JP2004239999A

JP2004239999A - Cleaning system, processing cartridge, and image forming apparatus

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Publication number: JP2004239999A
Application number: JP2003026696A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Tokumasu; 貴彦徳増; Hidetoshi Yano; 英俊矢野; Naomi Sugimoto; 奈緒美杉本
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-02-04
Filing date: 2003-02-04
Publication date: 2004-08-26

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily and efficiently remove transfer residual toner on an image carrier in an electrophotographic image forming apparatus. <P>SOLUTION: A cleaning system provided with an electrostatic cleaning member for removing the transfer residual toner on the image carrier is provided with a second fur brush 13A as the electrostatic cleaning member, and a first fur brush as a polarity control means 35-1 on the upstream side (concerning the image carrier 2) of the fur brush. The polarity of the transfer residual toner on the image carrier 2 is similar to that during development by making a volume resistant value of the fur brush E+2 to E+7Ωcm. The occurrence of abnormal images can be accurately suppressed since the transfer residual toner can be easily removed with the second fur brush 13A according to the above configuration, even when charge polarity of the transfer residual toner is different from that during development. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置におけるクリーニング装置に関し、詳しくは像担持体と、像担持体上の転写残トナーを除去する静電的クリーニング部材と、を少なくとも備えた画像形成装置におけるクリーニング装置に関する。更に詳細には、像担持体に対して静電的クリーニング部材と極性制御手段とを有し、転写残トナーの帯電極性を前記極性制御手段で現像時の帯電極性に制御した後、前記静電的クリーニング部材であるファーブラシで前記トナーを除去するようにしたクリーニング装置、該クリーニング装置を備えたプロセスカートリッジおよび、これを着脱自在に備えた画像形成装置に関する。本発明の応用分野としては、特にカラー画像形成装置が挙げられる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の画像形成装置において、像担持体上の転写残トナーを除去するための手段としてブレードを用いていた。しかしながら、従来のブレードでは重合トナーが除去できないという不具合があった。そこで、代替手段が考えられている。その一つとして、静電的クリーニング手段がある。しかし、この静電的クリーニング手段は、転写残トナーの極性が現像時と同極性であることが必須条件であるが、転写手段によって現像時と逆極性に帯電している場合がある。このようにトナーが逆極性に帯電している場合は、静電的クリーニング手段が十分に前記トナーを除去できず、像担持体上に残ったトナーが帯電手段に付着したり、露光手段からの露光光を遮断したりする不具合が発生する。また、この不具合により、異常画像が発生することとなる。
【０００３】
図１０は従来の一般的な白黒電子写真複写機の一例を示す要部説明図である。図１１は同じく、従来の一般的な白黒電子写真複写機の別例を示す要部説明図である。図１２は従来の、記録紙に直接転写を行うカラー画像用電子写真複写機の一例を示す要部説明図である。図１０の複写機では、クリーニング装置７として、クリーニングブレード７ａが配備されているが、図１１の複写機では、クリーニング装置７として、クリーニングブレード７ａとファーブラシ（クリーニングブラシ）７ｂとからなるものが設けられている。
【０００４】
また、図１３は従来の一般的な白黒電子写真複写機における、クリーニング装置７近傍の構成を示す説明である。この複写機において、像担持体２上の転写残トナー３０は、コロナ放電器（コロナチャージャーとも云う）を用いた極性制御手段３５により、極性が現像時の帯電極性に統一される。像担持体の表面も、トナーと同極性に帯電されて、トナーと像担持体間の付着力を弱める。その後、転写残トナーは、トナーと逆極性の電圧を印加されたファーブラシ１３Ａで回収され、残ったトナーがクリーニングブレード１３Ｂでクリーニングされる。上記ファーブラシ１３Ａ上のトナーは、電圧を印加された回収ローラ３１で回収され、スクレーパ３２により掻き落されて、回収コイル３３により廃トナー容器（図略）に送られて回収されるか、または現像手段（図略）に送られて再利用される。クリーニングブレード１３Ｂでクリーニングされたトナーも同様である。
【０００５】
ところで、トナーと像担持体間の付着力としては、静電気力だけでなく、非静電的付着力であるファンデルワールス力等も働くため、静電気力が働かなくなっても、トナーは像担持体に付着している場合が多い。図１３ではファーブラシ１３Ａに電圧を印加しているが、電圧を印加しないものもある。
【０００６】
なお、図１０〜図１３に記載された符号について説明すると、３は帯電手段、４は露光手段、５は現像手段、６は転写手段、８は除電手段、１０は定着手段、１１は定着ローラ、１２は加圧ローラ、１４は分離手段、１５は記録紙（転写材）、１６は搬送ベルト、２０は電圧印加手段、３４はクリーナ電源、３６は極性制御電源である。
【０００７】
さらに、感光体上の残留トナーを除去する感光体クリーニング装置に関する発明としては、特開平５−２８１８８２号公報（特許文献１）、特開平５−２８９５９３号公報（特許文献２）に開示されたものがある。以下、これらの発明について説明する。
【０００８】
＜特許文献１に記載された発明＞
特開平５−２８１８８２号公報に開示された「感光体クリーニング方法および装置」に係る発明は、第１ファーブラシにより残留トナーの帯電を行うブラシクリーニング方式において、第１，第２ファーブラシ間に残るトナーの感光体への固着を防止することを目的とするものである。
【０００９】
そして、上記目的達成のため、上記発明は転写後、感光体上の残留トナーを除去する方法であって、所定極性の電圧を印加された導電性でロール状の第１ファーブラシを、感光体の表面の移動方向に対して順方向となるように回転させつつ、感光体の表面に接触させて、残留トナーを所定極性に帯電させ、次いで、ロール状の第２ファーブラシを感光体の表面に接触状態で所定の方向へ回転させ、第１ファーブラシにより所定極性に帯電された残留トナーを電気的に吸着して感光体から除去し、画像形成工程後、感光体の停止に先だって、第１ファーブラシを感光体の表面から退避させ、第１，第２ファーブラシ間にある残留トナーを第２ファーブラシにより除去した後に感光体の回転を停止するように構成したものである。
【００１０】
しかしながら、上記発明では、第１及び第２ファーブラシの体積抵抗値が記載（規定）されていないため、残留トナーが第１ファーブラシによって所定極性になっていない可能性がある。加えて、重合トナーよりも非静電的付着力の強い粉砕トナーを用いているため、第１ファーブラシの上部にトナーが固着する現象が発生するおそれがある。
【００１１】
＜特許文献２に記載された発明＞
特開平５−２８９５９３号公報に開示された「ブラシクリーニング装置」に係る発明は、感光体上の残留トナーを安定して除去することを目的とするものである。
【００１２】
そして、この目的達成のため、この発明では感光体と逆方向に回転しこの感光体上の残留トナーの極性を制御する第１のファーブラシローラと、この第１のファーブラシローラに接するフリッカーバーと、第１のファーブラシローラに電圧を印加する第１の電圧印加手段と、感光体と同方向に回転し感光体上の残留トナーを第１のファーブラシローラより下流側で除去する第２のファーブラシローラと、この第２のファーブラシローラに接するバイアスローラと、このバイアスローラに接するブレードと、このバイアスローラに電圧を印加する第２の電圧印加手段と、第１のファーブラシローラに流れる電流を測定する電流計とを備え、この電流計の測定値によって第１のファーブラシローラの印加電圧を調節するように構成されている。
【００１３】
しかしながら、従来の粉砕トナーは粒径分布が広く、微粉も多い。そのため、ファーブラシローラの汚れが多かった。それゆえ、上記発明のような制御を行う必要があった。また、この発明では少なくとも転写及び分離手段にコロナチャージャーを用いているため、トナーの帯電量ばらつきが多く、オゾンが発生するという不具合があった。
【００１４】
ところで従来、電子写真方式における画像形成装置のクリーニング方法は、ブレードによるクリーニング方式が主であり、ブレードのみのクリーニング手段を有する画像形成装置が多数存在した。また、高速機においては、部分的に多量のトナーが付着した状態を避けるため、ブレードの上流側にブラシを設けたものも存在する。
【００１５】
しかしながら、上記のようなクリーニング方法・手段では、最近開発された円形度０．９０以上、特に０．９６以上１．００未満の球形（重合）トナーがクリーニング（除去）できないという不具合があった。ただし、短寿命の画像形成装置では、トナー及びブレードに工夫を施すことでクリーニング可能なものもある。また、前記球形（重合）トナーは転写率が高く、転写残トナーが少ないことから、専用のクリーニング手段を持たず、現像機がクリーニング機能を兼ねるような画像形成装置もある。
【００１６】
クリーニング手段の上流側（像担持体に関して）に設ける極性制御手段は、古い画像形成装置では見かけられたが、最近はほとんど見かけられない。その理由の一つには、クリーニング手段の技術が向上して極性制御手段が必要無くなったことと、コストダウンのためである。前述のブレードの上流側にブラシを設けたものの中には、電圧を印加することで極性制御手段を兼ねるようにしたものもあるが、数は少ない。ただし、前述したクリーニング手段を持たない画像形成装置においては、極性制御手段を持つものが多い。
【００１７】
【特許文献１】
特開平５−２８１８８２号公報
【特許文献２】
特開平５−２８９５９３号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従来技術の上記問題点に鑑みなされたもので、その第１の目的は、像担持体上に残ったトナーが帯電手段に付着したり、露光手段の露光光を遮断したりする不具合を抑制するとともに、異常画像の発生を防止することにある。すなわち、転写残トナーの帯電極性が現像時の帯電極性と異なっていても、極性制御手段により、転写残トナーの帯電極性を現像時の帯電極性と同じにして、その下流側（像担持体に関して）にある静電的クリーニング部材で転写残トナーを容易に除去することができるクリーニング装置を提供することにある。
本発明の第２の目的は、このようなクリーニング装置を備えたプロセスカートリッジを提供することにあり、第３の目的は、このようなクリーニング装置を備えた電子写真方式の画像形成装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的達成のため、請求項１に係る発明は、電子写真方式の画像形成装置に配備されるクリーニング装置であって、像担持体上の転写残トナーを除去する静電的クリーニング部材を備えたものにおいて、前記静電的クリーニング部材の上流側（上流側とは、像担持体に関して上流側を意味する。以下同じ。）に、体積抵抗値がＥ＋２〜Ｅ＋７Ωｃｍの極性制御手段を設け、前記転写残トナーの極性を、前記極性制御手段により現像時のそれと同一にすることを特徴とするクリーニング装置である。
【００２０】
請求項１の発明では、静電的クリーニング部材の上流側に、上記所定構成の極性制御手段を配置し、転写残トナーの極性を現像時と同極性にするようにしたので、静電的クリーニング部材で前記転写残トナーを的確に除去（クリーニング）することができる。これにより上記不具合が防止でき、かつ、異常画像の発生を抑制することができる。
【００２１】
請求項２に係る発明は、前記静電的クリーニング部材の体積抵抗値が、Ｅ＋５〜Ｅ＋１０Ωｃｍであることを特徴とする請求項１に記載のクリーニング装置である。請求項１の発明では、静電的クリーニング部材の体積抵抗値が低い場合は、該クリーニング部材に付着したトナーが電荷注入されて、像担持体に再付着することがある。これに対し請求項２の発明では、静電的クリーニング部材および極性制御手段の体積抵抗値をそれぞれ上記範囲に限定することで各々の機能を分離したので、本発明の効果が高まる。
【００２２】
請求項３に係る発明は、前記静電的クリーニング部材がファーブラシであり、前記極性制御手段が固定ブラシ形状のもの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である。請求項１の静電的クリーニング部材が固定部材の場合は、汚れにより耐久性が持たないという不具合がある。したがって、回転可能なファーブラシ形状が好ましい。また、極性制御手段としては、コロナチャージャ等も使用できるが、オゾンが発生するという不具合がある。これに対し請求項３の発明では、静電的クリーニング部材をファーブラシとしたので、その長寿命化と、オゾンレスとを図ることができる。
【００２３】
請求項４に係る発明は、前記静電的クリーニング部材がファーブラシであり、前記極性制御手段がブラシローラ形状のものであることを特徴とする１または２に記載のクリーニング装置である。請求項３の発明では、極性制御手段が固定ブラシ形状のものであるため、これが短寿命になることがある。これに対し請求項４の発明では、極性制御手段をブラシローラ形状にしたので、その長寿命化が実現される。
【００２４】
請求項５に係る発明は、前記静電的クリーニング部材がファーブラシであり、前記極性制御手段が当該クリーニング装置の内部に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のクリーニング装置である。極性制御手段をクリーニング装置の外部に配置すると、トナー飛散やトナー落ちが発生することがある。これに対し請求項５の発明では、極性制御手段をクリーニング装置内に配置したので、トナー飛散やトナー落ちによる画像劣化を防止することができる。
【００２５】
請求項６に係る発明は、前記極性制御手段が、ブラシローラ形状のものであることを特徴とする請求項５に記載のクリーニング装置である。極性制御手段をクリーニング装置の外部に配置するとトナー飛散やトナー落ちが発生することがある。また、極性制御手段が固定ブラシである場合には、その寿命が短くなることがある。これに対し請求項６の発明では、極性制御手段をブラシローラ形状としてクリーニング装置内に配置したので、トナー飛散やトナー落ちによる画像劣化が防止できるうえ、極性制御手段の長寿命化を図ることができる。
【００２６】
請求項７に係る発明は、前記ブラシローラ形状の極性制御手段の回転方向が像担持体の回転方向と逆向きであり、かつ該像担持体と接する位置での、前記極性制御手段の像担持体に対する回転周速比が０．７以上、１．３以下であることを特徴とする請求項４または６に記載のクリーニング装置である。極性制御手段の回転方向が像担持体と同じ方向の場合、極性制御手段が像担持体の残トナーを掻き落す方向となり、電荷注入が不充分になったり、電荷注入がされなかったりする不具合が発生することがある。加えて、極性制御手段の回転方向が像担持体と逆方向であっても、これらの速度差が大きいと同様の不具合が発生する場合がある。これに対し請求項７の発明では、トナーに電荷を注入することで上記不具合を防止して、良好なクリーニング状態を維持することができる。
【００２７】
請求項８に係る発明は、前記静電的クリーニング部材に印加する電圧が現像時のトナーの帯電極性と逆極性であり、前記極性制御手段に印加する電圧がトナーの帯電極性と同極性であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のクリーニング装置である。請求項８の発明によれば、請求項１〜７の発明による作用効果を更に高めることができる。
【００２８】
請求項９に係る発明は、前記極性制御手段に印加する電圧が、トナーの帯電極性と同極性の直流電圧と、該直流電圧に重畳した交流電圧（重畳電圧）であり、該重畳電圧のピークがトナーの帯電極性と異ならない範囲の電圧であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のクリーニング装置である。極性制御手段に印加する重畳電圧のピークがトナーの帯電極性と異なると、電荷注入によりトナーが逆極性になる場合が発生し、クリーニングできないことがある。これに対し請求項９の発明では、トナーの帯電極性が逆転しないので上記不具合が防止され、静電的クリーニング部材でトナーを除去することができる。
【００２９】
請求項１０に係る発明は、前記静電的クリーニング部材としてのファーブラシのブラシ本体が、導電性材料からなる部材を高抵抗材料または絶縁性材料で被覆した構造のものであり、前記極性制御手段としてのファーブラシのブラシ本体が、高抵抗材料または絶縁性材料からなる部材を導電性材料で被覆した構造のものであるか、または高抵抗材料または絶縁性材料中に導電性材料の微粒子を分散させた構造のものであることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載のクリーニング装置である。
【００３０】
従来の、静電的クリーニング部材としてのファーブラシを構成するブラシ本体は、ブラシ全体の体積抵抗値が高いものの、外側が導電性であるため、トナーに電荷を注入することになり、トナーの帯電量ひいては帯電極性を変化させてしまう不具合があった。また従来の、絶縁性材料中に導電性材料の微粒子を分散させたファーブラシでは、導電性物質の均一拡散が困難であり、各々のブラシ抵抗値にばらつきが発生し、クリーニング性能が安定しないという不具合があった。これに対し請求項１０の発明では、上記のような不具合を防止して良好なクリーニング性能を発揮することができるため、画像劣化を抑えることが可能となる。
【００３１】
請求項１１に係る発明は、当該クリーニング装置が、円形度０．９６以上の球形トナーを除去するためのものであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のクリーニング装置である。粉砕トナーは、円形度に優れる重合トナーと比較して粒径分布が広く、かつ帯電量分布も広い。加えて、帯電極性が逆極性あるいは未帯電の粉砕トナーが含まれ、転写残トナーも多いという不具合がある。このため、静電的クリーニング部材で粉砕トナーを除去するのは容易でない。これに対し請求項１１の発明では、球形トナーを除去するためのものであることから、容易に除去可能となってクリーニング部材および極性制御手段が負荷が軽減され、その長寿命化を図ることができる。
【００３２】
上記第２の目的を達成するため、請求項１２に係る発明は、少なくとも像担持体と、請求項１〜１１のいずれかに記載のクリーニング装置とを備え、かつ帯電手段及び／又は現像手段を備えているとともに、画像形成装置本体に着脱自在であることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００３３】
画像形成装置では、像担持体とクリーニング装置が一体構造となっていないと操作性が悪いという不具合がある。これに対し請求項１２の発明では、像担持体とクリーニング装置を一体的に組み合わせることで、操作性が向上する。また、請求項１２の発明では、請求項１〜１１のいずれかに記載のクリーニング装置を備えたプロセスカートリッジとしたので、それぞれの請求項に係る発明による作用効果が得られる。
【００３４】
上記第３の目的を達成するため、請求項１３に係る発明は、請求項１〜１１のいずれかに記載のクリーニング装置を備えたことを特徴とする画像形成装置である。したがって、この発明によれば、上記クリーニング装置による作用効果が得られる。
【００３５】
請求項１４に係る発明は、請求項１２に記載のプロセスカートリッジを着脱自在に備えたことを特徴とする画像形成装置である。したがって、この発明によれば、上記プロセスカートリッジによる作用効果が得られる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、電子写真方式の画像形成装置（複写機）に本発明を適用した実施の形態について、図面をもとに説明する。
第１の実施の形態
図１は画像形成装置の全体構造を示す概略断面図である。ここに示した画像形成装置１は、画像形成装置本体内に配置された像担持体２を有している。この像担持体２は円筒状の導電性ベースの外周面に感光層を有するドラム状の感光体により構成されているが、複数のローラに巻き掛けられて回転駆動される無端ベルト状の像担持体を用いることもできる。加えて、本発明のクリーニング手段を備えたプロセスカートリッジを有する構造としても構わない。
【００３７】
図１に示した像担持体２は、画像形成動作時に図１において時計方向に回転駆動され、このとき像担持体２が帯電手段３によって所定の極性に帯電される。帯電手段３によって帯電された像担持体２には、露光手段４の一例であるレーザ書き込みユニットから出射する光変調されたレーザ光が照射され、これによって像担持体２に静電潜像が形成される。図示した例では、レーザ光が照射された像担持体表面部分の電位の絶対値が低下して、ここが静電潜像（画像部）となり、レーザ光が照射されずに電位の絶対値が高く保たれた部分が地肌部となる。次いで、この静電潜像は、現像手段５を通るとき、所定の極性に帯電されたトナーによって、トナー像として可視像化される。なお、露光手段４としては、ＬＥＤアレイを有するものや、原稿面を照明してその原稿画像を像担持体上に結像するものなどを用いることもできる。
【００３８】
一方、給紙手段１７から、例えば記録紙（転写紙）よりなる転写材Ｐが送り出され、像担持体２に対置された転写手段６と像担持体２との間に、その転写材Ｐが所定のタイミングで送り込まれる。このとき像担持体２上に形成されたトナー像が転写材Ｐ上に静電的に転写される。トナー像を転写された転写材Ｐは、引き続き定着手段１０を通り、このとき熱と圧力の作用によってトナー像が転写材上に定着される。定着手段１０を通った転写材は排紙部に排出される。転写材に転写されずに像担持体２表面に残された転写残トナーは、クリーニング装置７によって除去される。
【００３９】
図１に示した現像手段５は、乾式の現像剤を収容した現像ケース５ａと、その現像剤を担持しながら搬送する現像ローラ５ｂを有している。現像剤としては、例えばトナーとキャリアを有する乾式の二成分系現像剤や、キャリアを有さない一成分系現像剤を用いることができる。また、液状の現像剤を用いる現像手段を採用することもできる。
【００４０】
そして、上記二成分系現像剤を用いる場合には、以下の工程で現像が行われる。すなわち、現像ローラ５ｂが回転駆動され、このとき現像ローラ５ｂの周面に現像剤が担持されて搬送され、現像ローラ５ｂと像担持体２の間の現像領域に運ばれた現像剤中のトナーが静電潜像に静電的に移行して、その静電潜像がトナー像として可視像化される。
【００４１】
また、図１に示した転写手段６は、像担持体２上のトナーの帯電極性と逆極性の転写電圧が印加される転写ローラにより構成されているが、転写ブラシ、転写ブレード或いはコロナワイヤを有するコロナ放電器よりなる転写手段などを用いることもできる。また、像担持体２上のトナー像を、最終記録媒体としての転写材に直ちに転写する代りに、像担持体上のトナー像を、中間転写体よりなる転写材上に転写し、そのトナー像を最終記録媒体に転写するように構成することもできる。
【００４２】
また、図１に示したクリーニング装置７は、クリーニングケース７Ａ内に回転自在に支持された、ファーブラシと呼ばれるクリーニングブラシを２本設けて構成されている。このクリーニングケース７Ａ内に回転自在に支持された上流側の第１ファーブラシ１３ａは、像担持体２の表面に当接してトナーの帯電極性を制御する極性制御手段であり、下流側に設けられた第２ファーブラシ１３ｂは像担持体２の表面に当接して、その表面に付着する転写残トナーを清掃する。第１ファーブラシ１３ａも、トナーの帯電極性を制御するだけでなく、像担持体２表面を清掃する機能を有している。
【００４３】
上述のように、本実施の形態の画像形成装置１は、像担持体２と、これを帯電する帯電手段３と、この帯電手段３により帯電された像担持体２を露光して静電潜像を形成する露光手段４と、この静電潜像をトナー像として可視像化する現像手段５と、そのトナー像を転写材Ｐに転写する転写手段６と、トナー像転写後に像担持体２表面に付着する転写残トナーを除去するクリーニング装置７とを有している。
【００４４】
第２の実施の形態
図２は、本実施の形態に係るカラー画像形成装置の要部構造を示す説明図である。像担持体２周辺の基本的な構成は図１と同じであるが、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナーに応じた画像形成部を有し、中間転写ベルト２７上に各トナー画像を重ね合せて紙転写部２８で記録紙Ｐに転写する構成を示している。ただし、上記中間転写ベルト２７が無く、記録紙に直接転写する構成でも構わない。
【００４５】
第３の実施の形態
図３は、本発明に係るクリーニング装置７を構成するファーブラシのブラシ本体、つまりブラシ繊維（植毛）の構造を示す模式的斜視図である。ただし、上記第１ファーブラシ１３ａと第２ファーブラシ１３ｂとでは、使用するブラシ本体の構造が異なり、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すブラシ本体１３−１，１３−２は、第１ファーブラシ１３ａに使用し、図３（ｃ）に示すブラシ本体１３−３は、第２ファーブラシ１３ｂに使用する。
【００４６】
具体的には、図３（ａ）に示すブラシ本体１３−１は外部導電被覆型のもので、ポリアミド樹脂からなる芯２２を、導電性物質からなる鞘２１で被覆した構造となっている（鞘−芯構造）。また、図３（ｂ）のブラシ本体１３−２は分散型のもので、アクリル樹脂２３中に導電性物質の微粒子２１を分散配合した構造となっている。
【００４７】
さらに、図３（ｃ）のブラシ本体１３−３は外部絶縁被覆型もので、１２０度の角度で折り曲げた板状の導電性物質２１ｂを、絶縁性物質であるポリエステル樹脂２４で被覆した構造となっている。なお、図３（ｃ）の構造に替えて、例えば円柱状の導電性物質を他の絶縁性物質（または高抵抗物質）で被覆した構造とすることもできる。また、ブラシ本体の材質としては、通常のブラシに使用される材料であれば何ら問題はなく、上記樹脂材料に替えて、他の樹脂材料を用いることもできる。
【００４８】
上記第１ファーブラシ１３ａと第２ファーブラシ１３ｂとで、使用するブラシ本体の構造が異なる理由は、第１ファーブラシはトナーに電荷注入を行うものであり、導電性物質がブラシ表面に露出していた方が、電荷注入効果が高いためである。第２ファーブラシはこれと逆で、電荷注入するとトナーの極性が変わり、ファーブラシが１回転した時にファーブラシ上に残っているトナーが像担持体に再付着する不具合があるため、図３（ｃ）のように絶縁性物質または高抵抗物質で覆われているブラシが好ましい。
【００４９】
