃｍ以上６０ｇｆ／ｃｍ以下であることが好ましい。第２クリーニングブレード（１２）の当接圧が１０ｇｆ／ｃｍ未満では当接圧が低いため、感光体（１）上の付着物は第２クリーニングブレード（１２）をすり抜けやすく、十分に除去することができない。また、６０ｇｆ／ｃｍを超えると感光体（１）の膜削れ量が増加し、感光体（１）の寿命を短くするため好ましくない。
第２クリーニングブレードの硬度と、上記の当接圧の関係で得られる第２クリーニングブレード（１２）の感光体（１）への食い込み量は、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが好ましい。上記の食い込み量となるように第２クリーニングブレード（１２）を設置することで、感光体（１）の膜削れ量を過剰に増加させることなく、付着物の除去を行う研磨ブレードとしての役割を十分に発揮させることができる。
【００２６】
図３は、他の実施形態を示す画像形成装置の概略構成図である。図３に示すように、第１クリーニングブレード（１１）と第２クリーニングブレード（１２）の感光体（１）への当接は、第１クリーニング（１１）ブレードがカウンター方式で、第２クリーニングブレード（１２）がトレーリング方式であっても良い。第１クリーニングブレード（１１）をカウンター方式とするのは、先と同様の理由からである。一方、第２クリーニングブレード（１２）をトレーリング方式とすると、感光体（１）上の付着物除去能力は若干低下する。しかしながら、第２クリーニングブレード（１２）にはほとんどトナーの入力がないためブレードのめくれが起こりやすい状況にあるが、トレーリング方式の当接により、これを回避することができる。
このとき、第２クリーニングブレード（１２）の当接圧は、カウンター方式の当接と同様の理由により、１０ｇｆ／ｃｍ以上６０ｇｆ／ｃｍ以下であることが好ましい。上記範囲の当接圧で第２クリーニングブレード（１２）を当接させることにより、良好なクリーニングを行うことができる。
【００２７】
また、図１及び図３に示すクリーニング装置において、第２クリーニングブレード（１２）の感光体（１）への当接は、常時当接の他、適宜タイミングを取って間欠当接させる構成としても良い。この場合、第２クリーニングブレード（１２）には、ソレノイド、カム等を利用した離間機構を設ける必要がある。第２クリーニングブレード（１２）の間欠当接により、感光体（１）の膜削れ量を低減し、感光体（１）の寿命を延ばすことができる。
【００２８】
更に、第２のクリーニングブレード（１２）は、揺動機構を備えることが好ましい。図４は、第２クリーニングブレードの揺動機構を示す図である。第２クリーニングブレード（１２）は、ここでは図示しない加圧ホルダに支持されており、加圧ホルダのカシメ先端にベアリングを備え、揺動カム付きギヤ（１５）のカム面（１５ａ）に突き当たっている。感光体（１）が矢印（Ａ）方向に回転すると、揺動カム付きギヤ（１５）は矢印（Ｂ）方向に回転し、それに従い、第２クリーニングブレード（１２）は、矢印方向に揺動する。第２クリーニングブレード（１２）が揺動機構を備えることで、研磨剤粒子含有層（１２ａ）中の研磨剤粒子の分散に多少の偏りがあったとしてもこれを補い、感光体（１）の膜削れを均一にすることができる。
また、第１クリーニングブレード（１１）には研磨剤粒子は含まれていないが、感光体（１）の膜削れをわずかに生じさせているため、第２クリーニングブレード（１２）と同一の揺動機構によって、共に揺動させるように構成することがよい。更に、感光体（１）の膜削れを一層均一にさせるためには、第１クリーニングブレード（１１）と第２クリーニングブレード（１２）とを異なる位相で揺動させることが好ましい。
両者を異なる位相で揺動させるには、揺動カム付きギヤ（１５）のカム面（１５ａ）の内側に別位相のカム面を設け、それぞれ異なるカム面によって揺動させる機構が挙げられる。
【００２９】
以上説明してきた本発明のクリーニング装置（８）を、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とすることができる。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、感光体上のクリーニング機能を長期に亘って維持し、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。
【００３０】
本発明のクリーニング装置（８）を搭載する画像形成装置は、図１及び図３の構成に限るものではなく、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。特に、本発明のクリーニング装置（８）を搭載することの効果が大きく得られる画像形成装置は、現像装置（４）で使用するトナーが、平均円形度が０．９０以上と球形状に近く、体積平均粒径が３〜１０μｍの小粒子径のトナーである場合である。小粒径で球形状に近いトナーは、感光体とクリーニングブレードの隙間に入り込みすり抜けやすい。また、小粒径であるとワックスや無機微粒子等の添加剤のトナー粒子中の含有率が高くなる傾向にあるため、これらがトナーから脱離して感光体上に付着し、汚染する。しかしながら、本発明のクリーニング装置（８）により、第１クリーニングブレード（１１）で感光体（１）上の転写残トナーや紙粉の除去を行い、第２クリーニングブレード（１２）でワックスや無機微粒子を主成分とする感光体（１）上の付着物質を、研磨面で削り取るようにして除去することができる。また、第１クリーニングブレード（１１）から漏れたトナーや紙粉等も第２クリーニングブレード（１２）で除去できる。また、第２クリーニングブレードは、ブレード母体層（１２ａ）と研磨剤粒子層（１２ｂ）とからなり、ある幅をもって研磨剤粒子が分散された構成であるため、研磨剤粒子が剥がれ落ちることがなく、長期に亘って良好なクリーニング機能を維持することができる。
【００３１】
本発明のトナーに用いられる樹脂としては、従来より公知の樹脂が使用される。例えば、スチレン、ポリ−α−スチルスチレン、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−ブタジェン共重合体、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、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、石油樹脂、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、ポリビニルブチラート樹脂などが挙げられるが、特に定着特性の面からポリエステル樹脂を用いることが好ましい。また、定着特性を悪化させず本発明における小粒径、狭分布のトナーを得るためにはスチレンアクリル樹脂やハイブリッド樹脂を５〜３０％含有することにより粉砕性が向上する。ハイブリッド樹脂としては、縮重合系樹脂と付加重合系樹脂が化学的に結合されるため、両樹脂のモノマーのいずれとも反応しうる化合物を用いて重合するのが好ましい。このような両反応性モノマーとしては、フマル酸、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸ジメチル等の化合物が挙げられる。
両反応性モノマーの使用量は、付加重合系樹脂の原料モノマー１００重量部を基準として、１〜２５重量部、好ましくは２〜１０重量部である。１重量部より少ないと着色剤や帯電制御剤の分散が悪くかぶりなどの画像品質が悪化した。２５重量部より多いと樹脂がゲル化してしまう不具合があった。
以上のようなハイブリット樹脂は、両反応の進行および完了を同時にする必要はなく、それぞれの反応温度、時間を選択して、独立に反応の進行を完了することができる。
例えば、反応容器中にポリエステル樹脂の縮重合系原料モノマーの混合物中に、ビニル系樹脂の付加重合系原料モノマーおよび重合開始剤からなる混合物を滴下してあらかじめ混合し、まずラジカル反応によりビニル系樹脂からなる重合反応を完了させ、次に反応温度を上昇させることにより縮重合反応によりポリエステル樹脂からなる縮重合反応を完了させる方法がある。この方法により、反応容器中で独立した２つの反応を並行して進行させることにより、２種の樹脂を効果的に分散させることが可能である。このときハイブリッド樹脂の酸価は１５〜７０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが良く、好ましくは２０〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、さらに好ましくは２０〜３０ｍｇＫＯＨ／ｇであることがく酸価１５〜７０mgKOH/gである場合に、離型剤の分散効果が高くさらに低温定着性および環境安定性に優れていた。酸価を高くすることで、紙と樹脂との相溶性がよくなりさらなる低温定着化が図れたためと考えられる。酸価１５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であるとハイブリッド樹脂に包括され分散している離型剤がポリエステルから遊離しやすくなり、７０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると空気中簿水分の影響が大きくなり、トナー帯電量が不安定となる。
【００３２】
本発明において、好ましく用いられるポリエステル樹脂を構成する２価の酸成分としては、例えば、芳香族系ジカルボン酸類としてはテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ジフェニル−Ｐ・Ｐ’−ジカルボン酸、ナフタレン−２・７−ジカルボン酸、ナフタレン−２・６−ジカルボン酸、ジフェニルメタン−Ｐ・Ｐ’−ジカルボン酸、ベンゾフェノン−４・４’−ジカルボン酸、１・２−ジフェノキシエタン−Ｐ・Ｐ’−ジカルボン酸が使用でき、それ以外の酸としては、マレイン酸、フマル酸、グリタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、マロン酸、アジピン酸、メサコン酸、イタコン酸、シトラコン酸、セバチン酸、これらの酸の無水物、低級アルキルエステルが使用できる。２価のアルコールとしては例えば、ポリオキシプロピレン（２，２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシエチレン（２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（６）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（１３）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンが挙げられる。
【００３３】
その他の２価のアルコールとしては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオールの如きジオール類、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、及びビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡが挙げられる。
酸成分としてはトリメリット酸、１，２，４−トリカルボン酸トリｎ−エチル、１，２，４−トリカルボン酸トリｎ−ブチル、１，２，４−トリカルボン酸トリｎ−ヘキシル、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸トリイソブチル、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸トリｎ−オクチル、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸トリ２−エチルヘキシルが使用できる。但し何らこれに制限されるものではない。発明のポリエステル樹脂においては、例えばｎ−ドデセニル基、イソドデセニル基、ｎ−ドデシル基、イソドデシル基、イソオクチル基、を有したマレイン酸、フマル酸、グルタル酸、コハク酸、マロン酸、アジピン酸の如きアルキルもしくはアルケニル置換基を有する酸及び／又は、エチレングリコール、１，３−プロピレンジオール、テトラメチレングリコール、１，４−ブチレンジオール、１，５−ペンチルジオールの如きアルコールを含んでいても良い。無機錫（ＩＩ）化合物としては、Ｓｎ−Ｏ結合を有する化合物、Ｓｎ−Ｘ（Ｘはハロゲン原子を示す）結合を有する化合物等が好ましく、Ｓｎ−Ｏ結合を有する化合物がより好ましい。
【００３４】
Ｓｎ−Ｏ結合を有する化合物としては、オクチル酸酸錫（ＩＩ）、シュウ酸錫（ＩＩ）、ジ酢酸錫（ＩＩ）、ジオクタン酸錫（ＩＩ）、ジラウリル酸錫（ＩＩ）、ジステアリン酸錫（ＩＩ）、ジオレイン酸錫（ＩＩ）等の炭素数２〜２８のカルボン酸基を有するカルボン酸錫（ＩＩ）；ジオクチロキシ錫（ＩＩ）、ジラウロキシ錫（ＩＩ）、ジステアロキシ錫（ＩＩ）、ジオレイロキシ錫（ＩＩ）等の炭素数２〜２８のアルコキシ基を有するジアルコキシ錫（ＩＩ）；酸化錫（ＩＩ）；硫酸錫（ＩＩ）等が、Ｓｎ−Ｘ（Ｘはハロゲン原子を示す）結合を有する化合物としては、塩化錫（ＩＩ）、臭化錫（ＩＩ）等のハロゲン化錫（ＩＩ）等が挙げられ、これらの中では、帯電立ち上がり効果及び触媒能の点から、（Ｒ１ＣＯＯ）２Ｓｎ（ここでＲ１ は炭素数５〜１９のアルキル基又はアルケニル基を示す）で表される脂肪酸錫（ＩＩ）、（Ｒ２Ｏ）２Ｓｎ（ここでＲ２は炭素数６〜２０のアルキル基又はアルケニル基を示す）で表されるジアルコキシ錫（ＩＩ）及びＳｎＯで表される酸化錫（ＩＩ）が好ましく、（Ｒ１ＣＯＯ）２Ｓｎで表される脂肪酸錫（ＩＩ）及び酸化錫（ＩＩ）がより好ましく、オクチル酸酸錫（ＩＩ）、ジオクタン酸錫（ＩＩ）、ジステアリン酸錫（ＩＩ）及び酸化錫（ＩＩ）が特に好ましい。本発明のポリエステル製造用触媒とポリエステルとを含有したポリエステル樹脂組成物は、トナーの結着樹脂として用いることができ、ポリエステルはかかる触媒の存在下で製造することにより得られる。
【００３５】
また、本発明のトナーを混合して二成分現像剤として使用するキャリアとしては、ガラス、鉄、フェライト、ニッケル、ジルコン、シリカ等を主成分とする、粒径３０〜１０００μｍ程度の粉末、または、該粉末を芯材としてスチレン−アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリフッ化ビニリデン系樹脂等をコーティングしたものから適宜選択して使用可能であるが、帯電能力の点から粒径３０〜８０μｍが好ましい。
本発明のトナーにおいては、極性を制御するために、極性制御を配合することが可能である。この場合の極性制御剤としては、例えばニグロシン系染料、四級アンモニウム塩、アミノ基含有のポリマー、含金属アゾ染料、サリチル酸の錯化合物、フェノール化合物などが挙げられる。
【００３６】
本発明で用いる離型剤としては、公知のものが使用できるが、特に脱遊離脂肪酸型カルナバワックス、モンタンワックス、及び酸化ライスワックスを単独又は組み合わせて使用することにより、ハイブリッド樹脂の分散効果が高まる。カルナウバワックスとしては、微結晶のものが良く、酸価が５以下であり、トナーバインダー中に分散したときの粒子径が１μｍ以下の粒径であるものが好ましい。モンタンワックスについては、一般に鉱物より精製されたモンタン系ワックスを指し、カルナバワックス同様、微結晶であり、酸価が５〜１４であることが好ましい。酸化ライスワックスは、米ぬかワックスを空気酸化したものであり、その酸価は、１０〜３０が好ましい。その他の離型剤としては、固形シリコーンワニス、高級脂肪酸高級アルコール、モンタン系エステルワックス、低分子量ポリプロピレンワックス等、従来公知のいかなる離型剤をも混合して使用できる。トナーバインダー中に分散させる前の離型剤の体積平均粒径は１０〜８００μｍが好ましい。
【００３７】
（トナー母体粒子の製造方法）
本発明の製造方法は、少なくとも結着剤樹脂、主帯電制御剤および顔料を含む現像剤成分を機械的に混合する工程と、溶融混練する工程と、粉砕する工程と、分級する工程とを有するトナーの製造方法が適用できる。また機械的に混合する工程や溶融混練する工程において、粉砕または分級する工程で得られる製品となる粒子以外の粉末を戻して再利用する製造方法も含まれる。
ここで言う製品となる粒子以外の粉末（副製品）とは溶融混練する工程後、粉砕工程で得られる所望の粒径の製品となる成分以外の微粒子や粗粒子や引き続いて行われる分級工程で発生する所望の粒径の製品となる成分以外の微粒子や粗粒子を意味する。このような副製品を混合工程や溶融混練する工程で原料と好ましくは副製品１に対しその他原材料９９から副製品５０に対し、その他原材料５０の重量比率で混合するのが好ましい。
少なくとも結着剤樹脂、主帯電制御剤および顔料、副製品を含む現像剤成分を機械的に混合する混合工程は、回転させる羽による通常の混合機などを用いて通常の条件で行えばよく、特に制限はない。
以上の混合工程が終了したら、次いで混合物を混練機に仕込んで溶融混練する。溶融混練機としては、一軸、二軸の連続混練機や、ロールミルによるバッチ式混練機を用いることができる。
この溶融混練は、バインダー樹脂の分子鎖の切断を招来しないような適正な条件で行うことが重要である。具体的には、溶融混練温度は、結着剤樹脂の軟化点を参考に行うべきであり、軟化点より低温過ぎると切断が激しく、高温過ぎると分散が進まない。
以上の溶融混練工程が終了したら、次いで混練物を粉砕する。
【００３８】
以上の溶融混練工程が終了したら、次いで混練物を粉砕する。この粉砕工程においては、まず粗粉砕し、次いで微粉砕することが好ましが、本発明の粒度分布を得るための粉砕方法としては。好ましくは対向気流式粉砕機で粉砕することにより製造されたトナーである。対向気流式粉砕機としては、例えば日本ニューマチック工業製、ＰＪＭ−Ｉ、ホソカワミクロン製ミクロンジェットミル、カウンタジェットミル、クリモト鐵工製クロスジェットミルといったものが挙げられる。
【００３９】
対向気流式粉砕機で粉砕することにより、トナーの円形度が上がるとともに、トナーの表面が非常に滑らかに改質される。このようにして得られたトナーは、現像工程で孤立ドットを埋めた際、トナー同士のパッキングが良好で、隙間が少ないため、感光体上の孤立ドットが崩れにくく、粒状度がよくなめらかで階調性に優れた画像が得られる。
粉砕工程に対向気流式粉砕機による粉砕工程を含まない場合は、トナー表面の改質が不充分であるため、本願発明の効果は充分に得られない。さらに本発明のトナーは２μｍ以下の超微粉を除去することにより、さらにクリーニング性が良好となる。２μｍ以下の超微粉を除去するためには、予め機械式粉砕機で、重量平均径および／またはモード値粒径を１５μｍ以下まで粉砕することにより、対向気流式粉砕機での粉砕の際の、円形度の過度の上昇と超微紛の発生が抑制される。
【００４０】
予め、機械式粉砕機で粉砕しない場合は、対向気流式粉砕機で３．５〜５．５μｍのトナーサイズまで粉砕される過程で、消費エネルギーの増大につながるのみならず、円形度の過度の上昇が生じ、トナーとして用いた場合はクリーニングが困難となる。また、超微粉の発生量も多く、対向気流式粉砕機で粉砕した粉砕物中に２μｍ以下の超微粉が３０％を超えると、乾式分級工程で除去することが極めて困難となり、１パスの処理で、分級後の粒径分布として、０．６〜２．０μｍの粒子の割合を５％以下のレベルまで低減させることは不可能である。
デカンター型遠心分離機等の湿式法により０．６〜２．０μｍの粒子を除くことも可能だが、湿式法は生産性の点で好ましくなく、また、トナーを水に分散させる目的で界面活性剤を用いるため、充分な洗浄を行なわないと、トナーの帯電性への影響が懸念されるため乾式分級が望ましい。
【００４１】
前記トナーの粉砕工程においては、重量平均径および／またはモード値粒径が５〜１５μｍ、好ましくは、５〜１０μｍとなるように機械式粉砕機で粉砕することにより、対向気流式粉砕機での粉砕の際の、円形度の過度の上昇と超微紛の発生を抑制しつつ、トナー粒子表面の改質を充分に行なうことができる。
【００４２】
機械式粉砕機としては、例えば川崎重工業社のクリプトロン、ターボ工業社製ターボミルや、ホソカワミクロン社製ＡＣＭパルベライザ、イノマイザーといったものが挙げられ、それぞれ粉砕ロータの回転数を調整することで粒径は任意に調整可能である。
【００４３】
分級工程としては、分級カバーと分級板とを上下に設け、分級カバーの下面および分級板の上面を中心に向けて高くなる円錐形とし、その円錐形下面と円錐形上面間に形成された分級室の外周部に複数のルーバーを環状に配置して隣接するルーバー間に二次エアの流入路を設け、上記分級室内に供給された粉体を高速度で旋回させて微粉と粗粉とに遠心分離し、微粉を分級板の中心部に接続された微粉排出筒から排出し、粗粉を分級板の外周囲に形成された粗粉排出口から排出させるようにした旋回気流式分級であることにより、２μｍ以下の超微粉を効率よく除去することが可能となる。このような旋回気流式分級機としては、日本ニューマチック工業製、マイクロスピンが挙げられる。
このようにして本発明のトナーの粒度分布が得られる。
【００４４】
以上のようにして製造されたトナーにさらに先に挙げた疎水性シリカ微粉末等の無機微粒子を添加混合してもよい。
外添剤の混合は一般の粉体の混合機が用いられるがジャケット等装備して、内部の温度を調節できることが好ましい。外添剤に与える負荷の履歴を変えるには、途中または漸次外添剤を加えていけばよい。もちろん混合機の回転数、転動速度、時間、温度などを変化させてもよい。はじめに強い負荷を、次に比較的弱い負荷を与えても良いし、その逆でも良い。
使用できる混合設備の例としては、Ｖ型混合機、ロッキングミキサー、レーディゲミキサー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサーなどが挙げられる。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、以降、「部」は、特に断わらない限り質量％を表す。
【００４６】
酸化チタン微粒子の製造例
原料にチタンテトライソプロポキシドを使用した。ケミカルポンプで原料をごく少量ずつ、チッ素ガスをキャリアガスとして使用して、２００℃に加熱したペーパーライザーのグラスウールに送り込んで蒸発させ、反応器内で温度３２０℃で加熱分解した後、急冷却を行い、生成物を捕集し、これを表１記載の温度と時間で焼成し、酸化チタン微粉体Ａ、Ｂ、Ｃを得た。
次に、水中で均一分散させた後、疎水化剤メチルトリメトキシシランを酸化チタン微粉体１００重量部に対して固型分で３０重量部になるように粒子の合一生じないように分散させながら滴下混合し、疎水化処理をおこなった。
その後、ろ過、乾燥した後、１２０℃で２時間加熱し、その後ジェットミルにより解砕処理し、表１記載の疎水性酸化チタン微粒子Ａ、Ｂ、Ｃを得た。
【００４７】
【表１】
【００４８】
ポリエステル樹脂（１）合成方法
ガス導入管、コンデンサー及び攪拌機を備え付けた７ｍ３容のバッチ式反応装置に、ポリオキシプロピレン（２．０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン３０００Ｋｇ、ポリオキシエチレン（２．０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン１５００ｋｇ、テレフタル酸２０００ｋｇ及び酸化ジブチル錫１５ｋｇを仕込んだ後、２４０℃に昇温して常圧で８時間反応させた。その後、３ｋＰａまで減圧し所望の軟化点が得られるまでさらに反応後、反応装置内を常圧に戻し、加熱及び攪拌を停止し（縮重合反応終了）、反応装置のジャケットに冷水を流し、冷却後粉砕して樹脂（１）を得た。樹脂の軟化点は１５２℃であった。
【００４９】
ポリエステル樹脂（２）合成方法
ガス導入管、コンデンサー及び攪拌機を備え付けた７ｍ３容のバッチ式反応装置に、ポリオキシプロピレン（２．０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル)プロパン２４１５Ｋｇ、ポリオキシエチレン（２．０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン７４８ｋｇ、フマル酸６５０ｋｇ、無水トリメリト酸４２０ｋｇ及びオクチル酸錫２５ｋｇを仕込んだ後、２４０℃に昇温して常圧で８時間反応させた。その後、３ｋＰａまで減圧し所望の軟化点が得られるまでさらに反応後、反応装置内を常圧に戻し、加熱及び攪拌を停止し（縮重合反応終了）、反応装置のジャケットに冷水を流し、冷却後粉砕して樹脂（２）を得た。樹脂の軟化点は１７２℃であった。
【００５０】
ポリエステル樹脂（３）合成方法
ガス導入管、コンデンサー及び攪拌機を備え付けた７ｍ３容のバッチ式反応装置に、ポリオキシプロピレン（２．０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン２１００Ｋｇ、フマル酸６７０ｋｇ、及びオクチル酸錫２０ｋｇを仕込んだ後、２４０℃に昇温して常圧で８時間反応させた。その後、３ｋＰａまで減圧し所望の軟化点が得られるまでさらに反応後、反応装置内を常圧に戻し、加熱及び攪拌を停止し（縮重合反応終了）、反応装置のジャケットに冷水を流し、冷却後粉砕して樹脂（３）を得た。樹脂の軟化点は１０２℃であった。
【００５１】
（実施例１）
ポリエステル樹脂（１） ８０重量部
カーボンブラック （三菱化学C#44） １０重量部
荷電制御剤（サリチル酸亜鉛、BONTRON E304：オリエント化学） ２重量部
低分子ポリプロピレン（ビスコール660P） ８重量部
以上の処方で東芝機械社製のＴＥＭ混練機にて混練ゾーン１２０℃にて混練し、機械式粉砕機で重量平均径１４．８μｍ、モード値粒径１４．１μｍまで粉砕した後、流動層式対向気流式粉砕機で粉砕し、マイクロスピン分級機で微粉を除去した。