第１ファーブラシに使用する図３（ａ）または（ｂ）に示すブラシの体積抵抗値は、Ｅ＋２〜Ｅ＋７Ωｃｍ（１０^２〜１０^７ Ωｃｍ）が好ましく、より好ましくはＥ＋３〜Ｅ＋５Ωｃｍ（１０^３〜１０^５Ωｃｍ）である。また、第２ファーブラシに使用する図３（ｃ）のブラシの体積抵抗値は、Ｅ＋５〜Ｅ＋１０Ωｃｍ（１０^５〜１０^１０Ωｃｍ）が好ましく、より好ましくは、Ｅ＋６〜Ｅ＋９Ωｃｍ（１０^６〜１０^９ Ωｃｍ）である。
【００５０】
第４の実施の形態
図４は、本実施の形態に係る画像形成装置の要部であるクリーニング装置の近傍構造を示す説明図である。本実施の形態は、極性制御手段３５−１としてファブラシ（第１ファーブラシ）を、クリーニング装置７の上流側（このクリーニング装置の外部）に配備したものである。この場合、ファーブラシ１３Ａは第２ファーブラシとなる。
【００５１】
第５の実施の形態
図５は、本実施の形態に係る画像形成装置の要部であるクリーニング装置の近傍構造を示す説明図である。本実施の形態は、極性制御手段３５−２としてファーブラシ（第１ファーブラシ）を、クリーニング装置７の内部に配備したものである。この場合も、ファーブラシ１３Ａは第２ファーブラシとなる。なお、符号３７はフリッカーバーである。
【００５２】
第６の実施の形態
図６は、本実施の形態に係る画像形成装置の要部であるクリーニング装置の近傍構造を示す説明図である。本実施の形態は、極性制御手段３５−３として固定ブラシを、像担持体２に関してクリーニング装置７の上流側（このクリーニング装置の外部）に配備したものである。
【００５３】
第７の実施の形態
図７は、本実施の形態に係る画像形成装置の要部であるクリーニング装置の近傍構造を示す説明図である。本実施の形態は、極性制御手段３５−４として固定ブラシを、クリーニング装置７の内部に設けたものである。
なお、図４〜図７の実施の形態において、上記極性制御手段以外の部材、例えばファーブラシ１３Ａやスクレーパ３２等の構造は同一である。
【００５４】
つぎに、上記各実施の形態について、さらに詳細に説明する。図６および図７の固定ブラシ（極性制御手段）の場合は、トナー等がこのブラシに付着することにより汚れ、トナーに電荷が注入され難くなり易いので、長寿命の画像形成装置においては、非作像時に逆極性の電圧を印加する等のクリーニングモードが必要になったり、定電流制御にして汚れの影響を受け難くしたり等の対策が必要である。
【００５５】
図４および図５の第２ファーブラシ１３Ａでは、上記固定ブラシよりも長寿命化が図れるが、より長寿命化を狙うためには、固定ブラシの場合と同様の汚れ対策が必要である。図５では上記トナー等による汚れ対策のために、フリッカーバー３７を設けている。
【００５６】
図４のような構造であれば、クリーニング装置７の下部には図示していないトナー飛散防止用のシートが設けてあるので、従来例として示した特許文献１（特開平５−２８１８８２号公報）に記載のものと違って第１、第２ファーブラシ間にトナーが残ることは無い。したがって、この特許文献に示されたような制御をする必要が無い。
【００５７】
本発明者の実験では、図５に示す構造の場合も、上記特許文献１に係る発明の不具合について説明したように、付着力の弱い重合トナーを用いたときには、トナー溜まりは起こらなかった。しかしながら、重合トナーの種類は多く、外添剤の量によってもトナーの付着力は変わってくるため、対策が必要である。以下にこの対策について説明する。
【００５８】
図５において作像終了後、第１ファーブラシ３５−２（極性制御手段）を像担持体２と同じ回転方向に回転させ、第２ファーブラシ１３Ａを像担持体２と逆の回転方向に回転させる。この場合、第１、第２ファーブラシの回転数は、好ましくは５回転以上とする。こうすることで、第２ファーブラシ１３Ａから落下してくるトナーが無くなり、かつ像担持体２上に付着しているトナー溜まりは第１ファーブラシ３５−２で除去される。本発明者が粉砕トナーを用いて上記方法で実験した結果、付着トナーが無くなったことが確認された。
【００５９】
第８の実施の形態
図８は、本実施の形態に係る画像形成装置の要部であるクリーニング装置の近傍構造を示す説明図である。本実施の形態は、極性制御手段（固定ブラシ）３５−５に重畳電圧を印加するように構成したものである。極性制御手段には、このように直流電圧だけでなく、重畳電圧を印加しても構わない。ただし、重畳電圧のピークがトナーの帯電極性と異なるような電圧では、トナーが逆帯電してしまいファーブラシ１３Ａでトナーを除去できなくなるので、注意が必要である。なお、図８においてファーブラシ１３Ａに重畳電圧を印加しても良い。この場合も、重畳電圧のピークがトナーの帯電極性と同じとなるような電圧では、除去できないトナーが発生することがある。極性制御手段３５−５への印加電圧は、トナーの帯電極性と同じ極性で、絶対値１００Ｖ〜２０００Ｖ程度が好ましく、より好ましくは１００Ｖ〜２０００Ｖである。また、ファーブラシ１３Ａへの印加電圧は、トナーの帯電極性と逆極性で、絶対値１００Ｖ〜１０００Ｖ程度が好ましく、１００Ｖ〜６００Ｖがより好ましい。
【００６０】
第９の実施の形態
図９は、本発明のクリーニング装置を有するプロセスカートリッジの構造を示す概略説明図である。このプロセスカートリッジ５０は、像担持体（感光体）２、帯電手段３、現像手段５およびクリーニング装置７を一体構造として備えているが、この構造に替えて帯電手段３、現像手段５およびクリーニング装置７から選ばれた一つ、または二つと、感光体２との一体的組合せでプロセスカートリッジを構成しても良い。本発明では上記プロセスカートリッジを、複写機やプリンタ等の画像形成装置本体に対し着脱可能に構成する。
【００６１】
また、本実施の形態の作像ユニット（プロセスカートリッジ）５０では、本発明のクリーニング装置７以外にも、像担持体２に接触する接触部材が配備されている。すなわち、図９に示した帯電手段３では、帯電ローラが回転可能にユニットケースに組み付けられているとともに、現像手段５の現像ローラもケーシング内に組付けられている。そして、これら帯電ローラおよび現像ローラが、像担持体２に接触する接触部材となっている。これらの接触部材は、クリーニング装置７とは別々に画像形成装置本体に着脱できるように構成してもよいが、このようにすると、その接触部材の着脱時にこれらの部材が像担持体に接触したまま移動するので、その像担持体に大きな外力が加えられ、これによって像担持体が傷つく恐れがある。これに対し、図９のように上記接触部材も作像ユニットの要素にすれば、作像ユニットを画像形成装置本体に対して着脱するとき、ファーブラシよりなるクリーニング手段も共に着脱されるので、これらの部材が像担持体に対して相対的に動くことはないし、像担持体に対するファーブラシの接触量（ニップ幅）が変化することもない。
【００６２】
また、像担持体２が例えば粒径０．１μｍ以下のアルミナ粉などのフィラーを分散して表面層を形成した感光体、あるいは表面層をアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）で形成した感光体である場合には、その表面硬度が高められ、耐摩耗性が向上するので、その寿命を大きく伸ばすことが可能となる。
【００６３】
第１０の実施の形態
［球状（重合）トナーの製造方法］
本発明に係る円形度０．９６以上（１．００以下）のトナーを製造する方法としては、懸濁重合法、乳化凝集法、分散重合法、界面重合法、溶解懸濁法、転相乳化法等の湿式造粒による製造方法が挙げられる。溶融混練物の粉砕・分級によるトナーにおいても、トナーの加熱処理等により円形度の高いトナーを製造することが可能であるが、エネルギー効率の点で望ましくない。
【００６４】
上記湿式造粒法のうち、円形度の高いトナーが安定して得られる点、シャープな粒径分布が得られる点、トナーの帯電制御の点で懸濁重合法、分散重合法が優れている。また、溶解懸濁法には、トナーの低温定着性の点で有利なポリエステル樹脂が使用できる長所がある。以下、懸濁重合法、分散重合法、溶解懸濁法について詳述する。
【００６５】
＜懸濁重合法＞
後述の特定モノマーに対して、分散安定剤及び着色剤、さらに必要に応じて架橋剤や、荷電制御剤、離型剤等をボールミル等により均一に分散させた後、これに重合開始剤を加え、モノマー相を得る。このモノマー相と、あらかじめ撹拌して作製しておいた水系分散媒相を撹拌槽に入れ、ホモジナイザー等により攪拌し、得られた懸濁液を窒素置換後に加熱して重合反応を完了させることにより着色樹脂粒子が得られる。これを洗浄、乾燥することにより円形度の高いトナー粒子が得られる。
【００６６】
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。
すなわちスチレン、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、フッ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。
【００６７】
懸濁重合法では、単量体組成物中に、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。
【００６８】
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。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。
【００６９】
懸濁重合法における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、けいそう土、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。
【００７０】
懸濁重合法における重合開始剤は、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また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。
【００７１】
懸濁重合法においては、磁性体を含有する型の磁性トナーが可能である。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、も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。
【００７２】
＜分散重合法＞
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、これに前記親水性有機液体には溶解するが、生成する重合体は前記親水性有機液体にて膨潤されるか、あるいは殆ど溶解しない一種また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。また、予め目的とする粒径よりは小さく、粒度分布の狭い重合体粒子を利用して上述の系で成長させる反応も含まれる。成長反応に利用する単量体は、種粒子を製造したものと同じ単量体でも良く、また別の単量体でも良いが、重合体は親水性有機液体に溶解してはならない。
【００７３】
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。
【００７４】
これらの有機液体は単独で、もしくは二種以上の混合物して用いることができる。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。
【００７５】
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、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などの硫黄、窒素含有有機化合物類が挙げられる。なお、これらの有機液体に替えて、またはこれらの有機液体とともに水を使用することもできる。
【００７６】
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。
【００７７】
種粒子製造時、また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、アクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有するアクリル系単量体、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、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、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またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、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、また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またはその誘導体、また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、ジビニルベンゼンなどとの共重合体も使用可能である。
【００７８】
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。
【００７９】
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、マグネシウムなどの金属またはその合金（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さらに高めることができる。
【００８０】
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。
【００８１】
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、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などからなる単独また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。
【００８２】
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、これらは単独または混合物などで用いられる。
【００８３】
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。
【００８４】
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なわせるものに、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。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。
【００８５】
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。
【００８６】
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、一種また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。もし、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。
【００８７】
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。
【００８８】
分散重合法における染着は次のようなものである。すなわち、樹脂粒子を溶解せしめない有機溶媒中に樹脂粒子を分散し、この前また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。
【００８９】
本明細書において溶解度は、２５℃の温度で測定されたものと定義される。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。
【００９０】
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。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。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。
【００９１】
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。
Ｃ．Ｉ．ＳＯＬＶＥＮＴＹＥＬＬＯＷ（６，９，１７，３１，３５，１，１０２，１０３，１０５）
Ｃ．Ｉ．ＳＯＬＶＥＮＴＯＲＡＮＧＥ（２，７，１３，１４，６６）
Ｃ．Ｉ．ＳＯＬＶＥＮＴＲＥＤ（５，１６，１７，１８，１９，２２，２３，１４３，１４５，１４６，１４９，１５０，１５１，１５７，１５８）
Ｃ．Ｉ．ＳＯＬＶＥＮＴＶＩＯＬＥＴ（３１，３２，３３，３７）
Ｃ．Ｉ．ＳＯＬＶＥＮＴＢＬＵＥ（２２，６３，７８，８３〜８６，９１，９４，９５，１０４）
Ｃ．Ｉ．ＳＯＬＶＥＮＴＧＲＥＥＮ（２４，２５）
Ｃ．Ｉ．ＳＯＬＶＥＮＴＢＲＯＷＮ（３，９）など。
【００９２】
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。
【００９３】
染料を樹脂粒子に染着させるために用いる染着用有機溶媒としては、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。
【００９４】
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。
【００９５】
＜溶解懸濁法＞
次に、溶解懸濁法により球状トナー粒子を製造する方法について述べる。溶解懸濁法は樹脂を溶媒に溶解して油相を作成し、水系媒体から成る水相中で乳化した後に、乳化分散体中の溶媒を除去して樹脂粒子を得る方法である。
【００９６】
水系媒体としては、水単独でもよいが、水と混和可能な溶剤を併用することもできる。混和可能な溶剤としては、アルコール（メタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなど）、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類（メチルセルソルブなど）、低級ケトン類（アセトン、メチルエチルケトンなど）などが挙げられる。
【００９７】
用いる樹脂としては、ポリスチレン、ポリｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体；スチレン−ｐ−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−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体；ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族叉は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用することができる。
【００９８】
油相作製に使用可能な溶剤としては、沸点が１００℃未満の揮発性であることが除去が容易である点から好ましい。該溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、１，１，２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは２種以上組合せて用いることができる。特に、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、１，２−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。トナー組成物１００部に対する溶剤の使用量は、通常１０〜９００部である。油相作成は、他のトナー組成物である着色剤（又は着色剤マスターバッチ）、離型剤、荷電制御剤を、水系媒体中で分散体を形成させる際に同時に添加して、混合してもよいが、あらかじめ油相中に混合する方がより好ましい。
【００９９】
また、着色剤、離型剤、荷電制御剤などの他のトナー原料は、必ずしも、水系媒体中で粒子を形成させる時に混合しておく必要はなく、粒子を形成せしめた後、添加してもよい。たとえば、着色剤を含まない粒子を形成させた後、公知の染着の方法で着色剤を添加することもできる。
【０１００】
油相と水相の分散には通常の攪拌による混合機が全て使用可能であるが、より好ましくは、高速回転体とステータを有すホモジナイザー、高圧ホモジナイザーの他ボールミル、ビーズミル、サンドミルといったメディアを用いた分散機などが用いられる。
【０１０１】
分散の方法としては、特に限定されるものではないが低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波などの公知の設備が適用できる。分散体の粒径を２〜２０μｍにするために高速せん断式が好ましい。回転羽根を有する乳化機としては、特に限定されるものではなく、乳化機、分散機として一般に市販されているものであれば使用することができる。例えば、ウルトラタラックス（ＩＫＡ社製）、ポリトロン（キネマティカ社製）、ＴＫオートホモミクサー（特殊機化工業（株）製）、エバラマイルダー（荏原製作所（株）製）、ＴＫパイプラインホモミクサー、ＴＫホモミックラインフロー（特殊機化工業（株）製）、コロイドミル（神鋼パンテック社製）、スラッシャー、トリゴナル湿式微粉砕機（三井三池化工機（株）製）、キャビトロン（ユーロテック社製）、ファインフローミル（太平洋機工（株）製）等の連続式乳化機、クレアミックス（エムテクニック社製）、フィルミックス（特殊機化工業（株）製）等のバッチまたは連続両用乳化機等が挙げられる。
【０１０２】
高速せん断式分散機を使用した場合、回転速度は特に限定はないが、通常１０００〜３００００ｒｐｍ、好ましくは５０００〜２００００ｒｐｍである。分散時間は特に限定はないが、バッチ方式の場合は、通常０．１〜５分である。分散時の温度としては、通常、０〜１５０℃（加圧下）、好ましくは１０〜９８℃である。高温の条件の法が分散体の粘度が適度に低くなり、分散が容易な点で好ましい。
【０１０３】
溶解懸濁法では、分散した油相を安定化させる目的で、あらかじめ水系媒体に固体微粒子を分散する方法が用いられる。さらに、固体微粒子分散剤の液滴への吸着性を調整するために、その他の分散剤を併用することができる。その他の分散剤は、トナー組成物を乳化する前や乳化後揮発成分を除去する時などに添加できる。
【０１０４】
（固体微粒子分散剤）
固体微粒子分散剤は、水系媒体中で水に難溶の固体状で存在するものであり、平均粒径が０．０１から１μｍの微粒子のものが好ましい。
【０１０５】
無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。さらに好ましくはリン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、コロイド状酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイトなども用いる事が出来る。特に水中でリン酸ナトリウムと塩化カルシウムを塩基性下反応させて合成したヒドロキシアパタイトが好ましい。
【０１０６】
有機物の固体微粒子分散剤としては、低分子有機化合物の微結晶や高分子系微粒子たとえばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。
【０１０７】
なお、固体微粒子分散剤としてリン酸カルシウム塩などの酸、カルボキシル基を有する（メタ）アクリル酸と共重合された高分子微粒子など、アルカリに溶解可能なものを用いた場合は、塩酸や水酸化ナトリウム等の酸塩基により、固体微粒子分散剤を溶解した後、水洗するなどの方法によって、形状が調整されたトナー粒子から固体微粒子分散剤を除去する。その他酵素による分解などの操作によっても除去できる。
【０１０８】
（その他、乳化時併用の、または乳化後に加える分散剤）
これらの分散剤としては、例えばアルキルベンゼンスルホン酸塩、αーオレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどの陰イオン界面活性荊、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの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、ドデシルジ（アミノエチル）グリシン、ジ（オクチルアミノエチル）グリシンやＮーアルキルーＮ，Ｎージメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
【０１０９】
また、フルオロアルキル基を有する界面活性剤を用いることにより、非常に少量でその効果をあげることができる。好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数２〜１０のフルオロアルキルカルボン酸及ぴその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、３−［オメガーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１１）オキシ〕−１−アルキル（Ｃ３〜Ｃ４）スルホン酸ナトリウム、３−［オメガ−フルオロアルカノイル（Ｃ６〜Ｃ８）−Ｎーエチルアミノ］−１−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル（Ｃ１１〜Ｃ２０）カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸（Ｃ７〜Ｃ１３）及びその金属塩、パーフルオロアルキル（Ｃ４〜Ｃ１２）スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、Ｎ−プロピル−Ｎ−（２ヒドロキシエチル）パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）−Ｎ−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１６）エチルリン酸エステルなどが挙げられる，
【０１１０】
商品名としては、サーフロンＳ−１１１、Ｓ−１１２、Ｓ−１１３（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−９３、ＦＣ−９５、ＦＣ−９８、ＦＣ−ｌ２９（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−１０１、ＤＳ−ｌ０２（タイキン工莱社製）、メガファックＦ−ｌｌ０、Ｆ−ｌ２０、Ｆ−１１３、Ｆ−１９１、Ｆ−８１２、Ｆ−８３３（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−１０２、ｌ０３、１０４、１０５、１１２、１２３Ａ、１２３Ｂ、３０６Ａ、５０１、２０１、２０４、（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−１００、Ｆ−１５０（ネオス社製）などが挙げられる。
【０１１１】
また、カチオン界面活性剤としては、フルオロアルキル基を右する脂肪族一級、二級もしくは二級アミン酸、パーフルオロアルキル（Ｃ６〜Ｃ１０）スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩などの脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、商品名としてはサーフロンＳ−ｌ２１（旭硝子社製）、フロラードＦＣ−１３５（住友３Ｍ社製）、ユニダインＤＳ−２０２（ダイキンエ業杜製）、メガファックＦ−１５０、Ｆ−８２４（大日本インキ社製）、エクトップＥＦ−ｌ３２（トーケムプロダクツ社製）、フタージェントＦ−３００（ネオス社製）などが挙げられる。
【０１１２】
また、高分子系保護コロイドにより分散液滴の安定化を調節しても良い。例えばアクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、あるいは水酸基を含有する（メタ）アクリル系単量体、例えばアクリル酸β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸β−ヒドロキシエチル、アクリル酸β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸３−クロロ２−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸３−クロロ−２−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、Ｎ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミドなど、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、例えばビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルなど、またはビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルなど、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどの酸クロライド類、ピニルビリジン、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、またはその複素環を有するものなどのホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルなどのポリオキシエチレン系、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース類などが使用できる。