さらに分級したトナー母体粒子に疎水性シリカ（Ｈ−２１５０ＶＰ：クラリアント（株）製）１．８重量部を加え、ミキサーで混合し、超音波篩を用いて凝集体を除去して、重量平均粒径が５．２μｍ、個数平均径が４．７μｍ、３．１７〜４．００μｍの微粉量３４個数％、４．００〜５．０４μｍの微粉量２７個数％、１２．７μｍ以上の粗大粒子が０．１重量％トナーを得た。Ｄ４／Ｄ１は、１．１１であった。トナーのピークトップ分子量は８０００、１／２流出温度は１４５℃であった。
【００５２】
実施例２
ポリエステル樹脂（２） １２重量部
ポリエステル樹脂（３） ７０重量部
カーボンブラック（キャボット C-60） １０重量部
荷電制御剤（サリチル酸ジルコニウム塩、TN-105保土ヶ谷化学） ２重量部
カルナバワックス（セラリカ野田） ６重量部
以上の処方で東芝機械社製のＴＥＭ混練にて混練ゾーン１３０℃にて混練し機械式粉砕機で、重量平均径を７．８μｍ、モード値粒径を７．１μｍに粉砕した後、流動層式対向気流式粉砕機で粉砕し、ホイール型機械式分級機で２回分級し微粉を除去した。さらに分級したトナー母体粒子に疎水性シリカ（Ｈ−２０００：クラリアント（株）製）１．５部、酸化チタン微粉体Ａを０．８重量部を加え、ミキサーで混合し、超音波篩を用いて凝集体を除去して、重量平均粒径が３．５μｍ、個数平均径が２．８μｍ、３．１７〜４．００μｍの微粉量５０個数％、４．００〜５．０４μｍの微粉量１０個数％、１２．７μｍ以上の粗大粒子が０．３重量％トナーを得た。
Ｄ４／Ｄ１は、１．２５であった。トナーのピークトップ分子量は４０００、１／２流出温度は１５５℃であった。
【００５３】
実施例３
ポリエステル樹脂（２） ３０重量部
ポリエステル樹脂（３） ５０重量部
カーボンブラック （キャボット C-60） １０重量部
荷電制御剤（スピロンブラックTR-H：保土ヶ谷化学） ５重量部
エステルワックス（WEP-5、日本油脂） ５重量部
以上の処方で東芝機械社製のＴＥＭ混練にて混練ゾーン１５０℃にて混練し機械式粉砕機で、重量平均径を８．９μｍ、モード値粒径を８．４μｍに粉砕した後、流動層式対向気流式粉砕機で粉砕し、ホイール型機械式分級機で２回分級し微粉を除去した。さらに分級したトナー母体粒子に疎水性シリカ［ＯＸ５０：クラリアント（株）製］ ０．５部、酸化チタン微粉体Ｃを０．４重量部を加え、ミキサーで混合し、超音波篩を用いて凝集体を除去して、重量平均粒径が５．５μｍ、個数平均径が５．３μｍ、３．１７〜４．００μｍの微粉量２０個数％、４．００〜５．０４μｍの微粉量３０個数％、１２．７μｍ以上の粗大粒子が０．９重量％トナーを得た。Ｄ４／Ｄ１は、１．０４であった。トナーのピークトップ分子量は７０００、１／２流出温度は１６５℃であった。
【００５４】
実施例４
ポリエステル樹脂（１） ４５重量部
ポリエステル樹脂（３） ４０重量部
カーボンブラック（キャボット C-60） １０重量部
荷電制御剤（サリチル酸ジルコニウム塩、TN-105保土ヶ谷化学） ２重量部
カルナバワックス（セラリカ野田） ３重量部
以上の処方で東芝機械社製のＴＥＭ混練にて混練ゾーン９０℃にて混練し、分級時に発生した微粉を混練時に添加し再練りを行ない、機械式粉砕機で、重量平均径を８．０μｍ、モード値粒径を７．８μｍに粉砕した後、流動層式対向気流式粉砕機で粉砕し、マイクロスピン分級機で分級し微粉を除去した。さらに分級したトナー母体粒子に疎水性シリカ［Ｈ−２０００：クラリアント（株）製］１．２重量部、酸化チタン微粉体Ｂを０．７重量部を加え、ミキサーで混合し、超音波篩を用いて凝集体を除去して、重量平均粒径が４．３μｍ、個数平均径が３．３μｍ、３．１７〜４．００μｍの微粉量２７個数％、４．００〜５．０４μｍの微粉量２６個数％、１２．７μｍ以上の粗大粒子が０．４重量％トナーを得た。
Ｄ４／Ｄ１は、１．３０であった。トナーのピークトップ分子量は３５００、１／２流出温度は１４０℃であった。
【００５５】
実施例５
ポリエステル樹脂（２） ７５重量部
カーボンブラック（キャボット C-60） １０重量部
荷電制御剤（サリチル酸ジルコニウム塩、TN-105保土ヶ谷化学） ５重量部
カルナバワックス（東亜化成） １０重量部
以上の処方で東芝機械社製のＴＥＭ混練にて混練ゾーン１５０℃にて混練し、分級時に発生した微粉を混練時に添加し再練りを行ない、機械式粉砕機で、重量平均径を１２．０μｍ、モード値粒径を１０．８μｍに粉砕した後、流動層式対向気流式粉砕機で粉砕し、マイクロスピン分級機で分級し微粉を除去した。さらに分級したトナー母体粒子に疎水性シリカ［H-2000：クラリアント（株）製］０．８重量部、酸化チタン微粉体Ｃを０．５重量部を加え、ミキサーで混合し、超音波篩を用いて凝集体を除去して、重量平均粒径が５．２μｍ、個数平均径が４．２μｍ、３．１７〜４．００μｍの微粉量３２個数％、４．００〜５．０４μｍの微粉量２４個数％、１２．７μｍ以上の粗大粒子が０．２重量％トナーを得た。
Ｄ４／Ｄ１は、１．２４であった。トナーのピークトップ分子量は８５００、１／２流出温度は１７０℃であった。
【００５６】
実施例１〜５に使用した画像形成装置
リサイクルトナーシステムを有するリコーimagio NEO 450のクリーニング装置を改造し、図１に示す画像形成装置に、上記で得たトナーを用いて評価を行った。画像形成動作は以下のとおりである。
感光体（１）は反時計回転方向に回転する。感光体（１）は、除電ランプ（９）により除電され、表面電位が０〜−１５０Ｖの基準電位に平均化される。次に、帯電ローラ（２）により帯電され、表面電位が−１０００Ｖ前後となる。次に、露光装置（３）で露光され、光が照射された部分（画像部）は表面電位が０〜−２００Ｖとなる。現像装置（４）により、スリーブ上のトナーが上記画像部分に付着する。トナー像が作られた感光体（１）は回転移動し、図示しない給紙部より、記録紙が、記録紙先端部と画像先端部とが転写ベルト（６）で一致するようなタイミングで搬送され、転写ベルト（６）で感光体（１）表面のトナー像を転写される。その後、記録紙は（図示しない）、定着手段へ搬送され、熱と圧力によりトナーが溶融定着されて、機外に排出される。感光体（１）上に残った未転写トナー及び付着物質は、クリーニング装置（８）の第１クリーニングブレード（１１）及び第２クリーニングブレード（１２）によって掻き落とされ、その後、除電ランプ（９）により残留電荷が除電されて、トナー及び付着物質のない初期状態となり、次の画像形成工程に移る。
１２％高画像面積チャートを使用し５０００００枚出力後の画像を評価した。
【００５７】
（１）画像濃度は、Ｘ−Ｒｉｔｅ反射濃度計で複写画像の黒ベタ部の反射濃度を測定した。
（２）カブリは、非画像部のトナーによる汚れを観察する。汚れがない良好な場合を○、汚れはあるが使用上問題ない場合を△、使用上問題がある場合を×と判定した。
（３）クリーニング性は画像に縦筋の発生有無を確認し、すじなしを○、若干発生はあるが使用上問題ない場合を△、使用上問題がある場合を×と判定した。
文字シャープ性…約２ｍｍ角の「電」の文字を約３０倍に拡大し、図５の評価基準に従って判定した。ランク２，４はそれぞれランク１と３，３と５の中間レベルとする。
【００５８】
比較例１〜３に使用の混練品処方
ポリエステル樹脂（２） ３０重量部
ポリエステル樹脂（３） ５０重量部
カーボンブラック （キャボット C-60） １０重量部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学） ５重量部
エステルワックス（WEP-5、日本油脂） ５重量部
以上の処方で東芝機械社製のＴＥＭ混練にて混練ゾーン１４０℃にて混練した。
【００５９】
比較例１〜３
機械式粉砕機で粉砕し、マイクロスピン分級機で分級し微粉を除去した。さらに分級したトナー母体粒子に疎水性シリカ［Ｈ−２０００：クラリアント（株）製］１．５重量部、酸化チタン微粉体Ｃを０．５重量部を加え、ミキサーで混合し、超音波篩を用いて凝集体を除去した。比較例１〜３のトナー物性を表２に記載する。
【００６０】
【表２】
【００６１】
比較例１〜３はリサイクルトナーシステムを有するリコーimagio NEO 450にて評価した。リコーimagio NEO 450は第２クリーニングブレード（１２）を有さない。
【００６２】
（１）定着性の評価方法
リコーimagio420にてヒーター温度を振ってコピーを行い定着画像を得る。
定着後の画像（トナー付着量：０．８５±０．０５ｍｇ／ｃｍ２）にメンデイングテープ（３Ｍ社製）を貼り、一定の圧力（２Ｋｇ）を掛けた後、ゆっくり引き剥がす。その前後の画像濃度をマクベス濃度計により測定し、次式にて定着率を算出する。定着ローラの温度を段階的に下げて、下記式で示す定着率が８０％以下となるときの温度を定着温度とする。（画像濃度＝テープ付着前）
【００６３】
【数１】
評価結果を表３に示す。
【００６４】
【表３】
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】第２クリーニングブレードの構成を示す図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図４】第２クリーニングブレードの揺動機構を示す図である。
【図５】本発明の実施例で用いた文字シャープ性のランクを表した図である。
【符号の説明】
【００６６】
１ 像担持体（感光体）
２ 帯電ローラ
３ 露光装置
４ 現像装置
６ 転写ベルト
８ クリーニング装置
９ 除電ランプ
１０ クリーニング除電手段
１１ 第１クリーニングブレード
１２ 第２クリーニングブレード
１２ａ ブレード母体層
１２ｂ 研磨剤粒子含有層
１３ トナー回収羽根
１４ 回収コイル
１５ 揺動カム付きギヤ
１５ａ カム面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式を利用した画像形成装置に搭載される像担持体のクリーニング装置に関する。また、当該クリーニング装置を含んで構成されるプロセスカートリッジ、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式を利用したカラー画像形成装置は広範に普及してきており、また、デジタル化された画像が容易に入手できることも関係して、プリントされる画像の更なる高精細化が要望されている。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、特許文献１〜４では、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。また、特許文献５では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、特許文献６では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液滴状に分散させ、球形化、小粒径化されたトナーを得る方法、特許文献７等では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。
【０００３】
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、特許文献８では、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。また、特許文献９では、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液滴状に分散させ、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。
【０００４】
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質は増加する傾向にある。
【０００５】
感光体上の付着物質を除去する手段として、特許文献１０では、クリーニングブレードと表面に研磨剤を付着させたクリーニングローラとを配したクリーニング装置が提案されている。しかしながら、クリーニングローラ表面に付着した研磨剤は剥がれ落ちやすく、長期に亘ってクリーニング機能を維持するのは困難である。また、特許文献１１では、クリーニング装置に設けられたクリーニングブレードの先端に研磨剤を接着させて付着物質の除去をする構成としている。しかしながら、転写残トナーのクリーニングと付着物質の除去とを同時に行うのは難しく、また、クリーニングブレードの先端に研磨剤を接着させた構成では、研磨剤が剥がれ落ちやすい。
【０００６】
このように、従来のクリーニングブレード、もしくはクリーニングブラシを配備したクリーニング装置では、これらの感光体上の付着物質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。
我々は、先に、像担持体回転方向上流側から順に、第１クリーニングブレード、第２クリーニングブレードの２つのブレードを備え、該第２クリーニングブレードは、ブレード母体層と研磨剤粒子含有層の２層構造を有する研磨用ブレードであるクリーニング装置を提案（特許文献１２の特開２００４−１１７４６５号公報等参照）したが、本発明はこのクリーニング技術の更なる改良を意図したものである。
【０００７】
【特許文献１】特開平１−１１２２５３号公報