【０１１３】
分散剤を使用した場合には、該分散剤がトナー粒子表面に残存したままとすることもできるが、反応後、洗浄除去するほうがトナーの帯電面から好ましい。また、得られた乳化分散体から有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に昇温し、液滴中の有機溶媒を完全に蒸発除去する方法を採用することができる。あるいはまた、乳化分散体を乾燥雰囲気中に噴霧して、液滴中の非水溶性有機溶媒を完全に除去してトナー微粒子を形成し、併せて水系分散剤を蒸発除去することも可能である。乳化分散体が噴霧される乾燥雰囲気としては空気、窒素、炭酸ガス、燃焼ガス等を加熱した気体、特に使用される最高沸点溶媒の沸点以上の温度に加熱された各種気流が一般に用いられる。スプレイドライアー、ベルトドライアー、ロータリーキルンなど、短時間の処理で十分目的とする品質が得られる。
【０１１４】
溶解懸濁法では、通常乳化した油滴の表面に固体微粒子が付着し液滴を球状で安定化するが、揮発成分が除去されていく過程で、液滴の体積は減少していくが固体微粒子はそのまま付着して残り、液滴の表面積の減少は遅く、体積の減少に追いつかずに球体を維持できずに不定形化することがある。
【０１１５】
溶解懸濁法において、円形度の高い球形のトナーを得るには、トナー揮発成分を除去する際に固体微粒子の界面での吸着力を弱め、液滴からの脱離を促進し、球体を維持しながら粒子化する必要がある。例えば界面活性剤や高分子保護コロイドを添加し、交換吸着させたり、水系媒体中のｐＨを調節することによって液滴表面と固体微粒子の荷電を変化させたりすることによって固体微粒子の界面での吸着力を弱めることができる。
【０１１６】
（粉砕トナーの球形化処理）
粉砕・分級法によるトナーはそのままでは不定形で、粉砕処理に用いる粉砕方法にもよるが、円形度は０．９３０〜０．９５０であり、本発明の円形度０．９６０〜０．９９８となることはないが、下記する機械的な球形化処理や、加熱処理により、円形度を高めることが可能であり、本発明の円形度０．９６０〜０．９９８のトナーを得ることができる。
【０１１７】
（１）機械的処理
例えば、特開平０９−０８５７４１号公報記載のターボミル（ターボ工業製）を用いた方法や、クリプトロン（川崎重工製）、Ｑ型ミキサー（三井鉱山製）、ハイブリダイザー（奈良機械製）、メカノフュージョン装置（ホソカワミクロン製等）で連続処理することにより、粉砕トナーの形状を球形化することが可能である。
【０１１８】
（２）加熱処理（乾式）
例えば、サーフュージョンシステム（日本ニューマチック工業）を用いて、１００〜３００℃の熱風でトナー粒子表面を半溶融させることで、粉砕トナーの形状を球形化することが可能である。
【０１１９】
（３）加熱処理（湿式）
粉砕法によって得られたトナーをトナーが可塑性を持つような温度（２００℃程度）の高温液体中に浸漬することによって、粉砕トナーの形状を球形化することが可能である。
【０１２０】
第１１の実施の形態
［荷電制御剤に関して］
本発明のトナーは、必要に応じて帯電制御剤を含有してもよい。帯電制御剤としては公知のものが全て使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、４級アンモニウム塩（フッ素変性４級アンモニウム塩を含む）、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロン０３、第四級アンモニウム塩のボントロンＰ−５１、含金属アゾ染料のボントロンＳ−３４、オキシナフトエ酸系金属錯体のＥ−８２、サリチル酸系金属錯体のＥ−８４、フェノール系縮合物のＥ−８９（以上、オリエント化学工業社製）、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のＴＰ−３０２、ＴＰ−４１５（以上、保土谷化学工業社製）、第四級アンモニウム塩のコピーチャージＰＳＹＶＰ２０３８、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーＰＲ、第四級アンモニウム塩のコピーチャージＮＥＧＶＰ２０３６、コピーチャージＮＸＶＰ４３４（以上、ヘキスト社製）、ＬＲＡ−９０１、ホウ素錯体であるＬＲ−１４７（日本カーリット社製）、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子化合物が挙げられる。
【０１２１】
水系媒体中でトナー粒子を製造する場合、イオン強度の制御と廃水汚染防止の観点から、水に溶解しにくい荷電制御剤が好ましい。
【０１２２】
本発明において荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部の範囲で用いられる。好ましくは、０．２〜５重量部の範囲がよい。１０重量部を越える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、主帯電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。これらの帯電制御剤、離型剤はマスターバッチ、樹脂とともに溶融混練することもできるし、もちろん有機溶剤に溶解、分散する際に加えても良い。
【０１２３】
第１２の実施の形態
［着色剤に関して］
着色剤としては公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローＳ、ハンザイエロー（１０Ｇ、５Ｇ、Ｇ）、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー（ＧＲ、Ａ、ＲＮ、Ｒ）、ピグメントイエローＬ、ベンジジンイエロー（Ｇ、ＧＲ）、パーマネントイエロー（ＮＣＧ）、バルカンファストイエロー（５Ｇ、Ｒ）、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローＢＧＬ、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド４Ｒ、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットＧ、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンＢＳ、パーマネントレッド（Ｆ２Ｒ、Ｆ４Ｒ、ＦＲＬ、ＦＲＬＬ、Ｆ４ＲＨ）、ファストスカーレトＶＤ、ベルカンファストルビンＢ、ブリリアントスカーレットＧ、リソールルビンＧＸ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、ブリリアントカーミン６Ｂ、ポグメントスカーレット３Ｂ、ボルドー５Ｂ、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーＦ２Ｋ、ヘリオボルドーＢＬ、ボルドー１０Ｂ、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、ローダミンレーキＹ、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドＢ、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー（ＲＳ、ＢＣ）、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンＢ、ナフトールグリーンＢ、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。使用量は一般に、バインダー樹脂１００重量部に対し０．１〜５０重量部である。
【０１２４】
本発明で用いる着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、先にあげた変性、未変性ポリエステル樹脂の他にポリスチレン、ポリｐ−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体；スチレン−ｐ−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−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体；ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族叉は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられ、単独あるいは混合して使用できる。
【０１２５】
上記マスターバッチは、マスターバッチ用の樹脂と着色剤とを高せん断力をかけて混合、混練してマスターバッチを得ることができる。この際着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を用いることができる。また、いわゆるフラッシング法と呼ばれる着色剤の水を含んだ水性ペーストを樹脂と有機溶剤とともに混合混練し、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶剤成分を除去する方法も着色剤のウエットケーキをそのまま用いることができるため乾燥する必要がなく、好ましく用いられる。混合混練するには３本ロールミル等の高せん断分散装置が好ましく用いられる。
【０１２６】
第１３の実施の形態
［離型剤に関して］
本発明に用いることができるワックスとしては、例えば固形のパラフィンワックス、マイクロワツクス、ライスワツクス、脂肪酸アミド系ワックス、脂肪酸系ワックス、脂肪族族モノケトン類、脂肪酸金属塩系ワックス、脂肪酸エステル系ワックス、部分ケン化脂肪酸エステル系ワックス、シリコーンワニス、高級アルコール、カルナウバワツクスなどを挙げることができる。また低分子量ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンなども用いることができる。前記ワックスは、その融点が４０〜１２０℃のものであり、特に５０〜１１０℃のものであることが好ましい。ワックスの融点が過大のときには低温での定着性が不足する場合があり、一方融点が過小のときには耐オフセツト性、耐久性が低下する場合がある。なおワックスの融点は、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）によって求めることができる。すなわち、数ｍｇの試料を一定の昇温速度、例えば（１０℃／ｍｉｎ）で加熟したときの融解ピーク値を融点とする。
【０１２７】
第１４の実施の形態
［外添剤の混合について］
トナーの流動性や保存性、現像性、転写性を高めるために、以上のようにして製造されたトナーに、さらに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、ジャケット等を装備して、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速度、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。
【０１２８】
（外添剤としての無機微粒子）
トナーの流動性や現像性、転写性、クリーニング性、帯電性を補助するための外添剤として、無機微粒子を用いることができる。この無機微粒子の一次粒子径は、０．０１〜２μｍであることが好ましい。また、ＢＥＴ法による比表面積は、２０〜５００ｍ^２／ｇであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの０．１〜１５重量％であることが好ましく、特に０．５〜１０重量％であることが好ましい。無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化
マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。
【０１２９】
（外添剤としての樹脂微粒子）
本発明においては、本発明の流動化剤とともに、樹脂微粒子を用いても良い。たとえばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。このような樹脂微粒子と併用することによってトナーの帯電性が強化でき、逆帯電のトナー粒子を減少させ、地肌汚れを低減することができる。添加量はトナーに対し０．０１から５重量％、好ましくは０．１から２重量％を用いることができる。
【０１３０】
第１５の実施の形態
［二成分現像剤用キャリア］
本発明のトナーを二成分系現像剤に用いる場合には、磁性キャリアと混合して用いれば良く、現像剤中のキャリアとトナーの含有比は、キャリア１００重量部に対してトナー１〜１０重量部が好ましい。磁性キャリアとしては、粒子径２０〜２００μｍ程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キャリアなど従来から公知のものが使用できる。
【０１３１】
また、被覆材料としては、アミノ系樹脂、例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等があげられる。またポリビニルおよびポリビニリデン系樹脂、例えばアクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂およびスチレンアクリル共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂およびポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ弗化ビニル樹脂、ポリ弗化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、弗化ビニリデンと弗化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンと弗化ビニリデンと非弗化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、およびシリコーン樹脂等が使用できる。
【０１３２】
また必要に応じて、導電粉等を被覆樹脂中に含有させてもよい。導電粉としては、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等が使用できる。これらの導電粉は、平均粒子径１μｍ以下のものが好ましい。平均粒子径が１μｍよりも大きくなると、電気抵抗の制御が困難になる。
【０１３３】
また、本発明のトナーはキャリアを使用しない一成分系の磁性トナー或いは、非磁性トナーとして用いることもできる。
【０１３４】
第１６の実施の形態
［トナー円形度測定方法］
本発明におけるトナーは、特定の形状を有することが重要であり、平均円形度が０．９５未満で、球形からあまりに離れた不定形の形状では、満足した転写性やチリのない高画質画像が得られない。なお、形状の計測方法としては粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、ＣＣＤカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この手法で得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値である平均円形度が０．９５以上のトナーが適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成するのに有効であることが判明した。より好ましくは、平均円形度が０．９６０から０．９９８である。この値はフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２０００（東亜医用電子株式会社製）により平均円形度として計測できる。
【０１３５】
具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水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ホン酸塩を０．１〜０．５ｍｌ加え、更に測定試料を０．１〜０．５ｇ程度加える。試料を分散した懸濁液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、分散液濃度を３０００〜１万個／μｌとして、前記装置でトナーの形状及び分布を測定することによって平均円形度が得られる。
【０１３６】
第１７の実施の形態
［トナー粒径測定方法］
トナーの平均粒径及び粒度分布の測定では、コールターマルチサイザーＩＩＩ（コールター社製）を用い、パーソナルコンピューター（ＩＢＭ社製）を接続し、専用解析ソフト（コールター社製）を用いてデータ解析した。Ｋｄ値は１０μｍの標準粒子を用いて設定し、アパーチャカレントはオートマティックの設定で行った。電解液は１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。その他に、ＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールターサイエンティフィックジャパン社製）が使用できる。測定法としては、前記電解水溶液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ホン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、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分間分散処理を行い、１００μｍアパーチャーチューブを用いて、２μｍ以上のトナー５万カウント測定して重量平均粒径を求めた。
【０１３７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明に係るクリーニング装置によれば、電子写真方式の画像形成装置において、像担持体上の転写残トナーを容易に除去することができるので、トナーが帯電手段に付着したり、露光手段の露光光を遮断したりする不具合を抑制するとともに、異常画像の発生を防止することができる。また、本発明によれば、このようなクリーニング装置を備えたプロセスカートリッジを提供することができる。さらに、本発明によれば、このようなクリーニング装置を備えた、高品質の画像形成装置を提供することが可能となる。以下、発明の効果を請求項別に説明する。
【０１３８】
請求項１の発明では、静電的クリーニング部材の上流側に、上記所定構成の極性制御手段を配置し、転写残トナーの極性を現像時と同極性にするようにしたので、静電的クリーニング部材で前記転写残トナーを的確に除去することができるため、トナーが帯電手段に付着したり、露光手段の露光光を遮断したりする不具合を抑制するとともに、異常画像の発生を防止することができる。また、請求項２の発明では、静電的クリーニング部材および極性制御手段の体積抵抗値をそれぞれ上記範囲に限定することで各々の機能を分離したので、本発明の効果が高まる。
【０１３９】
請求項３に係る発明では、静電的クリーニング部材をファーブラシとしたので、汚れに強くなうえ、その長寿命化とオゾンレスとを図ることができる。請求項４の発明では、極性制御手段をブラシローラ形状としたので、その長寿命化が実現される。請求項５の発明では、極性制御手段をクリーニング装置内に配置したので、トナー飛散やトナー落ちによる画像劣化を防止することができる。請求項６の発明では、極性制御手段をブラシローラ形状としてクリーニング装置内に配置したので、トナー飛散やトナー落ちによる画像劣化が防止できるうえ、極性制御手段の長寿命を図ることができる。
【０１４０】
請求項４，６の発明においては、極性制御手段の回転方向が像担持体と同じ方向の場合、極性制御手段が像担持体の残トナーを掻き落す方向となり、電荷注入が不充分になったり、電荷注入がされなかったりする不具合が発生することがある。加えて、極性制御手段の回転方向が像担持体と逆方向であっても、これらの速度差が大きいと同様の不具合が発生する場合がある。これに対し、請求項７の発明では、所定の構成としたので、トナーに電荷を注入することで上記不具合を防止して、良好なクリーニング状態を維持することができる。
【０１４１】
請求項８の発明では、請求項１〜７のいずれかにおいて、静電的クリーニング部材に印加する電圧を現像時のトナーの帯電極性と逆極性とし、極性制御手段に印加する電圧をトナーの帯電極性と同極性としたので、これら請求項１〜７による効果を更に高めることができる。
【０１４２】
請求項１〜８の発明においては、極性制御手段に印加する重畳電圧のピークがトナーの帯電極性と異なると、電荷注入によりトナーが逆極性になる場合が発生し、除去できないことがある。これに対し請求項９の発明では、所定の構成としたため、トナーの帯電極性が逆転しなくなるので上記不具合が防止され、静電的クリーニング部材でトナーを的確に除去することができる。
【０１４３】
従来の静電的クリーニング部材では、トナーの帯電量ひいては帯電極性を変化させてしまう不具合があったり、クリーニング性能が安定しなかったりする不具合があった。これに対し請求項１０の発明では、請求項３〜５の発明において所定の構成としたので、上記不具合が防止され、良好なクリーニング（トナー除去）性能を発揮することができるため、画像劣化を抑えることが可能となる。
【０１４４】
請求項１１の発明に係るクリーニング装置は、円形度０．９６以上の球形トナー（重合トナー）を使用する画像形成装置に配備されるものである。したがって、この画像形成装置では、このような円形度に優れる重合トナーにより、高品位の画像が得られるうえ、当該クリーニング装置による転写残トナーを、容易にクリーニングすることができて、クリーニング部材および極性制御手段への負荷が軽減され、その長寿命化を図ることができる。
【０１４５】
請求項１２の発明に係るプロセスカートリッジでは、請求項１〜１１のいずれかに係るクリーニング装置を備えているので、これらクリーニング装置による上記効果を得ることができる。
【０１４６】
請求項１３の発明に係る画像形成装置では、請求項１〜１１のいずれかに係るクリーニング装置を備えているので、これらクリーニング装置による上記効果が得られる。また、請求項１４の発明に係る画像形成装置では、請求項１２のプロセスカートリッジを着脱自在に備えているので、このプロセスカートリッジによる優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るもので、電子写真方式の画像形成装置（複写機）全体構造を示す概略断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る、カラー画像形成装置の要部構造を示す説明図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係るもので、クリーニング装置を構成する各種ファーブラシの、ブラシ本体（ブラシ繊維）の構造を示す模式的斜視図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係るもので、画像形成装置の要部であるクリーニング装置の近傍構造を示す説明図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態に係るもので、画像形成装置の要部であるクリーニング装置の近傍構造を示す説明図である。
【図６】本発明の第６の実施の形態に係るもので、画像形成装置の要部であるクリーニング装置の近傍構造を示す説明図である。
【図７】本発明の第７の実施の形態に係るもので、画像形成装置の要部であるクリーニング装置の近傍構造を示す説明図である。
【図８】本発明の第８の実施の形態に係るもので、画像形成装置の要部であるクリーニング装置の近傍構造を示す説明図である。
【図９】本発明の第９の実施の形態に係るもので、クリーニング手段を有するプロセスカートリッジの構造を示す概略説明図である。
【図１０】従来の一般的な白黒電子写真複写機の一例を示す要部説明図である。
【図１１】従来の一般的な白黒電子写真複写機の別例を示す要部説明図である。
【図１２】従来の、記録紙に直接転写を行うカラー画像用電子写真複写機の一例を示す要部説明図である。
【図１３】従来の一般的な白黒電子写真複写機における、クリーニング装置近傍の構成を示す説明である。
【符号の説明】
１：画像形成装置
２：像担持体（感光体）
３：帯電手段
４：露光手段
５：現像手段
５ａ：現像ケース
５ｂ：現像ローラ
６：転写手段
７：クリーニング装置
７Ａ：クリーニングケース
７ａ：クリーニングブレード
７ｂ：ファーブラシ（クリーニングブラシ）
８：除電手段
１０：定着手段
１１：定着ローラ
１２：加圧ローラ
１３：クリーニングブレード
１３Ａ：ファーブラシ（クリーニングブラシ）
１３Ｂ：クリーニングブレード
１３ａ：第１ファーブラシ
１３ｂ：第２ファーブラシ
１３−１：ブラシ本体（植毛）
１３−２：ブラシ本体（植毛）
１３−３：ブラシ本体（植毛）
１４：分離手段
１５：記録紙（転写材）
１６：搬送ベルト
１７：給紙手段
２０：電圧印加手段
２１：鞘
２１ａ：導電性物質の微粒子
２１ｂ：板状の導電性物質
２２：芯
２３：アクリル樹脂
２４：ポリエステル樹脂
２７：中間転写ベルト
２８：紙転写部
３０：転写残トナー
３１：回収ローラ
３２：スクレーパ
３３：回収コイル
３４：クリーナ電源
３５：極性制御手段（コロナ放電器）
３５−１：極性制御手段（ファーブラシ）
３５−２：極性制御手段（ファーブラシ）
３５−３：極性制御手段（固定ブラシ）
３５−４：極性制御手段（固定ブラシ）
３５−５：極性制御手段（固定ブラシ）
３６：極性制御電源
３７：フリッカーバー
５０：プロセスカートリッジ
Ｐ：記録紙（転写材）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cleaning device for an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, a printer, and the like, and more particularly, to an image forming apparatus including at least an image carrier and an electrostatic cleaning member for removing transfer residual toner on the image carrier. The present invention relates to a cleaning device in an apparatus. More specifically, the image bearing member has an electrostatic cleaning member and a polarity control unit, and controls the charge polarity of the transfer residual toner to the charge polarity at the time of development by the polarity control unit. The present invention relates to a cleaning device configured to remove the toner with a fur brush as a temporary cleaning member, a process cartridge including the cleaning device, and an image forming apparatus including the detachable cleaning cartridge. The field of application of the present invention is particularly applicable to color image forming apparatuses.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus, a blade has been used as a means for removing transfer residual toner on an image carrier. However, the conventional blade has a problem that the polymerized toner cannot be removed. Therefore, alternative means are being considered. One of them is electrostatic cleaning means. However, it is an essential condition that the electrostatic cleaning means has the same polarity of the transfer residual toner as that at the time of development. However, the toner may be charged by the transfer means to have the opposite polarity to that at the time of development. When the toner is charged to the opposite polarity as described above, the electrostatic cleaning unit cannot sufficiently remove the toner, and the toner remaining on the image carrier adheres to the charging unit, or the toner from the exposure unit may There is a problem that the exposure light is blocked. In addition, due to this problem, an abnormal image is generated.
[0003]
FIG. 10 is an explanatory view of a main part showing an example of a conventional general black-and-white electrophotographic copying machine. FIG. 11 is an explanatory view of a main part showing another example of a conventional general black-and-white electrophotographic copying machine. FIG. 12 is an explanatory view of a main portion showing an example of a conventional electrophotographic copying machine for color images which directly transfers to a recording sheet. In the copying machine of FIG. 10, a cleaning blade 7a is provided as the cleaning device 7. In the copying machine of FIG. 11, the cleaning device 7 includes a cleaning blade 7a and a fur brush (cleaning brush) 7b. Is provided.
[0004]
FIG. 13 is an explanatory view showing a configuration near the cleaning device 7 in a conventional general black-and-white electrophotographic copying machine. In this copying machine, the polarity of the untransferred toner 30 on the image carrier 2 is unified to the charged polarity at the time of development by the polarity control means 35 using a corona discharger (also referred to as a corona charger). The surface of the image carrier is also charged to the same polarity as the toner, and weakens the adhesive force between the toner and the image carrier. Thereafter, the transfer residual toner is collected by the fur brush 13A to which a voltage having a polarity opposite to that of the toner is applied, and the remaining toner is cleaned by the cleaning blade 13B. The toner on the fur brush 13A is collected by a collecting roller 31 to which a voltage is applied, scraped off by a scraper 32, sent to a waste toner container (not shown) by a collecting coil 33, or collected. It is sent to developing means (not shown) and reused. The same applies to the toner cleaned by the cleaning blade 13B.
[0005]
By the way, as the adhesive force between the toner and the image carrier, not only electrostatic force but also van der Waals force, which is a non-electrostatic adhesive force, acts. Often attached to. In FIG. 13, a voltage is applied to the fur brush 13A, but there is also a case where no voltage is applied.
[0006]
10 to 13, reference numeral 3 denotes a charging unit, 4 denotes an exposing unit, 5 denotes a developing unit, 6 denotes a transferring unit, 8 denotes a discharging unit, 10 denotes a fixing unit, and 11 denotes a fixing roller. , 12 a pressure roller, 14 a separating means, 15 a recording paper (transfer material), 16 a conveyor belt, 20 a voltage applying means, 34 a cleaner power supply, and 36 a polarity control power supply.
[0007]
Further, as an invention relating to a photoreceptor cleaning device for removing a residual toner on a photoreceptor, those disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 5-28882 (Patent Document 1) and 5-289593 (Patent Document 2) are disclosed. There is. Hereinafter, these inventions will be described.
[0008]
<Invention described in Patent Document 1>
The invention relating to the "photoconductor cleaning method and apparatus" disclosed in JP-A-5-281882 discloses a brush cleaning system in which the first fur brush charges the residual toner, and remains between the first and second fur brushes. The purpose is to prevent toner from sticking to the photoconductor.
[0009]
In order to achieve the above object, the present invention is a method for removing residual toner on a photoreceptor after transfer, comprising the steps of: applying a conductive, roll-shaped first fur brush applied with a voltage of a predetermined polarity to the photoreceptor; While rotating so as to be in the forward direction with respect to the direction of movement of the surface of the photoreceptor, the residual toner is charged to a predetermined polarity by contacting the surface of the photoreceptor, and then the second fur brush in the form of a roll is charged to the surface of the photoreceptor In a contact state, the toner is rotated in a predetermined direction by a first fur brush, and the residual toner charged to a predetermined polarity is electrically adsorbed and removed from the photoreceptor. The first fur brush is retracted from the surface of the photoreceptor, and the rotation of the photoreceptor is stopped after the residual toner between the first and second fur brushes is removed by the second fur brush.
[0010]
However, in the above invention, since the volume resistance values of the first and second fur brushes are not described (defined), there is a possibility that the residual toner does not have a predetermined polarity due to the first fur brushes. In addition, since the pulverized toner having a higher non-static adhesive force than the polymerized toner is used, a phenomenon in which the toner adheres to the upper portion of the first fur brush may occur.
[0011]
<Invention described in Patent Document 2>
The invention relating to the "brush cleaning device" disclosed in JP-A-5-289593 has an object to stably remove residual toner on a photoconductor.
[0012]
In order to achieve this object, according to the present invention, a first fur brush roller that rotates in a direction opposite to the photosensitive member and controls the polarity of residual toner on the photosensitive member, and a flicker bar that contacts the first fur brush roller A first voltage applying means for applying a voltage to the first fur brush roller; and a second voltage rotating means for rotating in the same direction as the photoconductor and removing residual toner on the photoconductor downstream of the first fur brush roller. A fur brush roller, a bias roller in contact with the second fur brush roller, a blade in contact with the bias roller, second voltage applying means for applying a voltage to the bias roller, and a first fur brush roller. And an ammeter for measuring the flowing current, wherein the voltage applied to the first fur brush roller is adjusted based on the measured value of the ammeter.
[0013]
However, the conventional pulverized toner has a wide particle size distribution and a large amount of fine powder. For this reason, the fur brush roller was often stained. Therefore, it was necessary to perform control as in the above invention. Further, in the present invention, since a corona charger is used at least for the transfer and separation means, there is a large variation in the charge amount of the toner, and there is a problem that ozone is generated.
[0014]
Conventionally, the cleaning method of an electrophotographic image forming apparatus has mainly been a cleaning method using a blade, and there have been many image forming apparatuses having a cleaning means using only a blade. In some high-speed machines, a brush is provided on the upstream side of the blade in order to avoid a state in which a large amount of toner is partially adhered.
[0015]
However, the above-described cleaning method / means has a problem that a recently developed spherical (polymerized) toner having a circularity of 0.90 or more, particularly 0.96 or more and less than 1.00 cannot be cleaned (removed). However, some short-life image forming apparatuses can be cleaned by devising the toner and the blade. Further, since the spherical (polymerized) toner has a high transfer rate and a small amount of untransferred toner, there is also an image forming apparatus which does not have a dedicated cleaning means and a developing machine also has a cleaning function.
[0016]
The polarity control means provided upstream (with respect to the image carrier) of the cleaning means has been found in old image forming apparatuses, but is rarely found recently. One of the reasons is that the technique of the cleaning means has been improved and the polarity control means has become unnecessary, and that the cost has been reduced. Some of the above-mentioned blades provided with brushes on the upstream side also serve as polarity control means by applying a voltage, but the number is small. However, many image forming apparatuses without the above-described cleaning unit have a polarity control unit.
[0017]
[Patent Document 1]
JP-A-5-281882
[Patent Document 2]
JP-A-5-289593
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above-described problems of the related art, and has a first object of the present invention in that a toner remaining on an image carrier adheres to a charging unit or blocks exposure light of an exposure unit. And to prevent occurrence of an abnormal image. That is, even if the charge polarity of the transfer residual toner is different from the charge polarity at the time of development, the polarity control means sets the charge polarity of the transfer residual toner to be the same as the charge polarity at the time of development, and the downstream side (with respect to the image carrier). It is another object of the present invention to provide a cleaning device capable of easily removing the transfer residual toner by using the electrostatic cleaning member according to (1).
A second object of the present invention is to provide a process cartridge having such a cleaning device, and a third object is to provide an electrophotographic image forming apparatus having such a cleaning device. It is in.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the first object, the invention according to claim 1 is a cleaning device provided in an electrophotographic image forming apparatus, wherein the electrostatic cleaning member removes transfer residual toner on an image carrier. And a polarity control means having a volume resistance value of E + 2 to E + 7 Ωcm is provided on the upstream side of the electrostatic cleaning member (the upstream side means the upstream side with respect to the image carrier; the same applies hereinafter). The polarity of the untransferred toner is made the same as that at the time of development by the polarity control means.
[0020]
According to the first aspect of the present invention, the polarity control means having the above-described configuration is disposed upstream of the electrostatic cleaning member so that the polarity of the transfer residual toner is the same as that at the time of development. The transfer residual toner can be accurately removed (cleaned) by the member. As a result, the above problem can be prevented, and the occurrence of an abnormal image can be suppressed.
[0021]
The invention according to claim 2 is the cleaning device according to claim 1, wherein a volume resistance value of the electrostatic cleaning member is E + 5 to E + 10 Ωcm. According to the first aspect of the invention, when the volume resistance value of the electrostatic cleaning member is low, the toner adhered to the cleaning member may be injected with charge and adhere again to the image carrier. In contrast, according to the second aspect of the present invention, the functions of the electrostatic cleaning member and the polarity control unit are separated by limiting the volume resistance values of the electrostatic cleaning member and the polarity control unit to the above ranges.
[0022]
The invention according to claim 3 is the cleaning device according to claim 1 or 2, wherein the electrostatic cleaning member is a fur brush, and the polarity control means is a fixed brush. In the case where the electrostatic cleaning member of the first aspect is a fixed member, there is a problem that durability is not provided due to dirt. Therefore, a rotatable fur brush shape is preferred. Although a corona charger or the like can be used as the polarity control means, there is a problem that ozone is generated. On the other hand, according to the third aspect of the present invention, since the electrostatic cleaning member is a fur brush, the life thereof can be extended and ozone can be reduced.