【特許文献２】特開平２−２８４１５８号公報
【特許文献３】特開平３−１８１９５２号公報
【特許文献４】特開平４−１６２０４８号公報
【特許文献５】特開平５−７２８０８号公報
【特許文献６】特開平９−１５９０２号公報
【特許文献７】特開平１１−１３３６６８号公報
【特許文献８】特開平５−１８８６４２号公報
【特許文献９】特開平９−１５９０３号公報
【特許文献１０】特開平１０−１１１６２９号公報
【特許文献１１】特開２００１−２９６７８１号公報
【特許文献１２】特開２００４−１１７４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、球形化、小粒径化されたトナーを用いた画像形成装置であっても、感光体上の転写残トナー及び付着物質の除去を効果的に行うことができ、長期に亘ってもそのクリーニング機能を維持できるクリーニング装置を提供することを課題とする。また、上記の良好なクリーニング機能を有するクリーニング装置を備え、長期に亘って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、並びに画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
現在まで多くのクリーニング装置と、多くのトナーとが提案されている中で、特定構成のクリーニング装置と、特定トナーとの組合せが、優れたクリーニング性を示し、得られる画像のシャープさ、画像にカブリがなく、画像濃度をより満足し、かつ、これらを長期に亘って保持することを見出した。本発明はこのような知見に基くものである。
すなわち、本発明は（１）「像担持体の表面をクリーニングするクリーニング装置であって、該クリーニング装置は、該像担持体回転方向上流側から順に、第１クリーニングブレード、第２クリーニングブレードの２つのブレードを備え、該第２クリーニングブレードは、ブレード母体層と研磨剤粒子含有層の２層構造を有する研磨用ブレードであるクリーニング装置であり、用いられたトナーが、コールター法で測定した重量平均径（Ｄ４）が３．５〜５．５μｍ、３．１７〜４．００μｍの粒子の割合が２０〜５０個数％、４．００〜５．０４μｍの粒子の割合が１０〜３０個数％、１２．７μｍ以上の粗大粒子の割合が０〜１．０重量％で、重量平均径（Ｄ４）と個数平均径（Ｄ１）の比（Ｄ４／Ｄ１）が１．０４〜１．３０であることを特徴とするクリーニング装置」、
（２）「前記トナーは、結着樹脂がポリエステル樹脂を含有し、該トナーのＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィ）により測定したピークトップ分子量Ｍｐが４０００〜８０００の範囲にあることを特徴とするクリーニング装置」、
（３）「高架式フローテスターにより測定される前記トナーの１／２流出温度が１４５〜１６５℃であることを特徴とする前記第（１）項または第（２）項に記載のクリーニング装置」、
（４）「前記トナーは、無機スズ化合物触媒によるポリエステル樹脂を含むことを特徴とする前記第（１）項乃至第（３）項の何れかに記載のクリーニング装置」、
（５）「前記トナーは、疎水性酸化チタン微粒子を少なくとも有する静電荷像現像用トナーであり、該疎水性酸化チタン微粒子は、Ｘ線回折において、２θ＝２０．０〜４０．０ｄｅｇの範囲における最大強度Ｉａと最小強度Ｉｂの強度比（Ｉａ／Ｉｂ）が、1．０＜Ｉａ／Ｉｂ＜３．０であることを特徴とする前記第（１）項乃至第（４）項の何れかに記載のクリーニング装置」により達成される。
また、本発明は（６）「像担持体と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを少なくとも含んで一体に支持され、画像形成装置本体に着脱自在に形成されたプロセスカートリッジであって、該クリーニング手段として、前記第（１）項乃至第（５）項の何れかに記載のクリーニング装置を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ」により達成される。
また、本発明は（７）「潜像を担持する像担持体と、該像担持体表面に均一に帯電を施す帯電手段と、帯電した該像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、潜像を書き込む露光手段と、該潜像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し、可視像化する現像手段と、該潜像担持体表面の可視像を記録紙に転写する転写手段と、転写後の該像担持体表面をクリーニングするクリーニング手段とを備え、トナー像が転写体上に転写された後の被帯電体表面をクリーニングして被帯電体表面上のトナーを回収し、回収したトナーを該現像手段に供給して現像工程に使用するリサイクルシステムを有する画像形成装置であって、該クリーニング手段として、請求項１乃至５の何れかに記載のクリーニング装置を備えることを特徴とする画像形成装置」により達成される。
【発明の効果】
【００１０】
以下の詳細かつ具体的な説明から明らかなように、本発明により像担持体上の付着物質を除去し、良好なクリーニング機能を長期に亘って維持できるクリーニング装置を提供することができるという極めて優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明において、前記特定のクリーニング装置に用いられるトナーとしては、コールター法で測定したトナー粒子の重量平均径（Ｄ４）が３．５〜５．５μｍであり、３．１７〜４．００μｍの粒子の割合が２０〜５０個数％、４．００〜５．０４μｍの粒子の割合は１０〜３０個数％、１２．７μｍ以上の粗大粒子の割合は０〜１．０重量％のものが特に好ましいことが判明した。
３．１７〜４．００μｍの微粉量が２０個数％未満、又は４．００〜５．０４μｍの微粉量が１０個数％未満では、画像ががさつき、粒状度が悪化する。
３．１７〜４．００μｍの微粉量が５０個数％を超える、又は４．００〜５．０４μｍの微粉量が３０個数％を超えると、連続画像出力時の地汚れが発生する。
３．１７〜４．００μｍの微粉量は、好ましくは２５個数％〜４５個数％である。４．００〜５．０４μｍの微粉量は、好ましくは１５個数％〜２５個数％である。
１２．７μｍ以上の粗大粒子が１．０重量％を超えると、粒状度が悪化する。１２．７μｍ以上の粗大粒子は、好ましくは０重量％〜０．５重量％である。
本発明におけるトナーは、コールター法で測定した重量平均径（Ｄ４）と個数平均径（Ｄ１）の比（Ｄ４／Ｄ１）は１．０４〜１．３０であることが必要なことも判明した。
１．３０を超えると、粒径分布がブロードなために、トナー粒子による孤立ドットの埋まりが不充分で、現像工程、転写工程を経ると、孤立ドットが乱れ、粒状度が悪化した、がさついた画像となる。
重量平均と個数平均の比（Ｄ４／Ｄ１）は、好ましくは１．０４〜１．２０である。
この粒度分布の範囲では小粒径であるためにクリーニング性に不利であり、特にリサイクルシステムにおいてはリサイクルトナー微粉化され、添加剤が埋め込まれることによる流動性悪化、また通紙による紙粉の混入によりさらに不利になるが、該像担持体回転方向上流側から順に、第１クリーニングブレード、第２クリーニングブレードの２つのブレードを備え、該第２クリーニングブレードは、ブレード母体層と研磨剤粒子含有層の２層構造を有する研磨用ブレードであるクリーニング装置であることにより、良好なクリーニングシステムを得ることが出来る。
【００１２】
コールターカウンター法によるトナー粒子の粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターＴＡ−IIやコールターマルチサイザーII（いずれもコールター社製）が挙げられる。以下に測定方法について述べる。
まず、電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−II（コールター社製）が使用できる。ここで、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行ない、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、各粒径のチャンネルの個数分布を測定し、得られた分布から、トナーの重量平均粒径（Ｄ４）、個数平均粒径を求めることができる。
チャンネルとしては、２．００〜２．５２μｍ未満；２．５２〜３．１７μｍ未満；３．１７〜４．００μｍ未満；４．００〜５．０４μｍ未満；５．０４〜６．３５μｍ未満；６．３５〜８．００μｍ未満；８．００〜１０．０８μｍ未満；１０．０８〜１２．７０μｍ未満；１２．７０〜１６．００μｍ未満；１６．００〜２０．２０μｍ未満；２０．２０〜２５．４０μｍ未満；２５．４０〜３２．００μｍ未満；３２．００〜４０．３０μｍ未満の１３チャンネルを使用し、粒径２．００μｍ以上乃至４０．３０μｍ未満の粒子を対象とする。
【００１３】
さらに画像の高画質化と低温定着性を向上させるためには、結着樹脂がポリエステル樹脂を含有し、該トナーのＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィ）により測定したピークトップ分子量Ｍｐが４０００〜８０００の範囲にあることにより、クリーニング性が良好となり、さらに定着性が向上するので、定着後の画像の粒状度が向上する。４０００未満ではトナーが現像機内で微粉化しやすくなり、帯電量分布がブロードとなってしまうことによりかぶりを生じやすい。また、樹脂の弾性が低下するため凝集しやすくなり、クリーニング性に不利になる。８０００を超えると定着性が悪化する。トナーの１／２流出温度が１４５〜１６５℃であることにより定着時のトナーが完全に粘性化せず粘弾性特性を維持できるので、定着後の画像の粒状度が向上する。１４５℃未満ではホットオフセット性に不利であり、１６５℃を超えると定着性に不利である。
【００１４】
ピークトップ分子量の測定はＧＰＣ測定装置において、４０℃のヒートチャンバ中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに溶媒としてＴＨＦを毎分１ｍｌの流速で流し、ＴＨＦ試料溶液を約１００μｌ注入して測定する。試料の分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を、数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント数との関係から算出する。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、たとえば東ソー社製、あるいは昭和電工社製の分子量が１０２〜１０７程度のものを用い、少なくとも１０点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。検出器にはＲＩ（屈折率）検出器を用いる。カラムとしては、市販のポリスチレンジェルカラムを複数本組み合わせるのが良く、たとえば昭和電工社製のｓｈｏｄｅｘ ＧＰＣ ＫＦ−８０１，８０２，８０３，８０４，８０５，８０６，８０７，８００Ｐの組み合わせや、東ソー社製のＴＳＫｇｅｌ Ｇ１０００Ｈ（ＨXL），Ｇ２０００Ｈ（ＨXL），Ｇ３０００Ｈ（ＨXL），Ｇ４０００Ｈ（ＨXL），Ｇ５０００Ｈ（ＨXL），Ｇ６０００Ｈ（ＨXL），Ｇ７０００Ｈ（ＨXL），ＴＳＫｇｕａｒｄｃｏｌｕｍｎの組み合わせを挙げることができる。
一般に、ＧＰＣクロマトグラムの測定では、高分子量側はベースラインからクロマトグラムが立上がり開始点から測定を始め、低分子量側は分子量約４００まで測定する。
【００１５】
１／２流出温度は高架式フローテスター（島津製作所製）を用いてＪＩＳ Ｋ７２１０１に記載された方法に準拠して行なった。１ｃｍ３の資料を昇温速度６℃／ｍｉｎで加熱しながら、プランジャーにより１０Ｋｇ／ｃｍ２の荷重を与え、直径０．５ｍｍ、長さ１ｍｍのノズルを押し出すようにし、これにより、プランジャー降下量−温度曲線を描き、そのＳ字曲線の高さをｈとするとき、ｈ／２に対応する温度（樹脂の半分が流出した温度）を１／２流出温度とする。
【００１６】
結着樹脂が無機スズ（II）化合物を触媒として含有することにより、樹脂の粉砕性が向上し、小粒径トナーを得やすくなる。とりわけオクチル酸スズであることにより効果が高い。
【００１７】
一般に、トナーの小粒径化によって、トナーは現像器から飛散し易くなる傾向を示すが、帯電付与能も高く、流動性向上と帯電安定化の両立を図るためには、トナーが疎水性酸化チタン微粒子を少なくとも含有することが良い。
該疎水性酸化チタン微粒子は、Ｘ線回折において、２θ＝２０．０〜４０．０ｄｅｇの範囲における最大強度Ｉａと最小強度Ｉｂの強度比（Ｉａ／Ｉｂ）が、１．０＜Ｉａ／Ｉｂ＜３．０であることによりクリーニング性が向上する。Ｉａ／Ｉｂが１．０未満であると、結晶性を全く有しないという構造であるため、帯電付与能も低く、また硬度が低下し、粘性を有するため、感光体に付着しやすくなりクリーニング性が低下する。３．０を超えると結晶性が高くなりクリーニングブレードを研磨してしまい、クリーニング性が低下する。