[0023]
The invention according to claim 4 is the cleaning device according to claim 1 or 2, wherein the electrostatic cleaning member is a fur brush, and the polarity control means is a brush roller. According to the third aspect of the present invention, since the polarity control means has a fixed brush shape, the polarity control means may have a short life. On the other hand, in the invention of claim 4, since the polarity control means is formed in the shape of a brush roller, the life thereof is extended.
[0024]
The invention according to claim 5, wherein the electrostatic cleaning member is a fur brush, and the polarity control means is disposed inside the cleaning device. Cleaning device. If the polarity control means is disposed outside the cleaning device, toner scattering or toner falling may occur. On the other hand, in the invention of claim 5, since the polarity control means is disposed in the cleaning device, it is possible to prevent image deterioration due to toner scattering or toner drop.
[0025]
The invention according to claim 6 is the cleaning device according to claim 5, wherein the polarity control means has a brush roller shape. If the polarity control means is disposed outside the cleaning device, toner scattering or toner falling may occur. If the polarity control means is a fixed brush, its life may be shortened. In contrast, in the invention of claim 6, since the polarity control means is disposed in the cleaning device in the shape of a brush roller, image deterioration due to toner scattering or toner drop can be prevented, and the life of the polarity control means can be extended. it can.
[0026]
The invention according to claim 7, wherein the rotation direction of the brush roller-shaped polarity control means is opposite to the rotation direction of the image carrier, and the image carrier of the polarity control means is located at a position in contact with the image carrier. 7. The cleaning device according to claim 4, wherein a rotation peripheral speed ratio with respect to the body is 0.7 or more and 1.3 or less. When the rotation direction of the polarity control unit is the same as that of the image carrier, the polarity control unit is in a direction to scrape off the residual toner on the image carrier, and there is a problem that the charge injection becomes insufficient or the charge injection is not performed. May occur. In addition, even if the rotation direction of the polarity control means is opposite to that of the image carrier, the same problem may occur if the speed difference is large. On the other hand, according to the invention of claim 7, by injecting electric charge into the toner, the above-mentioned problem can be prevented and a good cleaning state can be maintained.
[0027]
The voltage applied to the electrostatic cleaning member is opposite in polarity to the charge polarity of the toner during development, and the voltage applied to the polarity control means is the same in polarity as the charge polarity of the toner. The cleaning device according to any one of claims 1 to 7, wherein: According to the invention of claim 8, the function and effect of the invention of claims 1 to 7 can be further enhanced.
[0028]
According to a ninth aspect of the present invention, the voltage applied to the polarity control means is a DC voltage having the same polarity as the charging polarity of the toner and an AC voltage (superimposed voltage) superimposed on the DC voltage, and a peak of the superimposed voltage is obtained. The cleaning device according to any one of claims 1 to 8, wherein is a voltage in a range not different from the charging polarity of the toner. If the peak of the superimposed voltage applied to the polarity control means is different from the charging polarity of the toner, the toner may have the opposite polarity due to charge injection, and cleaning may not be performed. On the other hand, according to the ninth aspect of the present invention, since the charging polarity of the toner does not reverse, the above-mentioned problem is prevented, and the toner can be removed by the electrostatic cleaning member.
[0029]
According to a tenth aspect of the present invention, the brush body of the fur brush as the electrostatic cleaning member has a structure in which a member made of a conductive material is covered with a high-resistance material or an insulating material. The brush body of the fur brush has a structure in which a member made of a high-resistance material or an insulating material is coated with a conductive material, or fine particles of a conductive material are dispersed in the high-resistance material or the insulating material. The cleaning device according to any one of claims 3 to 5, wherein the cleaning device has a structure in which the cleaning is performed.
[0030]
A conventional brush body constituting a fur brush as an electrostatic cleaning member has a high volume resistance value of the entire brush, but is electrically conductive on the outside, so that charge is injected into the toner, and the toner is charged. There was a problem that the amount and, consequently, the charging polarity were changed. Further, in the conventional fur brush in which fine particles of a conductive material are dispersed in an insulating material, it is difficult to uniformly diffuse the conductive material, and the resistance of each brush varies, and the cleaning performance is not stable. There was a defect. On the other hand, according to the tenth aspect of the present invention, since the above-described problems can be prevented and good cleaning performance can be exhibited, it is possible to suppress image deterioration.
[0031]
The invention according to claim 11 is the cleaning device according to any one of claims 1 to 10, wherein the cleaning device is for removing spherical toner having a circularity of 0.96 or more. . The pulverized toner has a wider particle size distribution and a wider charge amount distribution than a polymerized toner having excellent circularity. In addition, pulverized toner having a reverse polarity or an uncharged charge polarity is included, and there is a problem that the transfer residual toner is large. Therefore, it is not easy to remove the pulverized toner by the electrostatic cleaning member. On the other hand, in the eleventh aspect of the present invention, since the spherical toner is removed, the spherical toner can be easily removed, the load on the cleaning member and the polarity control means can be reduced, and the life of the cleaning member and the polarity control means can be extended. it can.
[0032]
In order to achieve the second object, a twelfth aspect of the present invention includes at least an image carrier and the cleaning device according to any one of the first to eleventh aspects, and further includes a charging unit and / or a developing unit. A process cartridge which is provided and is detachable from an image forming apparatus main body.
[0033]
The image forming apparatus has a disadvantage that the operability is poor unless the image carrier and the cleaning device have an integral structure. On the other hand, in the twelfth aspect, the operability is improved by integrally combining the image carrier and the cleaning device. According to the twelfth aspect of the invention, since the process cartridge is provided with the cleaning device according to any one of the first to eleventh aspects, the operation and effect of the inventions according to the respective aspects can be obtained.
[0034]
In order to achieve the third object, an invention according to claim 13 is an image forming apparatus including the cleaning device according to any one of claims 1 to 11. Therefore, according to the present invention, the effects of the cleaning device can be obtained.
[0035]
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising the process cartridge according to the twelfth aspect detachably provided. Therefore, according to the present invention, the function and effect of the process cartridge can be obtained.
[0036]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic image forming apparatus (copier) will be described below with reference to the drawings.
First embodiment
FIG. 1 is a schematic sectional view showing the entire structure of the image forming apparatus. The image forming apparatus 1 shown here has an image carrier 2 disposed inside the image forming apparatus main body. The image carrier 2 is composed of a drum-shaped photoconductor having a photosensitive layer on the outer peripheral surface of a cylindrical conductive base, but is an endless belt-shaped image carrier that is wound around a plurality of rollers and driven to rotate. The body can also be used. In addition, a structure having a process cartridge provided with the cleaning unit of the present invention may be employed.
[0037]
The image carrier 2 shown in FIG. 1 is rotated clockwise in FIG. 1 during the image forming operation. At this time, the image carrier 2 is charged to a predetermined polarity by the charging means 3. The image carrier 2 charged by the charging unit 3 is irradiated with light-modulated laser light emitted from a laser writing unit which is an example of the exposure unit 4, thereby forming an electrostatic latent image on the image carrier 2. Is done. In the illustrated example, the absolute value of the potential of the surface of the image carrier irradiated with the laser light decreases, and this becomes an electrostatic latent image (image portion). The part that is kept high becomes the ground part. Next, the electrostatic latent image is visualized as a toner image by toner charged to a predetermined polarity when passing through the developing unit 5. In addition, as the exposure unit 4, an exposure unit having an LED array, an exposure unit that illuminates an original surface and forms an image of the original on an image carrier, or the like can be used.
[0038]
On the other hand, a transfer material P made of, for example, recording paper (transfer paper) is sent out from the paper supply means 17, and the transfer material P is transferred between the transfer means 6 opposed to the image carrier 2 and the image carrier 2. It is sent at a predetermined timing. At this time, the toner image formed on the image carrier 2 is electrostatically transferred onto the transfer material P. The transfer material P to which the toner image has been transferred continues through the fixing unit 10, and at this time, the toner image is fixed on the transfer material by the action of heat and pressure. The transfer material that has passed through the fixing unit 10 is discharged to a paper discharge unit. The transfer residual toner remaining on the surface of the image carrier 2 without being transferred to the transfer material is removed by the cleaning device 7.
[0039]
The developing means 5 shown in FIG. 1 has a developing case 5a containing a dry type developer and a developing roller 5b for carrying the developer while carrying it. As the developer, for example, a dry two-component developer having a toner and a carrier, or a one-component developer having no carrier can be used. Further, a developing means using a liquid developer may be employed.
[0040]
When the two-component developer is used, development is performed in the following steps. That is, the developing roller 5b is driven to rotate, and at this time, the developer is carried on the peripheral surface of the developing roller 5b and transported, and the toner in the developer carried to the developing area between the developing roller 5b and the image carrier 2 Is electrostatically transferred to an electrostatic latent image, and the electrostatic latent image is visualized as a toner image.
[0041]
The transfer unit 6 shown in FIG. 1 is constituted by a transfer roller to which a transfer voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner on the image carrier 2 is applied. However, a transfer brush, a transfer blade or a corona wire is used. A transfer means composed of a corona discharger having the same can be used. Instead of immediately transferring the toner image on the image carrier 2 to a transfer material as a final recording medium, the toner image on the image carrier is transferred onto a transfer material formed of an intermediate transfer member, and the toner image May be configured to be transferred to a final recording medium.
[0042]
The cleaning device 7 shown in FIG. 1 includes two cleaning brushes called fur brushes rotatably supported in a cleaning case 7A. The upstream first fur brush 13a rotatably supported in the cleaning case 7A is a polarity control means for controlling the charging polarity of the toner by contacting the surface of the image carrier 2, and is provided on the downstream side. The second fur brush 13b contacts the surface of the image carrier 2 and cleans the transfer residual toner attached to the surface. The first fur brush 13a also has a function of cleaning the surface of the image carrier 2 as well as controlling the charging polarity of the toner.
[0043]
As described above, the image forming apparatus 1 according to the present embodiment includes an image carrier 2, a charging unit 3 for charging the image carrier 2, and an electrostatic latent image formed by exposing the image carrier 2 charged by the charging unit 3. Exposure means 4 for forming an image, developing means 5 for visualizing this electrostatic latent image as a toner image, transfer means 6 for transferring the toner image to a transfer material P, and an image carrier after transferring the toner image And a cleaning device 7 for removing transfer residual toner attached to the surface.
[0044]
Second embodiment
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a main structure of the color image forming apparatus according to the present embodiment. The basic configuration around the image carrier 2 is the same as that of FIG. 1, but has an image forming unit corresponding to each color toner of yellow, magenta, cyan, and black, and superposes each toner image on the intermediate transfer belt 27. In addition, a configuration in which the paper is transferred to the recording paper P by the paper transfer unit 28 is shown. However, a configuration in which the intermediate transfer belt 27 is not provided and the image is directly transferred to recording paper may be used.
[0045]
Third embodiment
FIG. 3 is a schematic perspective view showing the structure of the brush body of the fur brush constituting the cleaning device 7 according to the present invention, that is, the brush fiber (flocked). However, the first fur brush 13a and the second fur brush 13b use different brush bodies, and the brush bodies 13-1 and 13-2 shown in FIGS. 3A and 3B are different from each other. The brush body 13-3 shown in FIG. 3C is used for the second fur brush 13b.
[0046]
Specifically, the brush body 13-1 shown in FIG. 3A is of an external conductive coating type, and has a structure in which a core 22 made of a polyamide resin is covered with a sheath 21 made of a conductive substance ( Sheath-core structure). The brush body 13-2 in FIG. 3B is a dispersion type, and has a structure in which fine particles 21 of a conductive substance are dispersed and mixed in an acrylic resin 23.
[0047]
Further, the brush body 13-3 in FIG. 3 (c) is of an external insulation coating type, and has a structure in which a plate-shaped conductive material 21b bent at an angle of 120 degrees is covered with a polyester resin 24 which is an insulating material. Has become. Note that, instead of the structure of FIG. 3C, a structure in which, for example, a columnar conductive material is covered with another insulating material (or a high-resistance material) can be used. There is no problem as long as the material of the brush body is a material used for an ordinary brush, and other resin materials can be used instead of the above resin material.
[0048]
The reason why the first fur brush 13a and the second fur brush 13b have different brush body structures is that the first fur brush injects electric charge into the toner, and the conductive material is exposed on the brush surface. This is because the charge injection effect is higher. Conversely, the second fur brush has a problem that the polarity of the toner changes when the electric charge is injected, and the toner remaining on the fur brush adheres to the image carrier when the fur brush rotates once. A brush covered with an insulating substance or a high-resistance substance as in c) is preferable.
[0049]
The volume resistance of the brush shown in FIG. 3A or 3B used for the first fur brush is E + 2 to E + 7 Ωcm (10 ² -10 ⁷ Ωcm), more preferably E + 3 to E + 5 Ωcm (10 ³ -10 ⁵ Ωcm). The volume resistance of the brush of FIG. 3C used for the second fur brush is E + 5 to E + 10 Ωcm (10 ⁵ -10 ¹⁰ Ωcm), and more preferably E + 6 to E + 9 Ωcm (10 ⁶ -10 ⁹ Ωcm).
[0050]
Fourth embodiment
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a structure near a cleaning device, which is a main part of the image forming apparatus according to the present embodiment. In the present embodiment, a fabrush (first furbrush) is disposed upstream of the cleaning device 7 (outside the cleaning device) as the polarity control means 35-1. In this case, the fur brush 13A becomes the second fur brush.
[0051]
Fifth embodiment
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a structure near a cleaning device, which is a main part of the image forming apparatus according to the present embodiment. In the present embodiment, a fur brush (first fur brush) is disposed inside the cleaning device 7 as the polarity control unit 35-2. Also in this case, the fur brush 13A becomes the second fur brush. Reference numeral 37 denotes a flicker bar.
[0052]
Sixth embodiment
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a structure near a cleaning device that is a main part of the image forming apparatus according to the present embodiment. In the present embodiment, a fixed brush is provided as the polarity control unit 35-3 on the upstream side of the cleaning device 7 with respect to the image carrier 2 (outside the cleaning device).
[0053]
Seventh embodiment
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a structure near a cleaning device, which is a main part of the image forming apparatus according to the present embodiment. In the present embodiment, a fixed brush is provided inside the cleaning device 7 as the polarity control means 35-4.
In the embodiments shown in FIGS. 4 to 7, members other than the polarity control means, such as the fur brush 13A and the scraper 32, have the same structure.
[0054]
Next, each of the above embodiments will be described in more detail. In the case of the fixed brush (polarity control means) shown in FIGS. 6 and 7, the toner or the like adheres to the brush and becomes dirty, so that it becomes difficult to inject electric charge into the toner. It is necessary to take a countermeasure such as a necessity of a cleaning mode such as applying a reverse polarity voltage at the time of image formation, a reduction in the influence of dirt by constant current control, and the like.
[0055]
The second fur brush 13A in FIGS. 4 and 5 can have a longer life than the fixed brush described above. However, in order to achieve a longer life, it is necessary to take the same countermeasures against contamination as in the case of the fixed brush. In FIG. 5, a flicker bar 37 is provided to prevent contamination by the toner or the like.
[0056]
In the structure shown in FIG. 4, a sheet for preventing toner scattering (not shown) is provided below the cleaning device 7, so that a conventional example is disclosed in JP-A-5-281882. No toner remains between the first and second fur brushes, unlike the one described in (1). Therefore, there is no need to perform control as disclosed in this patent document.
[0057]
In the experiment conducted by the inventor, even in the case of the structure shown in FIG. 5, as described in connection with the problem of the invention according to Patent Document 1, when a polymerized toner having a weak adhesive force was used, toner accumulation did not occur. However, there are many types of polymerized toner, and the adhesion of the toner varies depending on the amount of the external additive. The following describes this measure.
[0058]
In FIG. 5, after the image formation is completed, the first fur brush 35-2 (polarity control means) is rotated in the same rotation direction as the image carrier 2, and the second fur brush 13A is rotated in the opposite rotation direction to the image carrier 2. Let it. In this case, the number of rotations of the first and second fur brushes is preferably 5 or more. By doing so, the toner falling from the second fur brush 13A is eliminated, and the toner accumulation adhering to the image carrier 2 is removed by the first fur brush 35-2. As a result of the experiment performed by the inventor using the pulverized toner by the above method, it was confirmed that the adhered toner was eliminated.
[0059]
Eighth embodiment
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a structure near a cleaning device, which is a main part of the image forming apparatus according to the present embodiment. The present embodiment is configured to apply a superimposed voltage to the polarity control means (fixed brush) 35-5. To the polarity control means, not only a DC voltage but also a superimposed voltage may be applied. However, if the voltage at which the peak of the superimposed voltage is different from the charging polarity of the toner, the toner is reversely charged and the fur brush 13A cannot remove the toner. In FIG. 8, a superimposed voltage may be applied to the fur brush 13A. Also in this case, if the peak of the superimposed voltage is the same as the charging polarity of the toner, toner that cannot be removed may be generated. The voltage applied to the polarity controller 35-5 has the same polarity as the charging polarity of the toner, and preferably has an absolute value of about 100 V to 2000 V, and more preferably 100 V to 2000 V. Further, the voltage applied to the fur brush 13A has a polarity opposite to the charging polarity of the toner, and preferably has an absolute value of about 100V to 1000V, more preferably 100V to 600V.
[0060]
Ninth embodiment
FIG. 9 is a schematic explanatory view showing the structure of a process cartridge having the cleaning device of the present invention. The process cartridge 50 includes an image carrier (photoreceptor) 2, a charging unit 3, a developing unit 5 and a cleaning device 7 as an integral structure, but instead of this structure, the charging unit 3, the developing unit 5 and the cleaning device The process cartridge may be constituted by an integral combination of one or two selected from 7 and the photoconductor 2. In the present invention, the process cartridge is configured to be detachable from an image forming apparatus main body such as a copying machine or a printer.
[0061]
In the image forming unit (process cartridge) 50 of the present embodiment, a contact member that comes into contact with the image carrier 2 is provided in addition to the cleaning device 7 of the present invention. That is, in the charging means 3 shown in FIG. 9, the charging roller is rotatably mounted on the unit case, and the developing roller of the developing means 5 is also mounted in the casing. The charging roller and the developing roller are contact members that come into contact with the image carrier 2. These contact members may be configured to be detachable from the image forming apparatus main body separately from the cleaning device 7, but in this case, when the contact members are detached, the members contacted the image carrier. Since the image carrier moves as it is, a large external force is applied to the image carrier, which may damage the image carrier. On the other hand, if the contact member is also an element of the image forming unit as shown in FIG. 9, when the image forming unit is attached to and detached from the image forming apparatus main body, the cleaning means including the fur brush is also attached and detached. These members do not move relative to the image carrier, and the contact amount (nip width) of the fur brush with the image carrier does not change.
[0062]
Also, the image carrier 2 is a photoconductor in which a surface layer is formed by dispersing a filler such as alumina powder having a particle size of 0.1 μm or less, or a photoconductor in which the surface layer is formed of amorphous silicon (a-Si). In this case, the surface hardness is increased and the wear resistance is improved, so that the service life can be greatly extended.
[0063]
Tenth embodiment
[Method for producing spherical (polymerized) toner]
The method for producing a toner having a circularity of 0.96 or more (1.00 or less) according to the present invention includes a suspension polymerization method, an emulsion aggregation method, a dispersion polymerization method, an interfacial polymerization method, a solution suspension method, and a phase inversion emulsification. And a production method by wet granulation such as a wet granulation method. Even with toner obtained by pulverizing and classifying the melt-kneaded product, it is possible to produce a toner having a high circularity by heating the toner or the like, but this is not desirable in terms of energy efficiency.
[0064]
Among the above wet granulation methods, the suspension polymerization method and the dispersion polymerization method are superior in that a toner having a high circularity is stably obtained, a sharp particle size distribution is obtained, and charging control of the toner is performed. . Further, the solution suspension method has an advantage that a polyester resin which is advantageous in terms of low-temperature fixability of the toner can be used. Hereinafter, the suspension polymerization method, the dispersion polymerization method, and the dissolution suspension method will be described in detail.
[0065]
<Suspension polymerization method>
For a specific monomer described below, a dispersion stabilizer and a coloring agent, and further, if necessary, a cross-linking agent, a charge control agent, a release agent, and the like are uniformly dispersed by a ball mill or the like, and then a polymerization initiator is added thereto. , To obtain a monomer phase. This monomer phase and the aqueous dispersion medium phase prepared in advance by stirring are put into a stirring tank, stirred by a homogenizer or the like, and the resulting suspension is heated after purging with nitrogen to complete the polymerization reaction. Colored resin particles are obtained. By washing and drying this, toner particles having a high circularity can be obtained.
[0066]
The polymerizable monomer used for suspension polymerization is a monomer having a vinyl group, and specific examples thereof include the following monomers.
That is, styrene such as styrene, o-methyl styrene, m-methyl styrene, p-methyl styrene, 2,4-dimethyl styrene, butyl styrene, octyl styrene, and derivatives thereof can be mentioned, and among them, a styrene monomer is most preferable. Other vinyl monomers include ethylenically unsaturated monoolefins such as propylene, butylene and isobutylene, vinyl halides such as vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide and vinyl fluoride, vinyl acetate, and vinyl propionate. , Vinyl esters such as vinyl benzoate and vinyl butyrate, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, propyl acrylate, n-octyl acrylate, dodecyl acrylate, acrylic acid-2 -Ethylhexyl, stearyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, phenyl acrylate, α-methyl methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-methacrylic acid Acrylic acid or methacrylic acid such as octyl, dodecyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate, phenyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, etc., α-methylene aliphatic monocarboxylic esters, acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide Derivatives, vinyl ethers such as vinyl methyl ether and vinyl isobutyl ether, vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone, methyl isopropenyl ketone, N-vinyl pyrrole, N-vinyl carbazole, N-vinyl indole, N-vinyl pyrrolidone N-vinyl compounds, vinyl naphthalene, and the like, and these monomers can be used alone or in combination.
[0067]
In the suspension polymerization method, in order to form a crosslinked polymer in the monomer composition, the following crosslinker may be used to carry out suspension polymerization. Examples of the crosslinking agent include divinylbenzene, divinylnaphthalene, polyethylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, 1,3-butylene glycol diacrylate, 1,6-hexane glycol dimethacrylate, neopentyl glycol diacrylate, Dipropylene glycol dimethacrylate, polypropylene glycol dimethacrylate, 2,2'-bis (4-methacryloxydiethoxyphenyl) propane, 2,2'-bis (4-acryloxydiethoxyphenyl) propane, trimethylolpropane trimethacrylate , Trimethylol methane tetraacrylate, dibromoneopentyl glycol dimethacrylate, diallyl phthalate and the like.
[0068]
If the amount of the cross-linking agent is too large, the toner is less likely to be melted by heat, and the heat fixability and the heat pressure fixability are poor. If the amount of the cross-linking agent is too small, the properties required for the toner, such as blocking resistance and durability, decrease, and in hot roll fixing, a portion of the toner does not completely adhere to the paper and is applied to the roll surface. A cold offset occurs in which the toner adheres and is transferred to the next paper. Therefore, the amount of the crosslinking agent used is 0.001 to 15 parts by weight, preferably 0.1 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polymerizable monomer.
[0069]
The following can be used as the dispersion stabilizer in the suspension polymerization method. That is, water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol, starch, methylcellulose, carboxymethylcellulose, hydroxymethylcellulose, sodium polyacrylate, and sodium polymethacrylate, barium sulfate, calcium sulfate, barium carbonate, magnesium carbonate, calcium phosphate, talc, clay, and silica Sodium, metal oxide powder and the like are used. These are preferably used in the range of 0.1 to 10% by weight based on water.
[0070]
The polymerization initiator in the suspension polymerization method may be added to the dispersion containing the monomer composition after granulation, but the point of uniformly applying the polymerization initiator to the individual monomer composition particles. For this reason, it is desirable to include the monomer composition before granulation. Examples of such a polymerization initiator include 2,2'-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobisisobutyronitrile, and 1,1'-azobis- (cyclohexane-1-yl). Azo-based or diazo-based polymerization initiators such as carbonitrile), 2,2'-azobis-4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile, azobisbutyronitrile, benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, and isopropyl peroxide And peroxide polymerization initiators such as 2,4-dichlorylbenzoyl peroxide and lauryl peroxide.
[0071]
In the suspension polymerization method, a magnetic toner containing a magnetic substance can be used. In order to obtain a magnetic toner, magnetic particles may be added to the monomer composition. Examples of the magnetic substance that can be used in the present invention include powders of ferromagnetic metals such as iron, cobalt, and nickel, and powders of alloys and compounds such as magnetite, hematite, and ferrite. As the magnetic particles, particles having a particle size of 0.05 to 5 μm, preferably 0.1 to 1 μm are used. In the case of producing a small particle size toner, magnetic particles having a particle size of 0.8 μm or less are used. It is desirable to do. It is desirable that the magnetic particles be contained in an amount of 10 to 60 parts by weight based on 100 parts by weight of the monomer composition. Further, these magnetic particles may be treated with a surface treating agent such as a silane coupling agent or a titanium coupling agent, or an appropriate reactive resin. In this case, although it depends on the surface area of the magnetic particles or the density of the hydroxyl group present on the surface, usually, the surface treatment agent is used in an amount of 5 parts by weight or less, preferably 0.1 to 3 parts by weight per 100 parts by weight of the magnetic particles. Thus, sufficient dispersibility in the polymerizable monomer can be obtained, and the physical properties of the toner are not adversely affected.
[0072]
<Dispersion polymerization method>
To the hydrophilic organic liquid, a polymer dispersant that dissolves in the hydrophilic organic liquid is added, and the polymer is dissolved in the hydrophilic organic liquid, but the produced polymer is swollen by the hydrophilic organic liquid. Alternatively, it is produced by adding one or more vinyl monomers that hardly dissolve and then polymerizing. In addition, a reaction in which polymer particles having a particle size smaller than a target particle size and having a narrow particle size distribution are grown in the above-described system is also included. The monomer used for the growth reaction may be the same monomer as that used to produce the seed particles, or another monomer, but the polymer must not be dissolved in the hydrophilic organic liquid.
[0073]
Examples of the hydrophilic organic liquid which is a monomer diluent used during the formation of the seed particles and the growth reaction of the seed particles include methyl alcohol, ethyl alcohol, denatured ethyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, and isobutyl alcohol. , T-butyl alcohol, s-butyl alcohol, t-amyl alcohol, 3-pentanol, octyl alcohol, benzyl alcohol, cyclohexanol, furfuryl alcohol, tetrahydrofurfuryl alcohol, ethylene glycol, glycerin, alcohols such as diethylene glycol, Methyl cellosolve, cellosolve, isopropyl cellosolve, butyl cellosolve, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomer Ethers, such as ether alcohols such as diethylene glycol monoethyl ether as a representative.
[0074]
These organic liquids can be used alone or as a mixture of two or more. In addition, by using an organic liquid other than alcohols and ether alcohols in combination with the above-mentioned alcohols and ether alcohols, the organic liquid can be used under the condition that the organic liquid does not have solubility in the produced polymer particles. By varying the SP value of the polymer in various ways, it is possible to suppress the size of the produced particles, the union of seed particles and the generation of new particles.
[0075]
In this case, the organic liquid used in combination is, for example, hydrocarbons such as hexane, octane, petroleum ether, cyclohexane, benzene, toluene, and xylene; halogenated hydrocarbons such as carbon tetrachloride, trichloroethylene, and tetrabromoethane; and ethyl ether. , Ethers such as dimethyl glycol, silioxane and tetrahydrofuran; acetals such as methylal and diethyl acetal; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexane; esters such as butyl formate, butyl acetate, ethyl propionate and cellosolve acetate , Acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, nitropropene, nitrobenzene, dimethylamine, monoethanolamine, pyridine, dimethylsulfoxide, dimethylforma Sulfur, such as de, nitrogen-containing organic compounds and the like. In addition, water can be used in place of these organic liquids or together with these organic liquids.
[0076]
In addition, the type and composition of the mixed solvent may be changed at the start of polymerization, during the polymerization, and at the end of the polymerization to adjust the average particle size, particle size distribution, drying conditions, and the like of the polymer particles to be produced.
[0077]
Suitable examples of the polymer dispersant used in producing seed particles or producing grown particles include acrylic acid, methacrylic acid, α-cyanoacrylic acid, α-cyanomethacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, and fumaric acid. Acids, such as maleic acid or maleic anhydride, or acrylic monomers containing a hydroxyl group, for example, β-hydroxyethyl acrylate, β-hydroxyethyl methacrylate, β-hydroxypropyl acrylate, β-hydroxy methacrylate Propyl, γ-hydroxypropyl acrylate, γ-hydroxypropyl methacrylate, 3-chloro-2-hydroxypropyl acrylate, 3-chloro-2-hydroxypropyl methacrylate, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, Guri Serine monoacrylate, glycerin monomethacrylate, N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, etc., vinyl alcohol or ethers with vinyl alcohol, such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl propyl ether, or vinyl Esters of compounds containing an alcohol and a carboxyl group, for example, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, acrylamide, methacrylamide, diacetone acrylamide or a methylol compound thereof, acrylic acid chloride, acid chlorides such as methacrylic acid chloride, Homopolymers such as those having a nitrogen atom or its heterocycle such as vinylpyridine, vinylpyrrolidone, vinylimidazole and ethyleneimine Or copolymer, polyoxyethylene, polyoxypropylene, polyoxyethylene alkylamine, polyoxypropylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxypropylene alkylamide, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene lauryl phenyl ether , Polyoxyethylene stearylphenyl ester, polyoxyethylene series such as polyoxyethylene nonylphenyl ester, and celluloses such as methylcellulose, hydroxyethylcellulose and hydroxypropylcellulose, or the hydrophilic monomer and styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene Such as those having a benzene nucleus or derivatives thereof, or acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylic Copolymers with acrylic acid or methacrylic acid derivatives such as amides, and copolymers with crosslinkable monomers such as ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, allyl methacrylate, and divinylbenzene can also be used.
[0078]
These polymer dispersants are appropriately selected depending on the hydrophilic organic liquid to be used, the seed of the target polymer particles, and whether the seed particles or the grown particles are to be produced. In order to mainly prevent stericity, a polymer having high affinity and adsorptivity to the polymer particle surface and high affinity and solubility to a hydrophilic organic liquid is selected. Further, in order to three-dimensionally increase the repulsion between the particles, those having a certain length of the molecular chain, preferably those having a molecular weight of 10,000 or more are selected. However, if the molecular weight is too high, the viscosity of the liquid will increase significantly, the operability and stirring properties will deteriorate, and the probability of precipitation of the produced polymer on the particle surface will vary, so care must be taken. It is also effective for stabilizing that a part of the above-mentioned monomers of the polymer dispersant coexist with the monomers constituting the target polymer particles.
[0079]
Further, together with these polymer dispersants, metals such as cobalt, iron, nickel, aluminum, copper, tin, lead and magnesium or alloys thereof (particularly those having a particle size of 1 μm or less are preferable), iron oxide, copper oxide, nickel oxide, Inorganic oxide fine powders of oxides such as zinc oxide, titanium oxide and silicon oxide, higher alcohol sulfates, alkylbenzene sulfonates, α-olefin sulfonates, anionic surfactants such as phosphates, alkylamine salts, Amino alcohol fatty acid derivatives, polyamine fatty acid derivatives, amine salt types such as imidazoline, and quaternary ammonium salts such as alkyltrimethylammonium salt, dialkyldimethylammonium salt, alkyldimethylbenzylammonium salt, pyridium salt, alkylisoquinolinium salt, and benzethonium chloride Nonionic surfactants such as cation salt surfactants, fatty acid amide derivatives and polyhydric alcohol derivatives of um salt type, for example, amino acids such as alanine type "for example dodecyldi (aminoethyl) glycine, di (octylaminoethyl) glycine" The stability of the resulting polymer particles and the improvement in the particle size distribution can be further improved by using a combination of a type and a betaine type amphoteric surfactant.
[0080]
In general, the amount of the polymer dispersant used during the production of the seed particles varies depending on the type of the polymerizable monomer for forming the desired polymer particles, but is preferably 0.1% by weight to 10% by weight based on the hydrophilic organic liquid. , Preferably 1 to 5% by weight. When the concentration of the polymer dispersion stabilizer is low, the resulting polymer particles have a relatively large particle size, and when the concentration is high, a small particle size is obtained. Even if it is used beyond this, the effect on reducing the diameter is small.
[0081]
The vinyl monomer is soluble in a hydrophilic organic liquid and includes, for example, styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, and p-ethyl. Ethylene, 2,4-dimethylstyrene, p-n-butylstyrene, p-tert-butylstyrene, p-n-hexylstyrene, p-n-octylstyrene, p-n-nonylstyrene, p-n-decylstyrene Styrenes such as pn-dodecylstyrene, p-methoxystyrene, p-phenylstyrene, p-chlorostyrene, 3,4-dichlorostyrene, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, acrylic Isobutyl acrylate, propyl acrylate, n-octyl acrylate, dodecyl acrylate, lauryl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, stearyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, phenyl acrylate, α-methyl methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, methacryl Α-methyl fatty acid monocarboxylic acid esters such as n-octyl acid, dodecyl methacrylate, lauryl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate, phenyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, acrylonitrile , Acrylic acid such as methacrylonitrile and acrylamide, or methacrylic acid derivatives, vinyl chloride such as vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl bromide and vinyl fluoride Mixtures of singly or cross made of and their containing more than 50 wt% means a mixture of mutual with monomers capable of copolymerizable therewith.
[0082]
Further, the polymer in the present invention may be polymerized in the presence of a so-called cross-linking agent having two or more polymerizable double bonds in order to enhance the offset resistance. Preferred crosslinking agents include divinylbenzene, divinylnaphthalene and aromatic divinyl compounds which are derivatives thereof, other ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol methacrylate, triethylene glycol methacrylate, trimethylolpropane triacrylate, allyl methacrylate, tert-butyl. Diethylenic carboxylic acid esters such as aminoethyl methacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butanediol dimethacrylate, all divinyl compounds such as N, N-divinylaniline, divinyl ether, divinyl sulfide, divinyl sulfone, and three The above-mentioned compounds having a vinyl group are mentioned, and these are used alone or in a mixture.
[0083]
When the growth polymerization reaction is subsequently performed using the seed particles thus cross-linked, the inside of the growing polymer particles is cross-linked. On the other hand, when the above-mentioned crosslinking agent is contained in the vinyl monomer solution used for the growth reaction, a polymer having a cured particle surface is obtained.
[0084]
In addition, for the purpose of adjusting the average molecular weight, polymerization may be performed in the presence of a compound having a large chain transfer constant, for example, a low molecular weight compound having a mercapto group, carbon tetrachloride, or carbon tetrabromide. Examples of the polymerization initiator for the monomer include azo-based polymerization initiators such as 2,2'-azobisisobutyronitrile and 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), and lauryl. Peroxide, benzoyl peroxide, peroxide-based polymerization initiators such as t-butyl peroctoate, peroxide-based polymerization initiators such as potassium persulfate, and those using sodium thiosulfate, amine and the like in combination. Used. The polymerization initiator concentration is desirably 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the vinyl monomer.
[0085]
The polymerization conditions for obtaining the seed particles are determined according to the target average particle size and the target particle size distribution of the polymer particles, the concentration of the polymer dispersant and the vinyl monomer in the hydrophilic organic liquid, and the mixing ratio. Is done. In general, the concentration of the polymer dispersant is set high when the average particle size of the particles is to be reduced, and the concentration of the polymer dispersant is set low when the average particle size is to be increased. On the other hand, if the particle size distribution is to be made very sharp, the vinyl monomer concentration is set low, and if a relatively wide distribution is acceptable, the vinyl monomer concentration is set high.
[0086]
Particles are produced by completely dissolving a polymer dispersion stabilizer in a hydrophilic organic liquid, and then adding one or more vinyl monomers, a polymerization initiator, and, if necessary, an inorganic fine powder, a surfactant, and a dye. Add a pigment, etc., and stir with normal stirring at 30 to 300 rpm, preferably at a low speed as much as possible, and at a speed such that the flow in the tank becomes uniform using turbine-type stirring blades rather than paddle-type stirring blades. While heating, the polymerization is carried out at a temperature corresponding to the polymerization rate of the polymerization initiator used. In addition, since the temperature of the initial stage of polymerization has a great influence on the type of particles to be generated, it is preferable to raise the temperature to the polymerization temperature after adding the monomer, and to dissolve the polymerization initiator in a small amount of solvent before adding. At the time of polymerization, it is necessary to sufficiently expel oxygen in the air in the reaction vessel with an inert gas such as nitrogen gas or argon gas. If the oxygen purge is insufficient, fine particles are likely to be generated. A polymerization time of 5 to 40 hours is required to carry out the polymerization in a high polymerization rate region, but the desired particle size, or stopping the polymerization in the state of the particle size distribution, or adding a polymerization initiator sequentially, The polymerization rate can be increased by performing the reaction under high pressure.