【００１８】
使用装置：Ｘ線回析装置 ＭＸＰ−１８（株式会社マックサイエンス社製）
線源（Ｔａｒｇｅｔ）：Ｃｕ
波長（Ｗａｖｅ Ｌｅｎｇｔｈ）：１．５４０５オームストロング（ＣｕＫα１）
管電圧、管電流（Ｖｏｌｔａｇｅ，Ｃｕｒｒｅｎｔ）：４０．０ｋＶ，２００ｍＡ
発散スリット（Ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｓｌｉｔ）：１．０°
受光スリット（Ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ Ｓｌｉｔ）：０．３０ｍｍ
散乱スリット（Ｓｃａｔｔｅｒ Ｓｌｉｔ）：１．０°
走査速度（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｓｐｅｅｄ）：４．０ｄｅｇ／ｍｉｎ
【００１９】
本発明に使用する疎水化酸化チタンを得るための方法を示す。
（ａ）イルメナイトを出発原料として、これを硫酸で分解して得られた分散液を加水分解することによって、スラリー状のメタチタン酸を生成する。このメタチタン酸のスラリーのｐＨ調整をした後、スラリー中でメタチタン酸粒子の合一が生じないように十分に水性媒体中に分散させながら疎水化剤を滴下混合し反応させる。これを、ろ過、乾燥、解砕処理を行なうことによって疎水化酸化チタン微粒子を生成する。
【００２０】
（ｂ）原料にチタンテトライソプロポキシドを使用し、ケミカルポンプで減量を極く少量ずつ、チッ素ガスをキャリアガスとして使用して、２００℃程度に加熱したベーパライザーのグラスウールに送り込んで蒸発させ、反応器内において３００℃程度で瞬時に加熱分解した後、急冷却を行ない、生成物を捕集する。これを３００℃程度でさらに約２時間焼成して前記ＸＤのＢｒａｇｇ角２θ＝２０．０〜４０．０ｄｅｇの範囲における最大強度Ｉａと最小強度Ｉｂの強度比（Ｉa ／Ｉb ）を調整し、さらに疎水化処理することによって疎水性酸化チタン微粒子を生成する。
【００２１】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。像担持体である感光体（１）の周囲に近接あるいは接触して、感光体（１）上に一様な電荷を付与する帯電ローラ（２）、帯電した感光体（１）上に静電潜像を形成するための露光装置（３）、静電潜像を顕像化してトナー像とする現像装置（４）、トナー像を記録紙に転写するための転写ベルト（６）、トナー像転写後の感光体上をクリーニングするクリーニング装置（８）、感光体上の残電荷を除電する除電ランプ（９）が配置されている。
【００２２】
次に、本発明のクリーニング装置（８）について説明する。クリーニング装置（８）は、クリーニング手段として、感光体（１）回転方向上流側から順に、第１クリーニングブレード（１１）、第２クリーニングブレード（１２）の２つのブレードを有する。また、クリーニングされたトナーを回収するトナー回収羽根（１３）、及びそのトナーを搬送する回収コイル（１４）を備えている。
第１クリーニングブレード（１１）は、金属、樹脂、ゴム等の材質からなるが、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ブチルゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ウレタンゴム等のゴムが好ましく用いられ、この中でも特にウレタンゴムが好ましい。
【００２３】
一方、第２クリーニングブレード（１２）は、図２に示すように、ブレード母体層（１２ａ）と研磨剤粒子含有層（１２ｂ）との２層構造からなる研磨用ブレードである。
ブレード母体層（１２ａ）は、ゴム、樹脂、金属等の材質によって構成される。中でも、第１クリーニングブレードと同様、ゴムが好ましく用いられ、特にウレタンゴムが好ましい。研磨剤粒子含有層（１２ｂ）は、上記に示したゴムに研磨剤粒子を分散させて形成される。
ブレード母体層（１２ａ）をゴムで構成する場合、また、研磨剤粒子含有層（１２ｂ）に用いられるゴムの硬度は、６５度以上８５度以下が好ましい。硬度が６５度より小さいとブレードの摩耗の進行が早く、また、硬度が８５度より大きいとブレードのエッジが欠けやすくなるからである。
研磨剤粒子としては、窒化珪素等の窒化物、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム、マイカ、珪酸カルシウム等の珪酸塩、炭酸カルシウム、石膏等の石灰質物質、炭化珪素、炭化ホウ素、炭化タンタル、炭化チタン、炭化アルミニウム、炭化ジルコニウム等の炭化物、酸化セリウム、酸化クロム、酸化チタン、酸化アルミニウム等の酸化物が挙げられる。この中でも、研磨力に優れている酸化セリウムが好ましい。
研磨剤粒子の平均粒径は、０．０５μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。平均粒径が０．０５μｍ未満では、粒子が細かすぎ、ゴム中での均一な分散が困難になったり、研磨ブレードとしての研磨力が十分に得られない。また、平均粒径が１００μｍを超えると、研磨力が大きすぎるために感光体（１）表面上を傷つけることになるため好ましくはない。
研磨剤粒子の含有量は、研磨剤粒子含有層の０．５ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下であることが好ましい。研磨剤粒子の含有量が０．５ｗｔ％未満では、分散がまばらになってしまい、均一な研磨ができない。また、研磨剤粒子の含有量が５０ｗｔ％を超えると、研磨剤粒子の密度が高くなり過ぎ、剥がれ落ちやすくなる。また、コストも高くなってしまう。
ブレード母体層（１２ａ）、研磨剤粒子含有層（１２ｂ）それぞれの厚みは任意に設定することができるが、研磨剤粒子含有層（１２ｂ）の厚みを第２クリーニングブレード（１２）全体の厚みの０．５％以上５０％以下とすることが好ましい。研磨剤粒子含有層（１２ｂ）の厚みが０．５％未満であると、ブレードの摩耗に対する余裕度がないため、経時品質を維持することができない。また、研磨剤粒子含有層（１２ｂ）の厚みが５０％を超えると、本来ゴムが有する弾性の機能が発揮できなくなり、感光体（１）を均一に研磨することができなくなる。上記のような２層構造を有する第２クリーニングブレード（１２）は、研磨剤粒子含有層（１２ｂ）が形成する研磨面を感光体（１）と当接させて設置される。
【００２４】
第１クリーニングブレード（１１）は、主として感光体（１）上の転写残トナーや紙粉の除去を行う。第２クリーニングブレード（１２）は、トナーから脱離した無機微粒子を主成分とする感光体（１）上の付着物質や、フィルミング物質等を、研磨面で削り取るようにして除去する。また、第１クリーニングブレード（１１）から漏れたトナーや紙粉等も同時に除去する。研磨剤粒子がある幅をもって分散された第２クリーニングブレード（１２）の研磨剤粒子含有層（１２ｂ）が感光体（１）に当接することで、感光体（１）の膜削れは均一となり、感光体（１）に不具合を生じさせることがない。
また、クリーニングブレード表面に研磨剤をコートしたような研磨ブレードと比較しても、研磨剤が剥がれ落ちたり、短期で削れ取れたりすることがないため、長期的に優れたクリーニング機能を維持できるクリーニング装置とすることができる。
【００２５】
次に、第１クリーニングブレード（１１）と第２クリーニングブレード（１２）との関係について説明する。
好ましい実施形態として、第１クリーニングブレード（１１）と第２クリーニングブレード（１２）のブレード母体層（１２ａ）が、ゴムからなる場合、第２クリーニングブレード（１２）のブレード母体層（１２ａ）のゴム硬度は、第１クリーニングブレード（１１）のゴム硬度よりも高いほうが好ましい。第１クリーニングブレード（１１）では除去できない付着物質やフィルミング物質等を、より強固な研磨力で除去するためである。
第１クリーニングブレード（１１）と第２クリーニングブレード（１２）の感光体（１）への当接は、図１に示すように、双方がカウンター方式であることが好ましい。第１クリーニングブレード（１１）がカウンター方式であることで、感光体（１）上の転写残トナーや紙粉を効率よく除去することができる。また、第２クリーニングブレード（１２）がカウンター方式であることで、感光体（１）上の付着物質を第２クリーニングブレード（１２）に突き当たった衝撃で除去することができ、良好なクリーニング性が得られる。
このとき、第２クリーニングブレード（１２）の当接角は、５度以上２５度以下が好ましい。第２クリーニングブレード（１２）の当接角が５度未満であると、ブレードが腹当たりになってしまい、クリープ現象により経時で研磨機能を発揮しなくなる。また、２５度を超えるとジョブ終了時における感光体（１）の逆転でブレードめくれが発生してしまう。
第２クリーニングブレード（１２）の当接圧は、１０ｇｆ／ｃｍ以上６０ｇｆ／ｃｍ以下であることが好ましい。第２クリーニングブレード（１２）の当接圧が１０ｇｆ／ｃｍ未満では当接圧が低いため、感光体（１）上の付着物は第２クリーニングブレード（１２）をすり抜けやすく、十分に除去することができない。また、６０ｇｆ／ｃｍを超えると感光体（１）の膜削れ量が増加し、感光体（１）の寿命を短くするため好ましくない。
第２クリーニングブレードの硬度と、上記の当接圧の関係で得られる第２クリーニングブレード（１２）の感光体（１）への食い込み量は、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが好ましい。上記の食い込み量となるように第２クリーニングブレード（１２）を設置することで、感光体（１）の膜削れ量を過剰に増加させることなく、付着物の除去を行う研磨ブレードとしての役割を十分に発揮させることができる。
【００２６】
図３は、他の実施形態を示す画像形成装置の概略構成図である。図３に示すように、第１クリーニングブレード（１１）と第２クリーニングブレード（１２）の感光体（１）への当接は、第１クリーニング（１１）ブレードがカウンター方式で、第２クリーニングブレード（１２）がトレーリング方式であっても良い。第１クリーニングブレード（１１）をカウンター方式とするのは、先と同様の理由からである。一方、第２クリーニングブレード（１２）をトレーリング方式とすると、感光体（１）上の付着物除去能力は若干低下する。しかしながら、第２クリーニングブレード（１２）にはほとんどトナーの入力がないためブレードのめくれが起こりやすい状況にあるが、トレーリング方式の当接により、これを回避することができる。
このとき、第２クリーニングブレード（１２）の当接圧は、カウンター方式の当接と同様の理由により、１０ｇｆ／ｃｍ以上６０ｇｆ／ｃｍ以下であることが好ましい。上記範囲の当接圧で第２クリーニングブレード（１２）を当接させることにより、良好なクリーニングを行うことができる。
【００２７】
また、図１及び図３に示すクリーニング装置において、第２クリーニングブレード（１２）の感光体（１）への当接は、常時当接の他、適宜タイミングを取って間欠当接させる構成としても良い。この場合、第２クリーニングブレード（１２）には、ソレノイド、カム等を利用した離間機構を設ける必要がある。第２クリーニングブレード（１２）の間欠当接により、感光体（１）の膜削れ量を低減し、感光体（１）の寿命を延ばすことができる。
【００２８】
更に、第２のクリーニングブレード（１２）は、揺動機構を備えることが好ましい。図４は、第２クリーニングブレードの揺動機構を示す図である。第２クリーニングブレード（１２）は、ここでは図示しない加圧ホルダに支持されており、加圧ホルダのカシメ先端にベアリングを備え、揺動カム付きギヤ（１５）のカム面（１５ａ）に突き当たっている。感光体（１）が矢印（Ａ）方向に回転すると、揺動カム付きギヤ（１５）は矢印（Ｂ）方向に回転し、それに従い、第２クリーニングブレード（１２）は、矢印方向に揺動する。第２クリーニングブレード（１２）が揺動機構を備えることで、研磨剤粒子含有層（１２ａ）中の研磨剤粒子の分散に多少の偏りがあったとしてもこれを補い、感光体（１）の膜削れを均一にすることができる。
また、第１クリーニングブレード（１１）には研磨剤粒子は含まれていないが、感光体（１）の膜削れをわずかに生じさせているため、第２クリーニングブレード（１２）と同一の揺動機構によって、共に揺動させるように構成することがよい。更に、感光体（１）の膜削れを一層均一にさせるためには、第１クリーニングブレード（１１）と第２クリーニングブレード（１２）とを異なる位相で揺動させることが好ましい。
両者を異なる位相で揺動させるには、揺動カム付きギヤ（１５）のカム面（１５ａ）の内側に別位相のカム面を設け、それぞれ異なるカム面によって揺動させる機構が挙げられる。
【００２９】
以上説明してきた本発明のクリーニング装置（８）を、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とすることができる。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、感光体上のクリーニング機能を長期に亘って維持し、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。
【００３０】
本発明のクリーニング装置（８）を搭載する画像形成装置は、図１及び図３の構成に限るものではなく、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。特に、本発明のクリーニング装置（８）を搭載することの効果が大きく得られる画像形成装置は、現像装置（４）で使用するトナーが、平均円形度が０．９０以上と球形状に近く、体積平均粒径が３〜１０μｍの小粒子径のトナーである場合である。小粒径で球形状に近いトナーは、感光体とクリーニングブレードの隙間に入り込みすり抜けやすい。また、小粒径であるとワックスや無機微粒子等の添加剤のトナー粒子中の含有率が高くなる傾向にあるため、これらがトナーから脱離して感光体上に付着し、汚染する。しかしながら、本発明のクリーニング装置（８）により、第１クリーニングブレード（１１）で感光体（１）上の転写残トナーや紙粉の除去を行い、第２クリーニングブレード（１２）でワックスや無機微粒子を主成分とする感光体（１）上の付着物質を、研磨面で削り取るようにして除去することができる。また、第１クリーニングブレード（１１）から漏れたトナーや紙粉等も第２クリーニングブレード（１２）で除去できる。また、第２クリーニングブレードは、ブレード母体層（１２ａ）と研磨剤粒子層（１２ｂ）とからなり、ある幅をもって研磨剤粒子が分散された構成であるため、研磨剤粒子が剥がれ落ちることがなく、長期に亘って良好なクリーニング機能を維持することができる。
【００３１】
本発明のトナーに用いられる樹脂としては、従来より公知の樹脂が使用される。例えば、スチレン、ポリ−α−スチルスチレン、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−ブタジェン共重合体、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、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単重合体または共重合体）、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、石油樹脂、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、ポリビニルブチラート樹脂などが挙げられるが、特に定着特性の面からポリエステル樹脂を用いることが好ましい。また、定着特性を悪化させず本発明における小粒径、狭分布のトナーを得るためにはスチレンアクリル樹脂やハイブリッド樹脂を５〜３０％含有することにより粉砕性が向上する。ハイブリッド樹脂としては、縮重合系樹脂と付加重合系樹脂が化学的に結合されるため、両樹脂のモノマーのいずれとも反応しうる化合物を用いて重合するのが好ましい。このような両反応性モノマーとしては、フマル酸、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸ジメチル等の化合物が挙げられる。
両反応性モノマーの使用量は、付加重合系樹脂の原料モノマー１００重量部を基準として、１〜２５重量部、好ましくは２〜１０重量部である。１重量部より少ないと着色剤や帯電制御剤の分散が悪くかぶりなどの画像品質が悪化した。２５重量部より多いと樹脂がゲル化してしまう不具合があった。
以上のようなハイブリット樹脂は、両反応の進行および完了を同時にする必要はなく、それぞれの反応温度、時間を選択して、独立に反応の進行を完了することができる。
例えば、反応容器中にポリエステル樹脂の縮重合系原料モノマーの混合物中に、ビニル系樹脂の付加重合系原料モノマーおよび重合開始剤からなる混合物を滴下してあらかじめ混合し、まずラジカル反応によりビニル系樹脂からなる重合反応を完了させ、次に反応温度を上昇させることにより縮重合反応によりポリエステル樹脂からなる縮重合反応を完了させる方法がある。この方法により、反応容器中で独立した２つの反応を並行して進行させることにより、２種の樹脂を効果的に分散させることが可能である。このときハイブリッド樹脂の酸価は１５〜７０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが良く、好ましくは２０〜５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、さらに好ましくは２０〜３０ｍｇＫＯＨ／ｇであることがく酸価１５〜７０mgKOH/gである場合に、離型剤の分散効果が高くさらに低温定着性および環境安定性に優れていた。酸価を高くすることで、紙と樹脂との相溶性がよくなりさらなる低温定着化が図れたためと考えられる。酸価１５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であるとハイブリッド樹脂に包括され分散している離型剤がポリエステルから遊離しやすくなり、７０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると空気中簿水分の影響が大きくなり、トナー帯電量が不安定となる。
【００３２】
本発明において、好ましく用いられるポリエステル樹脂を構成する２価の酸成分としては、例えば、芳香族系ジカルボン酸類としてはテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ジフェニル−Ｐ・Ｐ’−ジカルボン酸、ナフタレン−２・７−ジカルボン酸、ナフタレン−２・６−ジカルボン酸、ジフェニルメタン−Ｐ・Ｐ’−ジカルボン酸、ベンゾフェノン−４・４’−ジカルボン酸、１・２−ジフェノキシエタン−Ｐ・Ｐ’−ジカルボン酸が使用でき、それ以外の酸としては、マレイン酸、フマル酸、グリタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、マロン酸、アジピン酸、メサコン酸、イタコン酸、シトラコン酸、セバチン酸、これらの酸の無水物、低級アルキルエステルが使用できる。２価のアルコールとしては例えば、ポリオキシプロピレン（２，２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシエチレン（２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（６）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン（１３）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンが挙げられる。
【００３３】
その他の２価のアルコールとしては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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、ネオペンチルグリコール、１，４−ブテンジオールの如きジオール類、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、及びビスフェノールＡ、水素添加ビスフェノールＡが挙げられる。
酸成分としてはトリメリット酸、１，２，４−トリカルボン酸トリｎ−エチル、１，２，４−トリカルボン酸トリｎ−ブチル、１，２，４−トリカルボン酸トリｎ−ヘキシル、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸トリイソブチル、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸トリｎ−オクチル、１，２，４−ベンゼントリカルボン酸トリ２−エチルヘキシルが使用できる。但し何らこれに制限されるものではない。発明のポリエステル樹脂においては、例えばｎ−ドデセニル基、イソドデセニル基、ｎ−ドデシル基、イソドデシル基、イソオクチル基、を有したマレイン酸、フマル酸、グルタル酸、コハク酸、マロン酸、アジピン酸の如きアルキルもしくはアルケニル置換基を有する酸及び／又は、エチレングリコール、１，３−プロピレンジオール、テトラメチレングリコール、１，４−ブチレンジオール、１，５−ペンチルジオールの如きアルコールを含んでいても良い。無機錫（ＩＩ）化合物としては、Ｓｎ−Ｏ結合を有する化合物、Ｓｎ−Ｘ（Ｘはハロゲン原子を示す）結合を有する化合物等が好ましく、Ｓｎ−Ｏ結合を有する化合物がより好ましい。
【００３４】
Ｓｎ−Ｏ結合を有する化合物としては、オクチル酸酸錫（ＩＩ）、シュウ酸錫（ＩＩ）、ジ酢酸錫（ＩＩ）、ジオクタン酸錫（ＩＩ）、ジラウリル酸錫（ＩＩ）、ジステアリン酸錫（ＩＩ）、ジオレイン酸錫（ＩＩ）等の炭素数２〜２８のカルボン酸基を有するカルボン酸錫（ＩＩ）；ジオクチロキシ錫（ＩＩ）、ジラウロキシ錫（ＩＩ）、ジステアロキシ錫（ＩＩ）、ジオレイロキシ錫（ＩＩ）等の炭素数２〜２８のアルコキシ基を有するジアルコキシ錫（ＩＩ）；酸化錫（ＩＩ）；硫酸錫（ＩＩ）等が、Ｓｎ−Ｘ（Ｘはハロゲン原子を示す）結合を有する化合物としては、塩化錫（ＩＩ）、臭化錫（ＩＩ）等のハロゲン化錫（ＩＩ）等が挙げられ、これらの中では、帯電立ち上がり効果及び触媒能の点から、（Ｒ１ＣＯＯ）２Ｓｎ（ここでＲ１ は炭素数５〜１９のアルキル基又はアルケニル基を示す）で表される脂肪酸錫（ＩＩ）、（Ｒ２Ｏ）２Ｓｎ（ここでＲ２は炭素数６〜２０のアルキル基又はアルケニル基を示す）で表されるジアルコキシ錫（ＩＩ）及びＳｎＯで表される酸化錫（ＩＩ）が好ましく、（Ｒ１ＣＯＯ）２Ｓｎで表される脂肪酸錫（ＩＩ）及び酸化錫（ＩＩ）がより好ましく、オクチル酸酸錫（ＩＩ）、ジオクタン酸錫（ＩＩ）、ジステアリン酸錫（ＩＩ）及び酸化錫（ＩＩ）が特に好ましい。本発明のポリエステル製造用触媒とポリエステルとを含有したポリエステル樹脂組成物は、トナーの結着樹脂として用いることができ、ポリエステルはかかる触媒の存在下で製造することにより得られる。
【００３５】
また、本発明のトナーを混合して二成分現像剤として使用するキャリアとしては、ガラス、鉄、フェライト、ニッケル、ジルコン、シリカ等を主成分とする、粒径３０〜１０００μｍ程度の粉末、または、該粉末を芯材としてスチレン−アクリル系樹脂、シリコン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリフッ化ビニリデン系樹脂等をコーティングしたものから適宜選択して使用可能であるが、帯電能力の点から粒径３０〜８０μｍが好ましい。
本発明のトナーにおいては、極性を制御するために、極性制御を配合することが可能である。この場合の極性制御剤としては、例えばニグロシン系染料、四級アンモニウム塩、アミノ基含有のポリマー、含金属アゾ染料、サリチル酸の錯化合物、フェノール化合物などが挙げられる。
【００３６】
本発明で用いる離型剤としては、公知のものが使用できるが、特に脱遊離脂肪酸型カルナバワックス、モンタンワックス、及び酸化ライスワックスを単独又は組み合わせて使用することにより、ハイブリッド樹脂の分散効果が高まる。カルナウバワックスとしては、微結晶のものが良く、酸価が５以下であり、トナーバインダー中に分散したときの粒子径が１μｍ以下の粒径であるものが好ましい。モンタンワックスについては、一般に鉱物より精製されたモンタン系ワックスを指し、カルナバワックス同様、微結晶であり、酸価が５〜１４であることが好ましい。酸化ライスワックスは、米ぬかワックスを空気酸化したものであり、その酸価は、１０〜３０が好ましい。その他の離型剤としては、固形シリコーンワニス、高級脂肪酸高級アルコール、モンタン系エステルワックス、低分子量ポリプロピレンワックス等、従来公知のいかなる離型剤をも混合して使用できる。トナーバインダー中に分散させる前の離型剤の体積平均粒径は１０〜８００μｍが好ましい。
【００３７】
（トナー母体粒子の製造方法）
本発明の製造方法は、少なくとも結着剤樹脂、主帯電制御剤および顔料を含む現像剤成分を機械的に混合する工程と、溶融混練する工程と、粉砕する工程と、分級する工程とを有するトナーの製造方法が適用できる。また機械的に混合する工程や溶融混練する工程において、粉砕または分級する工程で得られる製品となる粒子以外の粉末を戻して再利用する製造方法も含まれる。
ここで言う製品となる粒子以外の粉末（副製品）とは溶融混練する工程後、粉砕工程で得られる所望の粒径の製品となる成分以外の微粒子や粗粒子や引き続いて行われる分級工程で発生する所望の粒径の製品となる成分以外の微粒子や粗粒子を意味する。このような副製品を混合工程や溶融混練する工程で原料と好ましくは副製品１に対しその他原材料９９から副製品５０に対し、その他原材料５０の重量比率で混合するのが好ましい。
少なくとも結着剤樹脂、主帯電制御剤および顔料、副製品を含む現像剤成分を機械的に混合する混合工程は、回転させる羽による通常の混合機などを用いて通常の条件で行えばよく、特に制限はない。