[0087]
After completion of the polymerization, the polymer slurry may be used as it is in the dyeing step, or may be subjected to operations such as sedimentation, centrifugation, and decantation to remove unnecessary fine particles, residual monomers, polymer dispersion stabilizers, etc. The dye may be collected and dyed. However, when the dispersion stabilizer is not removed, the stability of the dyeing is high, and unnecessary aggregation is suppressed.
[0088]
The dyeing in the dispersion polymerization method is as follows. That is, the resin particles are dispersed in an organic solvent that does not dissolve the resin particles, a dye is dissolved in the solvent before or after this, and the dye is penetrated into the resin particles to be colored, and then the organic solvent is removed. In the method for producing a dyed toner, the relationship between the liquid solubility (D1) of the dye in the organic solvent and the solubility (D2) of the dye in the resin of the resin particles A is (D1) / (D2). A dye satisfying ≦ 0.5 is selectively used. This makes it possible to efficiently manufacture a toner in which the dye has penetrated (diffused) to the deep portion of the resin particles.
[0089]
Solubility is defined herein as measured at a temperature of 25 ° C. The solubility of the dye in the resin has exactly the same definition as the solubility of the dye in the solvent, and means the maximum amount of the dye that can be contained in the resin in a compatible state. The observation of the dissolution state or the precipitation state of the dye can be easily performed by using a microscope. In order to know the solubility of the dye in the resin, an indirect observation method may be used instead of the above-described direct observation method. In this method, a liquid having a solubility coefficient similar to that of the resin, that is, a solvent that dissolves the resin well may be used, and the solubility of the dye in the solvent may be determined as the solubility in the resin.
[0090]
As the dye used for coloring, the ratio (D1) / (D2) of the dye to the resin constituting the resin particles is 0.5 or less based on the solubility (D1) of the dye in the organic solvent used as described above. Need to be Further, it is preferable that (D1) / (D2) be 0.2 or less. The dye is not particularly limited as long as it satisfies the above-mentioned dissolving properties, but a water-soluble dye such as a cationic dye or an anionic dye may have a large environmental change, and the electrical resistance of the toner is lowered, and the transfer rate is lowered. Since there is a possibility that vat dyes, disperse dyes, and oil-soluble dyes are used, oil-soluble dyes are particularly preferable. Further, several kinds of dyes can be used in combination depending on a desired color tone. The ratio (weight) between the dye to be dyed and the resin particles is arbitrarily selected according to the degree of coloring, but usually 1 to 50 parts by weight of the dye is used per 1 part by weight of the resin particles. Is preferred.
[0091]
For example, when an alcohol such as methanol or ethanol having a high SP value is used as a dyeing solvent, and a styrene-acrylic resin having an SP value of about 9 is used as the resin particles, examples of the dye that can be used include the following. And the like.
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).
[0092]
Commercially available dyes include, for example, Aizen SOT dyes Yellow-1,3,4, Orange-1,2,3, Scarlet-1, Red-1,2,3, Brown-2, Blue-1 manufactured by Hodogaya Chemical Industry Co., Ltd. , 2, Violet-1, Green-1,2,3, Black-1,4,6,8; sudan dye manufactured by BASF, Yellow-140,150, Orange-220, Red-290,380,460, Blue-670: Diaresin manufactured by Mitsubishi Kasei, 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; Oil color, Orient Chemical Co., Yellow- G, 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; Sumiplast, Blue GP, OR, Red FB, 3B, Yellow FL7G, GC manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd .; Kayalon, Polyester Black EX-SH3, Kayaset Red-B manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. Blue A-2R or the like can be used. Of course, the dye is not limited to the above examples, since it is appropriately selected by the combination of the resin particles and the solvent used for dyeing.
[0093]
The dyeing organic solvent used for dyeing the dye on the resin particles may be one in which the resin particles used do not dissolve or slightly swells. Specifically, the difference in the solubility parameter (SP value) is one. 0.0 or more, preferably 2.0 or more. For example, for styrene-acrylic resin particles, use is made of an alcohol such as methanol, ethanol or n-propanol having a high SP value, or n-hexane or n-heptane having a low SP value. If the difference between the SP values is too large, the wetting of the resin particles becomes poor, and good dispersion of the resin particles cannot be obtained. Therefore, the optimum difference between the SP values is preferably 2 to 5.
[0094]
After dispersing the resin particles in the organic solvent in which the dye is dissolved, it is preferable to stir while maintaining the liquid temperature at or below the glass transition temperature of the resin particles. This makes it possible to dye while preventing aggregation of the resin particles. The stirring may be performed using a commercially available stirrer such as a homomixer or a magnetic stirrer. Alternatively, a dye may be directly added to a slurry obtained at the end of polymerization by dispersion polymerization or the like, that is, a dispersion in which polymer resin particles are dispersed in an organic solvent, and heated and stirred under the above-described conditions. When the heating temperature is higher than the glass transition temperature, fusion between resin particles occurs. The method of drying the slurry after dyeing is not particularly limited, but may be filtration and then dried under reduced pressure or directly dried under reduced pressure without filtering. In the present invention, the colored particles obtained by air-drying or drying under reduced pressure after filtration are hardly agglomerated and are reproduced without substantially impairing the particle size distribution of the charged resin particles.
[0095]
<Dissolution suspension method>
Next, a method for producing spherical toner particles by a solution suspension method will be described. The solution suspension method is a method in which a resin is dissolved in a solvent to form an oil phase, emulsified in an aqueous phase composed of an aqueous medium, and then the solvent in the emulsified dispersion is removed to obtain resin particles.
[0096]
As the aqueous medium, water alone may be used, or a water-miscible solvent may be used in combination. Examples of miscible solvents include alcohols (eg, methanol, isopropanol, ethylene glycol), dimethylformamide, tetrahydrofuran, cellosolves (eg, methylcellosolve), lower ketones (eg, acetone, methylethylketone), and the like.
[0097]
Examples of the resin used include polymers of styrene such as polystyrene, poly p-chlorostyrene and polyvinyltoluene and their substituted polymers; styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, and styrene-vinyltoluene copolymer. Styrene-vinyl naphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer, styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-methyl methacrylate Copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, Styrene-butadiene copolymer, Styrene-based copolymers such as len-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic acid ester copolymer; polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polychlorinated Vinyl, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, polyamide, polyvinyl butyral, polyacrylic acid resin, rosin, modified rosin, terpene resin, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin, Aromatic petroleum resin, chlorinated paraffin, paraffin wax and the like can be mentioned, and they can be used alone or in combination.
[0098]
As a solvent that can be used for preparing an oil phase, a volatile solvent having a boiling point of less than 100 ° C. is preferable because it is easily removed. Examples of the solvent include toluene, xylene, benzene, carbon tetrachloride, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, trichloroethylene, chloroform, monochlorobenzene, dichloroethylidene, methyl acetate, ethyl acetate, Methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and the like can be used alone or in combination of two or more. In particular, aromatic solvents such as toluene and xylene and halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, 1,2-dichloroethane, chloroform and carbon tetrachloride are preferred. The amount of the solvent to be used is usually 10 to 900 parts with respect to 100 parts of the toner composition. The oil phase is prepared by simultaneously adding and mixing a colorant (or a colorant masterbatch), a release agent, and a charge control agent, which are other toner compositions, when forming a dispersion in an aqueous medium. However, it is more preferable to mix them in the oil phase in advance.
[0099]
Further, other toner raw materials such as a colorant, a release agent, and a charge control agent do not necessarily need to be mixed when forming particles in an aqueous medium, and may be added after forming the particles. Good. For example, after forming particles containing no coloring agent, a coloring agent can be added by a known dyeing method.
[0100]
For dispersing the oil phase and the aqueous phase, all mixers with ordinary stirring can be used.More preferably, a homogenizer having a high-speed rotating body and a stator, a high-pressure homogenizer, a ball mill, a bead mill, or a sand mill is used. A disperser or the like is used.
[0101]
The dispersion method is not particularly limited, but known equipment such as a low-speed shearing type, a high-speed shearing type, a friction type, a high-pressure jet type, and an ultrasonic wave can be applied. In order to make the particle size of the dispersion 2 to 20 μm, a high-speed shearing type is preferred. The emulsifier having a rotating blade is not particularly limited, and any emulsifier or disperser that is generally commercially available can be used. For example, Ultra Turrax (manufactured by IKA), Polytron (manufactured by Kinematica), TK Auto Homomixer (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), Ebara Milder (manufactured by Ebara Corporation), TK Pipeline Homomixer TK homomix line flow (manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.), colloid mill (manufactured by Shinko Pantech Co., Ltd.), slasher, trigonal wet pulverizer (manufactured by Mitsui Miike Kakoki Co., Ltd.) Batch or continuous emulsifying machine such as Fine Flow Mill (manufactured by Taiheiyo Kiko Co., Ltd.), CLEARMIX (manufactured by M-Technic), Fillmix (manufactured by Tokushu Kika Kogyo) And the like.
[0102]
When a high-speed shearing disperser is used, the rotation speed is not particularly limited, but is usually 1000 to 30,000 rpm, preferably 5,000 to 20,000 rpm. The dispersion time is not particularly limited, but is usually 0.1 to 5 minutes in the case of a batch system. The temperature at the time of dispersion is usually 0 to 150 ° C (under pressure), preferably 10 to 98 ° C. The high temperature method is preferred because the viscosity of the dispersion becomes appropriately low and the dispersion is easy.
[0103]
In the dissolution suspension method, a method of previously dispersing solid fine particles in an aqueous medium is used for the purpose of stabilizing the dispersed oil phase. Further, in order to adjust the adsorptivity of the solid fine particle dispersant to the droplet, another dispersant can be used in combination. Other dispersants can be added before emulsifying the toner composition or when removing volatile components after emulsification.
[0104]
(Solid fine particle dispersant)
The solid fine particle dispersant exists as a solid that is hardly soluble in water in an aqueous medium, and is preferably a fine particle having an average particle diameter of 0.01 to 1 μm.
[0105]
Specific examples of the inorganic fine particles include, for example, silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, silica sand, clay, mica, wollastonite, and diatomaceous Examples include earth, chromium oxide, cerium oxide, pengara, antimony trioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, and silicon nitride. More preferably, tricalcium phosphate, calcium carbonate, colloidal titanium oxide, colloidal silica, hydroxyapatite and the like can also be used. Particularly, hydroxyapatite synthesized by reacting sodium phosphate and calcium chloride in water under basic conditions is preferable.
[0106]
Examples of the organic solid fine particle dispersant include microcrystals of low molecular weight organic compounds and polymer fine particles such as polystyrene, methacrylate and acrylate copolymers obtained by soap-free emulsion polymerization, suspension polymerization, and dispersion polymerization, and silicone. , Polycondensation systems such as benzoguanamine and nylon, and polymer particles of a thermosetting resin.
[0107]
In addition, when a solid dispersing agent such as an acid such as a calcium phosphate salt or a polymer fine particle copolymerized with a (meth) acrylic acid having a carboxyl group or a polymer dissolvable in an alkali is used, hydrochloric acid, sodium hydroxide, etc. After dissolving the solid fine particle dispersant with the acid base, the solid fine particle dispersant is removed from the toner particles whose shape has been adjusted by a method such as washing with water. In addition, it can be removed by an operation such as decomposition with an enzyme.
[0108]
(Other dispersants used together with emulsification or added after emulsification)
These dispersants include, for example, anionic surfactants such as alkyl benzene sulfonates, α-olefin sulfonates, and phosphate esters, amine salts such as alkylamine salts, amino alcohol fatty acid derivatives, polyamine fatty acid derivatives, and imidazoline. And quaternary ammonium salt-type cationic surfactants such as alkyltrimethylammonium salts, dialkyldimethylammonium salts, alkyldimethylbenzylammonium salts, pyridinium salts, alkylisoquinolinium salts, benzethonium chloride, fatty acid amide derivatives, Nonionic surfactants such as polyhydric alcohol derivatives, for example, amphoteric interfaces such as alanine, dodecyldi (aminoethyl) glycine, di (octylaminoethyl) glycine and N-alkyl-N, N-dimethylammonium betaine Sex agents.
[0109]
Further, by using a surfactant having a fluoroalkyl group, the effect can be improved with a very small amount. Preferred examples of the anionic surfactant having a fluoroalkyl group include fluoroalkyl carboxylic acids having 2 to 10 carbon atoms and metal salts thereof, disodium perfluorooctanesulfonylglutamate, and 3- [omega-fluoroalkyl (C6-C11 ) Oxy] -1-alkyl (C3-C4) sulfonic acid sodium, 3- [omega-fluoroalkanoyl (C6-C8) -N-ethylamino] -1-propanesulfonic acid sodium, fluoroalkyl (C11-C20) carboxylic acid and Metal salts, perfluoroalkyl carboxylic acids (C7 to C13) and their metal salts, perfluoroalkyl (C4 to C12) sulfonic acids and their metal salts, perfluorooctanesulfonic acid diethanolamide, N-propyl-N- (2-hydroxy ethyl) -Fluorooctanesulfonamide, perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyltrimethylammonium salt, perfluoroalkyl (C6-C10) -N-ethylsulfonylglycine salt, monoperfluoroalkyl (C6-C16) ethyl phosphate, etc. Include,
[0110]
As trade names, Surflon S-111, S-112, S-113 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Florard FC-93, FC-95, FC-98, FC-129 (manufactured by Sumitomo 3M), Unidyne DS-101 , DS-102 (manufactured by Taikin Korai), Megafac F-110, F-120, F-113, F-191, F-812, F-833 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), Ectop EF-102 , 103, 104, 105, 112, 123A, 123B, 306A, 501, 201, 204, (manufactured by Tochem Products), Futagent F-100, F-150 (manufactured by Neos), and the like.
[0111]
Examples of the cationic surfactant include an aliphatic quaternary ammonium salt such as an aliphatic primary, secondary or secondary amine acid, a perfluoroalkyl (C6-C10) sulfonamidopropyl trimethylammonium salt, Benzalkonium salt, benzethonium chloride, pyridinium salt, imidazolinium salt, trade names are Surflon S-121 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), Florard FC-135 (manufactured by Sumitomo 3M), and Unidine DS-202 (manufactured by Daikin Industries Ltd.) ), Megafac F-150, F-824 (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals), Ectop EF-132 (manufactured by Tochem Products), Futagent F-300 (manufactured by Neos) and the like.
[0112]
Further, the stabilization of the dispersed droplets may be adjusted by a polymer-based protective colloid. For example, an acid such as acrylic acid, methacrylic acid, α-cyanoacrylic acid, α-cyanomethacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, fumaric acid, maleic acid or maleic anhydride, or a (meth) acrylic monomer containing a hydroxyl group Such as β-hydroxyethyl acrylate, β-hydroxyethyl methacrylate, β-hydroxypropyl acrylate, β-hydroxypropyl methacrylate, γ-hydroxypropyl acrylate, γ-hydroxypropyl methacrylate, 3-acrylic acid Chloro-2-hydroxypropyl, 3-chloro-2-hydroxypropyl methacrylate, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, glycerin monoacrylate, glycerin monomethacrylate, N -Methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, etc., vinyl alcohol or ethers with vinyl alcohol, such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl propyl ether, or esters of vinyl alcohol and compounds containing a carboxyl group, for example, Vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, etc., acrylamide, methacrylamide, diacetone acrylamide or methylol compounds thereof, acid chlorides such as acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, pinyl pyridine, vinyl pyrrolidone, vinyl imidazole, ethylene imine, etc. Homopolymers or copolymers such as those having a nitrogen atom or a heterocycle thereof, polyoxyethylene, polyoxypropylene, Oxyethylene alkylamine, polyoxypropylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamide, polyoxypropylene alkylamide, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene lauryl phenyl ether, polyoxyethylene stearyl phenyl ester, polyoxyethylene nonyl phenyl Polyoxyethylenes such as esters and celluloses such as methylcellulose, hydroxyethylcellulose and hydroxypropylcellulose can be used.
[0113]
When a dispersant is used, the dispersant may remain on the surface of the toner particles. However, it is preferable to remove the dispersant by washing after the reaction from the viewpoint of charging the toner. In order to remove the organic solvent from the obtained emulsified dispersion, a method of gradually raising the temperature of the entire system and completely evaporating and removing the organic solvent in the droplets can be adopted. Alternatively, it is also possible to spray the emulsified dispersion in a dry atmosphere to completely remove the water-insoluble organic solvent in the droplets to form toner fine particles, and to evaporate and remove the aqueous dispersant. . As a drying atmosphere in which the emulsified dispersion is sprayed, a gas obtained by heating air, nitrogen, carbon dioxide, combustion gas, or the like, in particular, various air streams heated to a temperature equal to or higher than the boiling point of the highest boiling solvent used is generally used. Satisfactory target quality can be obtained by short-time treatment such as spray dryer, belt dryer and rotary kiln.
[0114]
In the dissolution suspension method, solid fine particles usually adhere to the surface of emulsified oil droplets and stabilize the droplets in a spherical shape, but as the volatile components are removed, the volume of the droplets decreases, but solids The fine particles adhere and remain as they are, and the surface area of the droplet is slowly reduced, and the droplet cannot keep up with the decrease in the volume, so that the sphere cannot be maintained and may be irregularly shaped.
[0115]
In the dissolution suspension method, in order to obtain a spherical toner with a high degree of circularity, when removing volatile components of the toner, weaken the adsorption force at the interface of solid fine particles, promote desorption from droplets, and maintain a sphere. It is necessary to make the particles into particles. For example, adding a surfactant or a polymer protective colloid to perform adsorption and adsorption, or adjusting the pH in an aqueous medium to change the charge between the droplet surface and the solid fine particles, thereby adsorbing the solid fine particles at the interface. You can weaken your power.
[0116]
(Sphericalization of pulverized toner)
The toner obtained by the pulverization / classification method is indefinite as it is, and depending on the pulverization method used for the pulverization treatment, the circularity is 0.930 to 0.950, and the circularity of the present invention is 0.960 to 0.998. However, the degree of circularity can be increased by the mechanical sphering treatment or heat treatment described below, and the toner having a circularity of 0.960 to 0.998 of the present invention can be obtained.