以上の混合工程が終了したら、次いで混合物を混練機に仕込んで溶融混練する。溶融混練機としては、一軸、二軸の連続混練機や、ロールミルによるバッチ式混練機を用いることができる。
この溶融混練は、バインダー樹脂の分子鎖の切断を招来しないような適正な条件で行うことが重要である。具体的には、溶融混練温度は、結着剤樹脂の軟化点を参考に行うべきであり、軟化点より低温過ぎると切断が激しく、高温過ぎると分散が進まない。
以上の溶融混練工程が終了したら、次いで混練物を粉砕する。
【００３８】
以上の溶融混練工程が終了したら、次いで混練物を粉砕する。この粉砕工程においては、まず粗粉砕し、次いで微粉砕することが好ましが、本発明の粒度分布を得るための粉砕方法としては。好ましくは対向気流式粉砕機で粉砕することにより製造されたトナーである。対向気流式粉砕機としては、例えば日本ニューマチック工業製、ＰＪＭ−Ｉ、ホソカワミクロン製ミクロンジェットミル、カウンタジェットミル、クリモト鐵工製クロスジェットミルといったものが挙げられる。
【００３９】
対向気流式粉砕機で粉砕することにより、トナーの円形度が上がるとともに、トナーの表面が非常に滑らかに改質される。このようにして得られたトナーは、現像工程で孤立ドットを埋めた際、トナー同士のパッキングが良好で、隙間が少ないため、感光体上の孤立ドットが崩れにくく、粒状度がよくなめらかで階調性に優れた画像が得られる。
粉砕工程に対向気流式粉砕機による粉砕工程を含まない場合は、トナー表面の改質が不充分であるため、本願発明の効果は充分に得られない。さらに本発明のトナーは２μｍ以下の超微粉を除去することにより、さらにクリーニング性が良好となる。２μｍ以下の超微粉を除去するためには、予め機械式粉砕機で、重量平均径および／またはモード値粒径を１５μｍ以下まで粉砕することにより、対向気流式粉砕機での粉砕の際の、円形度の過度の上昇と超微紛の発生が抑制される。
【００４０】
予め、機械式粉砕機で粉砕しない場合は、対向気流式粉砕機で３．５〜５．５μｍのトナーサイズまで粉砕される過程で、消費エネルギーの増大につながるのみならず、円形度の過度の上昇が生じ、トナーとして用いた場合はクリーニングが困難となる。また、超微粉の発生量も多く、対向気流式粉砕機で粉砕した粉砕物中に２μｍ以下の超微粉が３０％を超えると、乾式分級工程で除去することが極めて困難となり、１パスの処理で、分級後の粒径分布として、０．６〜２．０μｍの粒子の割合を５％以下のレベルまで低減させることは不可能である。
デカンター型遠心分離機等の湿式法により０．６〜２．０μｍの粒子を除くことも可能だが、湿式法は生産性の点で好ましくなく、また、トナーを水に分散させる目的で界面活性剤を用いるため、充分な洗浄を行なわないと、トナーの帯電性への影響が懸念されるため乾式分級が望ましい。
【００４１】
前記トナーの粉砕工程においては、重量平均径および／またはモード値粒径が５〜１５μｍ、好ましくは、５〜１０μｍとなるように機械式粉砕機で粉砕することにより、対向気流式粉砕機での粉砕の際の、円形度の過度の上昇と超微紛の発生を抑制しつつ、トナー粒子表面の改質を充分に行なうことができる。
【００４２】
機械式粉砕機としては、例えば川崎重工業社のクリプトロン、ターボ工業社製ターボミルや、ホソカワミクロン社製ＡＣＭパルベライザ、イノマイザーといったものが挙げられ、それぞれ粉砕ロータの回転数を調整することで粒径は任意に調整可能である。
【００４３】
分級工程としては、分級カバーと分級板とを上下に設け、分級カバーの下面および分級板の上面を中心に向けて高くなる円錐形とし、その円錐形下面と円錐形上面間に形成された分級室の外周部に複数のルーバーを環状に配置して隣接するルーバー間に二次エアの流入路を設け、上記分級室内に供給された粉体を高速度で旋回させて微粉と粗粉とに遠心分離し、微粉を分級板の中心部に接続された微粉排出筒から排出し、粗粉を分級板の外周囲に形成された粗粉排出口から排出させるようにした旋回気流式分級であることにより、２μｍ以下の超微粉を効率よく除去することが可能となる。このような旋回気流式分級機としては、日本ニューマチック工業製、マイクロスピンが挙げられる。
このようにして本発明のトナーの粒度分布が得られる。
【００４４】
以上のようにして製造されたトナーにさらに先に挙げた疎水性シリカ微粉末等の無機微粒子を添加混合してもよい。
外添剤の混合は一般の粉体の混合機が用いられるがジャケット等装備して、内部の温度を調節できることが好ましい。外添剤に与える負荷の履歴を変えるには、途中または漸次外添剤を加えていけばよい。もちろん混合機の回転数、転動速度、時間、温度などを変化させてもよい。はじめに強い負荷を、次に比較的弱い負荷を与えても良いし、その逆でも良い。
使用できる混合設備の例としては、Ｖ型混合機、ロッキングミキサー、レーディゲミキサー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサーなどが挙げられる。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。なお、以降、「部」は、特に断わらない限り質量％を表す。
【００４６】
酸化チタン微粒子の製造例
原料にチタンテトライソプロポキシドを使用した。ケミカルポンプで原料をごく少量ずつ、チッ素ガスをキャリアガスとして使用して、２００℃に加熱したペーパーライザーのグラスウールに送り込んで蒸発させ、反応器内で温度３２０℃で加熱分解した後、急冷却を行い、生成物を捕集し、これを表１記載の温度と時間で焼成し、酸化チタン微粉体Ａ、Ｂ、Ｃを得た。
次に、水中で均一分散させた後、疎水化剤メチルトリメトキシシランを酸化チタン微粉体１００重量部に対して固型分で３０重量部になるように粒子の合一生じないように分散させながら滴下混合し、疎水化処理をおこなった。
その後、ろ過、乾燥した後、１２０℃で２時間加熱し、その後ジェットミルにより解砕処理し、表１記載の疎水性酸化チタン微粒子Ａ、Ｂ、Ｃを得た。
【００４７】
【表１】
【００４８】
ポリエステル樹脂（１）合成方法
ガス導入管、コンデンサー及び攪拌機を備え付けた７ｍ３容のバッチ式反応装置に、ポリオキシプロピレン（２．０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン３０００Ｋｇ、ポリオキシエチレン（２．０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン１５００ｋｇ、テレフタル酸２０００ｋｇ及び酸化ジブチル錫１５ｋｇを仕込んだ後、２４０℃に昇温して常圧で８時間反応させた。その後、３ｋＰａまで減圧し所望の軟化点が得られるまでさらに反応後、反応装置内を常圧に戻し、加熱及び攪拌を停止し（縮重合反応終了）、反応装置のジャケットに冷水を流し、冷却後粉砕して樹脂（１）を得た。樹脂の軟化点は１５２℃であった。
【００４９】
ポリエステル樹脂（２）合成方法
ガス導入管、コンデンサー及び攪拌機を備え付けた７ｍ３容のバッチ式反応装置に、ポリオキシプロピレン（２．０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル)プロパン２４１５Ｋｇ、ポリオキシエチレン（２．０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン７４８ｋｇ、フマル酸６５０ｋｇ、無水トリメリト酸４２０ｋｇ及びオクチル酸錫２５ｋｇを仕込んだ後、２４０℃に昇温して常圧で８時間反応させた。その後、３ｋＰａまで減圧し所望の軟化点が得られるまでさらに反応後、反応装置内を常圧に戻し、加熱及び攪拌を停止し（縮重合反応終了）、反応装置のジャケットに冷水を流し、冷却後粉砕して樹脂（２）を得た。樹脂の軟化点は１７２℃であった。
【００５０】
ポリエステル樹脂（３）合成方法
ガス導入管、コンデンサー及び攪拌機を備え付けた７ｍ３容のバッチ式反応装置に、ポリオキシプロピレン（２．０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン２１００Ｋｇ、フマル酸６７０ｋｇ、及びオクチル酸錫２０ｋｇを仕込んだ後、２４０℃に昇温して常圧で８時間反応させた。その後、３ｋＰａまで減圧し所望の軟化点が得られるまでさらに反応後、反応装置内を常圧に戻し、加熱及び攪拌を停止し（縮重合反応終了）、反応装置のジャケットに冷水を流し、冷却後粉砕して樹脂（３）を得た。樹脂の軟化点は１０２℃であった。
【００５１】
（実施例１）
ポリエステル樹脂（１） ８０重量部
カーボンブラック （三菱化学C#44） １０重量部
荷電制御剤（サリチル酸亜鉛、BONTRON E304：オリエント化学） ２重量部
低分子ポリプロピレン（ビスコール660P） ８重量部
以上の処方で東芝機械社製のＴＥＭ混練機にて混練ゾーン１２０℃にて混練し、機械式粉砕機で重量平均径１４．８μｍ、モード値粒径１４．１μｍまで粉砕した後、流動層式対向気流式粉砕機で粉砕し、マイクロスピン分級機で微粉を除去した。
さらに分級したトナー母体粒子に疎水性シリカ（Ｈ−２１５０ＶＰ：クラリアント（株）製）１．８重量部を加え、ミキサーで混合し、超音波篩を用いて凝集体を除去して、重量平均粒径が５．２μｍ、個数平均径が４．７μｍ、３．１７〜４．００μｍの微粉量３４個数％、４．００〜５．０４μｍの微粉量２７個数％、１２．７μｍ以上の粗大粒子が０．１重量％トナーを得た。Ｄ４／Ｄ１は、１．１１であった。トナーのピークトップ分子量は８０００、１／２流出温度は１４５℃であった。
【００５２】
実施例２
ポリエステル樹脂（２） １２重量部
ポリエステル樹脂（３） ７０重量部
カーボンブラック（キャボット C-60） １０重量部
荷電制御剤（サリチル酸ジルコニウム塩、TN-105保土ヶ谷化学） ２重量部
カルナバワックス（セラリカ野田） ６重量部
以上の処方で東芝機械社製のＴＥＭ混練にて混練ゾーン１３０℃にて混練し機械式粉砕機で、重量平均径を７．８μｍ、モード値粒径を７．１μｍに粉砕した後、流動層式対向気流式粉砕機で粉砕し、ホイール型機械式分級機で２回分級し微粉を除去した。さらに分級したトナー母体粒子に疎水性シリカ（Ｈ−２０００：クラリアント（株）製）１．５部、酸化チタン微粉体Ａを０．８重量部を加え、ミキサーで混合し、超音波篩を用いて凝集体を除去して、重量平均粒径が３．５μｍ、個数平均径が２．８μｍ、３．１７〜４．００μｍの微粉量５０個数％、４．００〜５．０４μｍの微粉量１０個数％、１２．７μｍ以上の粗大粒子が０．３重量％トナーを得た。
Ｄ４／Ｄ１は、１．２５であった。トナーのピークトップ分子量は４０００、１／２流出温度は１５５℃であった。
【００５３】
実施例３
ポリエステル樹脂（２） ３０重量部
ポリエステル樹脂（３） ５０重量部
カーボンブラック （キャボット C-60） １０重量部
荷電制御剤（スピロンブラックTR-H：保土ヶ谷化学） ５重量部
エステルワックス（WEP-5、日本油脂） ５重量部
以上の処方で東芝機械社製のＴＥＭ混練にて混練ゾーン１５０℃にて混練し機械式粉砕機で、重量平均径を８．９μｍ、モード値粒径を８．４μｍに粉砕した後、流動層式対向気流式粉砕機で粉砕し、ホイール型機械式分級機で２回分級し微粉を除去した。さらに分級したトナー母体粒子に疎水性シリカ［ＯＸ５０：クラリアント（株）製］ ０．５部、酸化チタン微粉体Ｃを０．４重量部を加え、ミキサーで混合し、超音波篩を用いて凝集体を除去して、重量平均粒径が５．５μｍ、個数平均径が５．３μｍ、３．１７〜４．００μｍの微粉量２０個数％、４．００〜５．０４μｍの微粉量３０個数％、１２．７μｍ以上の粗大粒子が０．９重量％トナーを得た。Ｄ４／Ｄ１は、１．０４であった。トナーのピークトップ分子量は７０００、１／２流出温度は１６５℃であった。
【００５４】
実施例４
ポリエステル樹脂（１） ４５重量部
ポリエステル樹脂（３） ４０重量部
カーボンブラック（キャボット C-60） １０重量部
荷電制御剤（サリチル酸ジルコニウム塩、TN-105保土ヶ谷化学） ２重量部
カルナバワックス（セラリカ野田） ３重量部
以上の処方で東芝機械社製のＴＥＭ混練にて混練ゾーン９０℃にて混練し、分級時に発生した微粉を混練時に添加し再練りを行ない、機械式粉砕機で、重量平均径を８．０μｍ、モード値粒径を７．８μｍに粉砕した後、流動層式対向気流式粉砕機で粉砕し、マイクロスピン分級機で分級し微粉を除去した。さらに分級したトナー母体粒子に疎水性シリカ［Ｈ−２０００：クラリアント（株）製］１．２重量部、酸化チタン微粉体Ｂを０．７重量部を加え、ミキサーで混合し、超音波篩を用いて凝集体を除去して、重量平均粒径が４．３μｍ、個数平均径が３．３μｍ、３．１７〜４．００μｍの微粉量２７個数％、４．００〜５．０４μｍの微粉量２６個数％、１２．７μｍ以上の粗大粒子が０．４重量％トナーを得た。
Ｄ４／Ｄ１は、１．３０であった。トナーのピークトップ分子量は３５００、１／２流出温度は１４０℃であった。
【００５５】
実施例５
ポリエステル樹脂（２） ７５重量部
カーボンブラック（キャボット C-60） １０重量部
荷電制御剤（サリチル酸ジルコニウム塩、TN-105保土ヶ谷化学） ５重量部
カルナバワックス（東亜化成） １０重量部
以上の処方で東芝機械社製のＴＥＭ混練にて混練ゾーン１５０℃にて混練し、分級時に発生した微粉を混練時に添加し再練りを行ない、機械式粉砕機で、重量平均径を１２．０μｍ、モード値粒径を１０．８μｍに粉砕した後、流動層式対向気流式粉砕機で粉砕し、マイクロスピン分級機で分級し微粉を除去した。さらに分級したトナー母体粒子に疎水性シリカ［H-2000：クラリアント（株）製］０．８重量部、酸化チタン微粉体Ｃを０．５重量部を加え、ミキサーで混合し、超音波篩を用いて凝集体を除去して、重量平均粒径が５．２μｍ、個数平均径が４．２μｍ、３．１７〜４．００μｍの微粉量３２個数％、４．００〜５．０４μｍの微粉量２４個数％、１２．７μｍ以上の粗大粒子が０．２重量％トナーを得た。
Ｄ４／Ｄ１は、１．２４であった。トナーのピークトップ分子量は８５００、１／２流出温度は１７０℃であった。
【００５６】
実施例１〜５に使用した画像形成装置
リサイクルトナーシステムを有するリコーimagio NEO 450のクリーニング装置を改造し、図１に示す画像形成装置に、上記で得たトナーを用いて評価を行った。画像形成動作は以下のとおりである。
感光体（１）は反時計回転方向に回転する。感光体（１）は、除電ランプ（９）により除電され、表面電位が０〜−１５０Ｖの基準電位に平均化される。次に、帯電ローラ（２）により帯電され、表面電位が−１０００Ｖ前後となる。次に、露光装置（３）で露光され、光が照射された部分（画像部）は表面電位が０〜−２００Ｖとなる。現像装置（４）により、スリーブ上のトナーが上記画像部分に付着する。トナー像が作られた感光体（１）は回転移動し、図示しない給紙部より、記録紙が、記録紙先端部と画像先端部とが転写ベルト（６）で一致するようなタイミングで搬送され、転写ベルト（６）で感光体（１）表面のトナー像を転写される。その後、記録紙は（図示しない）、定着手段へ搬送され、熱と圧力によりトナーが溶融定着されて、機外に排出される。感光体（１）上に残った未転写トナー及び付着物質は、クリーニング装置（８）の第１クリーニングブレード（１１）及び第２クリーニングブレード（１２）によって掻き落とされ、その後、除電ランプ（９）により残留電荷が除電されて、トナー及び付着物質のない初期状態となり、次の画像形成工程に移る。
１２％高画像面積チャートを使用し５０００００枚出力後の画像を評価した。
【００５７】
（１）画像濃度は、Ｘ−Ｒｉｔｅ反射濃度計で複写画像の黒ベタ部の反射濃度を測定した。
（２）カブリは、非画像部のトナーによる汚れを観察する。汚れがない良好な場合を○、汚れはあるが使用上問題ない場合を△、使用上問題がある場合を×と判定した。
（３）クリーニング性は画像に縦筋の発生有無を確認し、すじなしを○、若干発生はあるが使用上問題ない場合を△、使用上問題がある場合を×と判定した。
文字シャープ性…約２ｍｍ角の「電」の文字を約３０倍に拡大し、図５の評価基準に従って判定した。ランク２，４はそれぞれランク１と３，３と５の中間レベルとする。
【００５８】
比較例１〜３に使用の混練品処方
ポリエステル樹脂（２） ３０重量部
ポリエステル樹脂（３） ５０重量部
カーボンブラック （キャボット C-60） １０重量部
荷電制御剤（スピロンブラックＴＲ−Ｈ：保土ヶ谷化学） ５重量部
エステルワックス（WEP-5、日本油脂） ５重量部
以上の処方で東芝機械社製のＴＥＭ混練にて混練ゾーン１４０℃にて混練した。
【００５９】
比較例１〜３
機械式粉砕機で粉砕し、マイクロスピン分級機で分級し微粉を除去した。さらに分級したトナー母体粒子に疎水性シリカ［Ｈ−２０００：クラリアント（株）製］１．５重量部、酸化チタン微粉体Ｃを０．５重量部を加え、ミキサーで混合し、超音波篩を用いて凝集体を除去した。比較例１〜３のトナー物性を表２に記載する。
【００６０】
【表２】
【００６１】
比較例１〜３はリサイクルトナーシステムを有するリコーimagio NEO 450にて評価した。リコーimagio NEO 450は第２クリーニングブレード（１２）を有さない。
【００６２】
（１）定着性の評価方法
リコーimagio420にてヒーター温度を振ってコピーを行い定着画像を得る。
定着後の画像（トナー付着量：０．８５±０．０５ｍｇ／ｃｍ２）にメンデイングテープ（３Ｍ社製）を貼り、一定の圧力（２Ｋｇ）を掛けた後、ゆっくり引き剥がす。その前後の画像濃度をマクベス濃度計により測定し、次式にて定着率を算出する。定着ローラの温度を段階的に下げて、下記式で示す定着率が８０％以下となるときの温度を定着温度とする。（画像濃度＝テープ付着前）
【００６３】
【数１】
評価結果を表３に示す。
【００６４】
【表３】
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】第２クリーニングブレードの構成を示す図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図４】第２クリーニングブレードの揺動機構を示す図である。
【図５】本発明の実施例で用いた文字シャープ性のランクを表した図である。
【符号の説明】
【００６６】
１ 像担持体（感光体）
２ 帯電ローラ
３ 露光装置
４ 現像装置
６ 転写ベルト
８ クリーニング装置
９ 除電ランプ
１０ クリーニング除電手段
１１ 第１クリーニングブレード
１２ 第２クリーニングブレード
１２ａ ブレード母体層
１２ｂ 研磨剤粒子含有層
１３ トナー回収羽根
１４ 回収コイル
１５ 揺動カム付きギヤ
１５ａ カム面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の表面をクリーニングするクリーニング装置であって、該クリーニング装置は、該像担持体回転方向上流側から順に、第１クリーニングブレード、第２クリーニングブレードの２つのブレードを備え、該第２クリーニングブレードは、ブレード母体層と研磨剤粒子含有層の２層構造を有する研磨用ブレードであるクリーニング装置であり、用いられたトナーが、コールター法で測定した重量平均径（Ｄ４）が３．５〜５．５μｍ、３．１７〜４．００μｍの粒子の割合が２０〜５０個数％、４．００〜５．０４μｍの粒子の割合が１０〜３０個数％、１２．７μｍ以上の粗大粒子の割合が０〜１．０重量％で、重量平均径（Ｄ４）と個数平均径（Ｄ１）の比（Ｄ４／Ｄ１）が１．０４〜１．３０であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
前記トナーは、結着樹脂がポリエステル樹脂を含有し、該トナーのＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィ）により測定したピークトップ分子量Ｍｐが４０００〜８０００の範囲にあることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項３】
高架式フローテスターにより測定される前記トナーの１／２流出温度が１４５〜１６５℃であることを特徴とする請求項１または２に記載のクリーニング装置。
【請求項４】
前記トナーは、無機スズ化合物触媒によるポリエステル樹脂を含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のクリーニング装置。
【請求項５】
前記トナーは、疎水性酸化チタン微粒子を少なくとも有する静電荷像現像用トナーであり、該疎水性酸化チタン微粒子は、Ｘ線回折において、２θ＝２０．０〜４０．０ｄｅｇの範囲における最大強度Ｉａと最小強度Ｉｂの強度比（Ｉａ／Ｉｂ）が、1．０＜Ｉａ／Ｉｂ＜３．０であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のクリーニング装置。
【請求項６】
像担持体と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを少なくとも含んで一体に支持され、画像形成装置本体に着脱自在に形成されたプロセスカートリッジであって、該クリーニング手段として、請求項１乃至５の何れかに記載のクリーニング装置を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】
潜像を担持する像担持体と、該像担持体表面に均一に帯電を施す帯電手段と、帯電した該像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、潜像を書き込む露光手段と、該潜像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し、可視像化する現像手段と、該潜像担持体表面の可視像を記録紙に転写する転写手段と、転写後の該像担持体表面をクリーニングするクリーニング手段とを備え、トナー像が転写体上に転写された後の被帯電体表面をクリーニングして被帯電体表面上のトナーを回収し、回収したトナーを該現像手段に供給して現像工程に使用するリサイクルシステムを有する画像形成装置であって、該クリーニング手段として、請求項１乃至５の何れかに記載のクリーニング装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
像担持体の表面をクリーニングするクリーニング装置であって、該クリーニング装置は、該像担持体回転方向上流側から順に、第１クリーニングブレード、第２クリーニングブレードの２つのブレードを備え、該第２クリーニングブレードは、ブレード母体層と研磨剤粒子含有層の２層構造を有する研磨用ブレードであるクリーニング装置であり、用いられたトナーが、コールター法で測定した重量平均径（Ｄ４）が３．５〜５．５μｍ、３．１７〜４．００μｍの粒子の割合が２０〜５０個数％、４．００〜５．０４μｍの粒子の割合が１０〜３０個数％、１２．７μｍ以上の粗大粒子の割合が０〜１．０重量％で、重量平均径（Ｄ４）と個数平均径（Ｄ１）の比（Ｄ４／Ｄ１）が１．０４〜１．３０であることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
前記トナーは、結着樹脂がポリエステル樹脂を含有し、該トナーのＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィ）により測定したピークトップ分子量Ｍｐが４０００〜８０００の範囲にあることを特徴とするクリーニング装置。
【請求項３】
高架式フローテスターにより測定される前記トナーの１／２流出温度が１４５〜１６５℃であることを特徴とする請求項１または２に記載のクリーニング装置。
【請求項４】
前記トナーは、無機スズ化合物触媒によるポリエステル樹脂を含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のクリーニング装置。
【請求項５】
前記トナーは、疎水性酸化チタン微粒子を少なくとも有する静電荷像現像用トナーであり、該疎水性酸化チタン微粒子は、Ｘ線回折において、２θ＝２０．０〜４０．０ｄｅｇの範囲における最大強度Ｉａと最小強度Ｉｂの強度比（Ｉａ／Ｉｂ）が、1．０＜Ｉａ／Ｉｂ＜３．０であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のクリーニング装置。
【請求項６】
像担持体と、該像担持体の表面をクリーニングするクリーニング手段とを少なくとも含んで一体に支持され、画像形成装置本体に着脱自在に形成されたプロセスカートリッジであって、該クリーニング手段として、請求項１乃至５の何れかに記載のクリーニング装置を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】
潜像を担持する像担持体と、該像担持体表面に均一に帯電を施す帯電手段と、帯電した該像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、潜像を書き込む露光手段と、該潜像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し、可視像化する現像手段と、該潜像担持体表面の可視像を記録紙に転写する転写手段と、転写後の該像担持体表面をクリーニングするクリーニング手段とを備え、トナー像が転写体上に転写された後の被帯電体表面をクリーニングして被帯電体表面上のトナーを回収し、回収したトナーを該現像手段に供給して現像工程に使用するリサイクルシステムを有する画像形成装置であって、該クリーニング手段として、請求項１乃至５の何れかに記載のクリーニング装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−７０５２３（Ｐ２００８−７０５２３Ａ）
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２４７９１３（Ｐ２００６−２４７９１３）
【出願日】平成１８年９月１３日（２００６．９．１３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月１３日（２００６．９．１３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]