[0117]
(1) Mechanical treatment
For example, a method using a turbo mill (manufactured by Turbo Kogyo) described in JP-A-09-085741, a crypton (manufactured by Kawasaki Heavy Industries), a Q-type mixer (manufactured by Mitsui Mining), a hybridizer (manufactured by Nara Machinery), a mechanofusion By performing continuous processing using an apparatus (manufactured by Hosokawa Micron, etc.), it is possible to make the shape of the pulverized toner spherical.
[0118]
(2) Heat treatment (dry type)
For example, it is possible to make the shape of the pulverized toner spherical by using a surffusion system (Nippon Pneumatic Industries) to semi-melt the surface of the toner particles with hot air at 100 to 300 ° C.
[0119]
(3) Heat treatment (wet)
By immersing the toner obtained by the pulverization method in a high-temperature liquid at a temperature (about 200 ° C.) at which the toner has plasticity, it is possible to make the shape of the pulverized toner spherical.
[0120]
Eleventh embodiment
[Regarding charge control agent]
The toner of the present invention may optionally contain a charge control agent. As the charge control agent, any known charge control agents can be used. For example, nigrosine dyes, triphenylmethane dyes, chromium-containing metal complex dyes, molybdate chelate pigments, rhodamine dyes, alkoxy amines, quaternary ammonium salts (fluorine-modified) Quaternary ammonium salts), alkylamides, phosphorus alone or compounds, tungsten alone or compounds, fluorine-based activators, salicylic acid metal salts, and salicylic acid derivative metal salts. Specifically, bontron 03 of a nigrosine dye, bontron P-51 of a quaternary ammonium salt, bontron S-34 of a metal-containing azo dye, E-82 of an oxynaphthoic acid metal complex, and E-82 of a salicylic acid metal complex 84, phenolic condensate E-89 (all manufactured by Orient Chemical Industries), quaternary ammonium salt molybdenum complex TP-302, TP-415 (all manufactured by Hodogaya Chemical Industry), quaternary ammonium Salt copy charge PSY VP2038, triphenylmethane derivative copy blue PR, quaternary ammonium salt copy charge NEG VP2036, copy charge NX VP434 (all from Hoechst), LRA-901, LR-147, a boron complex (Nippon Carlit), copper phthalocyanine, perylene, quinacridone Azo pigments, sulfonate group, a carboxyl group, and a polymer compound having a functional group such as a quaternary ammonium salt.
[0121]
When the toner particles are produced in an aqueous medium, a charge control agent that is difficult to dissolve in water is preferable from the viewpoint of controlling ionic strength and preventing wastewater contamination.
[0122]
In the present invention, the amount of the charge control agent used is determined by the type of the binder resin, the presence or absence of additives used as necessary, the toner manufacturing method including the dispersion method, and is uniquely limited. However, it is preferably used in the range of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder resin. Preferably, the range is 0.2 to 5 parts by weight. If the amount exceeds 10 parts by weight, the chargeability of the toner is too large, the effect of the main charge control agent is reduced, the electrostatic attraction with the developing roller increases, the fluidity of the developer decreases, and the image density decreases. Causes a decline. These charge control agents and release agents can be melt-kneaded together with the masterbatch and the resin, or of course may be added when dissolved and dispersed in an organic solvent.
[0123]
Twelfth embodiment
[Colorants]
As the coloring agent, all known dyes and pigments can be used. For example, carbon black, nigrosine dye, iron black, naphthol yellow S, Hansa yellow (10G, 5G, G), cadmium yellow, yellow iron oxide, loess, Graphite, titanium yellow, polyazo yellow, oil yellow, Hansa yellow (GR, A, RN, R), pigment yellow L, benzidine yellow (G, GR), permanent yellow (NCG), Vulcan fast yellow (5G, R) ), Tartrazine lake, Quinoline yellow lake, Anthrazan yellow BGL, Isoindolinone yellow, Bengala, Lead red, Lead red, Cadmium red, Cadmium mercury red, Antimon red, Permanent red 4R, Para red, Faise Red, parachlor orthonitro Nirin Red, Risor Fast Scarlet G, Brilliant Fast Scarlet, Brilliant Kahnmin BS, Permanent Red (F2R, F4R, FRL, FRLL, F4RH), Fast Scarlet VD, Belkan Fast Rubin B, Brilliant Scarlet G, Lisor Rubin GX, Permanent Red F5R , Brilliant Carmine 6B, Pigment Scarlett 3B, Bordeaux 5B, Toluidine Maroon, Permanent Bordeaux F2K, Helio Bordeaux BL, Bordeaux 10B, Bon Maroon Lite, Bon Maroon Museum, Eosin Lake, Rhodamine Lake B, Rhodamine Lake Y, Alizarin Lake, Thioindigo Red B, Thioindigo Maroon, Oil Red, Quinacridone Red, Pyrazolone Red, Po Azo Red, Chrome Vermillion, Benzidine Orange, Perinone Orange, Oil Orange, Cobalt Blue, Cerulean Blue, Alkaline Blue Lake, Peacock Blue Lake, Victoria Blue Lake, Metal-Free Phthalocyanine Blue, Phthalocyanine Blue, Fast Sky Blue, Indanthrene Blue (RS, BC), indigo, ultramarine, navy blue, anthraquinone blue, fast violet B, methyl violet lake, cobalt violet, manganese violet, dioxane violet, anthraquinone violet, chrome green, zinc green, chromium oxide, pyridian, emerald green, pigment Green B, Naphthol Green B, Green Gold, Acid Green Lake, Malachite Green Lake, Phthalasi Anine green, anthraquinone green, titanium oxide, zinc white, lithobone and mixtures thereof can be used. The amount used is generally 0.1 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder resin.
[0124]
The colorant used in the present invention can be used as a masterbatch combined with a resin. Examples of the binder resin to be manufactured or kneaded with the master batch include, in addition to the above-mentioned modified and unmodified polyester resins, polymers of styrene such as polystyrene, poly p-chlorostyrene, and polyvinyl toluene, and polymers substituted with styrene; Styrene-p-chlorostyrene copolymer, styrene-propylene copolymer, styrene-vinyltoluene copolymer, styrene-vinylnaphthalene copolymer, styrene-methyl acrylate copolymer, styrene-ethyl acrylate copolymer Styrene-butyl acrylate copolymer, styrene-octyl acrylate copolymer, styrene-methyl methacrylate copolymer, styrene-ethyl methacrylate copolymer, styrene-butyl methacrylate copolymer, styrene-α- Chloromethyl methacrylate copolymer, Tylene-acrylonitrile copolymer, styrene-vinyl methyl ketone copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-isoprene copolymer, styrene-acrylonitrile-indene copolymer, styrene-maleic acid copolymer, styrene-maleic Styrene copolymers such as acid ester copolymers; polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyethylene, polypropylene, polyester, epoxy resin, epoxy polyol resin, polyurethane, polyamide, polyvinyl butyral, poly Acrylic resin, rosin, modified rosin, terpene resin, aliphatic or alicyclic hydrocarbon resin, aromatic petroleum resin, chlorinated paraffin, paraffin wax, etc. can be used alone or in combination. You.
[0125]
The masterbatch can be obtained by mixing and kneading the resin for the masterbatch and the colorant by applying a high shearing force to obtain a masterbatch. At this time, an organic solvent can be used to enhance the interaction between the colorant and the resin. In addition, a so-called flushing method is known in which a water-based paste containing a colorant water is mixed and kneaded with a resin and an organic solvent, and the colorant is transferred to the resin side to remove water and organic solvent components. Since it can be used as it is, it does not need to be dried and is preferably used. For mixing and kneading, a high-shear dispersion device such as a three-roll mill is preferably used.
[0126]
13th embodiment
[Release agent]
Examples of the wax that can be used in the present invention include solid paraffin wax, microwax, rice wax, fatty acid amide-based wax, fatty acid-based wax, aliphatic monoketones, fatty acid metal salt-based wax, fatty acid ester-based wax, and partial wax. Examples include saponified fatty acid ester waxes, silicone varnishes, higher alcohols, carnauba waxes, and the like. Polyolefins such as low molecular weight polyethylene and polypropylene can also be used. The melting point of the wax is 40 to 120 ° C, and preferably 50 to 110 ° C. If the melting point of the wax is too high, the fixability at low temperatures may be insufficient, while if the melting point is too low, the offset resistance and durability may be reduced. The melting point of the wax can be determined by differential scanning calorimetry (DSC). That is, the melting peak value when a few mg of sample is ripened at a constant heating rate, for example (10 ° C./min), is defined as the melting point.
[0127]
Fourteenth embodiment
[About mixing external additives]
In order to enhance the fluidity, storability, developability and transferability of the toner, inorganic fine particles such as hydrophobic silica fine powder may be further added to the toner produced as described above. A general powder mixer is used for mixing the external additive, but it is preferable that the internal temperature can be adjusted by providing a jacket or the like. In order to change the history of the load applied to the external additive, the external additive may be added during or gradually. Of course, the rotation speed, rolling speed, time, temperature, etc. of the mixer may be changed. A strong load may be applied first, followed by a relatively weak load, or vice versa. Examples of the mixing equipment that can be used include a V-type mixer, a rocking mixer, a Lodige mixer, a Nauter mixer, and a Henschel mixer.
[0128]
(Inorganic fine particles as external additives)
Inorganic fine particles can be used as an external additive for assisting the fluidity, developing property, transfer property, cleaning property and charging property of the toner. The inorganic fine particles preferably have a primary particle size of 0.01 to 2 μm. The specific surface area by the BET method is 20 to 500 m. ² / G. The usage ratio of the inorganic fine particles is preferably 0.1 to 15% by weight of the toner, particularly preferably 0.5 to 10% by weight. Specific examples of the inorganic fine particles include, for example, silica, alumina, titanium oxide, barium titanate, magnesium titanate, calcium titanate, strontium titanate, zinc oxide, tin oxide, silica sand, clay, mica, wollastonite, and diatomaceous Earth, chromium oxide, cerium oxide, pengara, antimony trioxide, oxidation
Examples include magnesium, zirconium oxide, barium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, silicon carbide, silicon nitride, and the like.
[0129]
(Resin fine particles as an external additive)
In the present invention, resin fine particles may be used together with the fluidizing agent of the present invention. For example, polystyrene obtained by soap-free emulsion polymerization, suspension polymerization, or dispersion polymerization, methacrylic acid ester or acrylate copolymer, silicone, benzoguanamine, polycondensation system such as nylon, and polymer particles of a thermosetting resin. . When used in combination with such resin fine particles, the chargeability of the toner can be enhanced, the number of toner particles of opposite charge can be reduced, and the background stain can be reduced. The addition amount may be 0.01 to 5% by weight, preferably 0.1 to 2% by weight, based on the toner.
[0130]
15th embodiment
[Carrier for two-component developer]
When the toner of the present invention is used in a two-component developer, the toner may be used as a mixture with a magnetic carrier. Parts are preferred. As the magnetic carrier, conventionally known ones such as iron powder, ferrite powder, magnetite powder, and magnetic resin carrier having a particle diameter of about 20 to 200 μm can be used.
[0131]
Examples of the coating material include amino resins such as urea-formaldehyde resin, melamine resin, benzoguanamine resin, urea resin, polyamide resin, and epoxy resin. Further, polyvinyl and polyvinylidene resins, for example, acrylic resins, polymethyl methacrylate resins, polyacrylonitrile resins, polyvinyl acetate resins, polyvinyl alcohol resins, polyvinyl butyral resins, polystyrene resins such as polystyrene resins and styrene acrylic copolymer resins, polychlorinated resins Halogenated olefin resin such as vinyl, polyester resin such as polyethylene terephthalate resin and polybutylene terephthalate resin, polycarbonate resin, polyethylene resin, polyvinyl fluoride resin, polyvinylidene fluoride resin, polytrifluoroethylene resin, polyhexafluoro Propylene resin, copolymer of vinylidene fluoride and acrylic monomer, copolymer of vinylidene fluoride and vinyl fluoride, tetrafluoroethylene and vinylidene fluoride And fluoro such as terpolymers of non-fluoride monomers including, and silicone resins.
[0132]
If necessary, a conductive powder or the like may be contained in the coating resin. As the conductive powder, metal powder, carbon black, titanium oxide, tin oxide, zinc oxide and the like can be used. These conductive powders preferably have an average particle size of 1 μm or less. When the average particle diameter is larger than 1 μm, it becomes difficult to control the electric resistance.
[0133]
Further, the toner of the present invention can be used as a one-component magnetic toner or a non-magnetic toner without using a carrier.
[0134]
Sixteenth embodiment
[Toner circularity measurement method]
It is important that the toner in the present invention has a specific shape, and an average circularity of less than 0.95 and an irregular shape that is too far from a spherical shape can provide satisfactory transferability and high-quality images without dust. I can't get it. As a method of measuring the shape, a method of an optical detection band in which a suspension containing particles is passed through a detection band on an imaging unit on a flat plate, and a particle image is optically detected and analyzed with a CCD camera. . A toner having an average circularity of 0.95 or more, which is a value obtained by dividing the perimeter of an equivalent circle having the same projected area obtained by this method by the perimeter of an actual particle, has a reproducible high-definition image with an appropriate density. It has been found to be effective in forming. More preferably, the average circularity is from 0.960 to 0.998. This value can be measured as an average circularity by a flow type particle image analyzer FPIA-2000 (manufactured by Toa Medical Electronics Co., Ltd.).
[0135]
As a specific measuring method, 0.1 to 0.5 ml of a surfactant, preferably an alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersing agent to 100 to 150 ml of water from which impurity solids have been removed in advance in a container. About 0.1 to 0.5 g. The suspension in which the sample is dispersed is subjected to a dispersion treatment for about 1 to 3 minutes using an ultrasonic disperser, and the shape and distribution of the toner are measured by using the above-described apparatus with the concentration of the dispersion being 3000 to 10,000 / μl. The average circularity is obtained.
[0136]
Seventeenth embodiment
[Toner particle size measurement method]
In the measurement of the average particle size and the particle size distribution of the toner, data analysis was performed using a special analysis software (manufactured by Coulter) using a Coulter Multisizer III (manufactured by Coulter) connected to a personal computer (manufactured by IBM). The Kd value was set using standard particles of 10 μm, and the aperture current was set by automatic setting. As the electrolyte, a 1% NaCl aqueous solution is prepared using primary sodium chloride. In addition, ISOTON-II (manufactured by Coulter Scientific Japan) can be used. As a measurement method, 0.1 to 5 ml of a surfactant, preferably an alkylbenzene sulfonate, is added as a dispersant to 100 to 150 ml of the aqueous electrolytic solution, and 2 to 20 mg of a measurement sample is further added. The electrolytic solution in which the sample was suspended was subjected to a dispersion treatment for about 1 to 3 minutes by an ultrasonic disperser, and 50,000 counts of toner of 2 μm or more were measured using a 100 μm aperture tube to obtain a weight average particle diameter.
[0137]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the cleaning device of the present invention, in the electrophotographic image forming apparatus, the transfer residual toner on the image carrier can be easily removed, and the toner is charged by the charging means. This makes it possible to suppress the problem of sticking to the surface or blocking the exposure light of the exposure unit, and to prevent the occurrence of an abnormal image. Further, according to the present invention, a process cartridge provided with such a cleaning device can be provided. Further, according to the present invention, it is possible to provide a high quality image forming apparatus provided with such a cleaning device. Hereinafter, the effects of the present invention will be described for each claim.
[0138]
According to the first aspect of the present invention, the polarity control means having the above-described configuration is disposed upstream of the electrostatic cleaning member so that the polarity of the transfer residual toner is the same as that at the time of development. Since the transfer residual toner can be accurately removed by the member, it is possible to suppress the problem that the toner adheres to the charging unit or block the exposure light of the exposure unit, and to prevent the occurrence of an abnormal image. it can. According to the second aspect of the present invention, the functions of the electrostatic cleaning member and the polarity control means are separated from each other by limiting the respective volume resistance values to the above ranges, so that the effect of the present invention is enhanced.
[0139]
According to the third aspect of the present invention, since the electrostatic cleaning member is a fur brush, the electrostatic cleaning member is resistant to dirt, has a long life, and is ozone-free. According to the fourth aspect of the present invention, since the polarity control means has a brush roller shape, the life of the polarity control means can be extended. According to the fifth aspect of the present invention, since the polarity control means is disposed in the cleaning device, it is possible to prevent image deterioration due to toner scattering or toner drop. According to the sixth aspect of the present invention, since the polarity control means is disposed in the cleaning device in the shape of a brush roller, image deterioration due to toner scattering or toner drop can be prevented, and the life of the polarity control means can be extended.
[0140]
According to the fourth and sixth aspects of the present invention, when the rotation direction of the polarity control means is the same as that of the image carrier, the polarity control means is in a direction of scraping off the residual toner on the image carrier, and the charge injection becomes insufficient. In some cases, charge injection may not be performed. In addition, even if the rotation direction of the polarity control means is opposite to that of the image carrier, the same problem may occur if the speed difference is large. On the other hand, according to the seventh aspect of the present invention, since the predetermined configuration is adopted, the above-described problem can be prevented by injecting electric charge into the toner, and a good cleaning state can be maintained.
[0141]
According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects, the voltage applied to the electrostatic cleaning member has a polarity opposite to the charging polarity of the toner at the time of development, and the voltage applied to the polarity control means is the charging of the toner. Since the polarity is the same as the polarity, the effects according to claims 1 to 7 can be further enhanced.
[0142]
In the first to eighth aspects of the present invention, if the peak of the superimposed voltage applied to the polarity control means is different from the charging polarity of the toner, the toner may have the opposite polarity due to charge injection, and may not be removed. On the other hand, according to the ninth aspect of the present invention, since the predetermined configuration is adopted, the charging polarity of the toner does not reverse, so that the above-mentioned problem is prevented, and the toner can be accurately removed by the electrostatic cleaning member.
[0143]
The conventional electrostatic cleaning member has a problem that the charge amount of the toner and thus the charge polarity are changed, and a problem that the cleaning performance is not stable. On the other hand, according to the tenth aspect of the present invention, since the predetermined configuration is employed in the third to fifth aspects, the above-described inconvenience can be prevented, and good cleaning (toner removal) performance can be exhibited. It can be suppressed.
[0144]
The cleaning device according to the eleventh aspect of the present invention is provided in an image forming apparatus using a spherical toner (polymerized toner) having a circularity of 0.96 or more. Therefore, in this image forming apparatus, a high-quality image can be obtained by the polymerized toner having such a high degree of circularity, and the transfer residual toner can be easily cleaned by the cleaning device. The load on the control means is reduced, and the life of the control means can be extended.
[0145]
Since the process cartridge according to the twelfth aspect of the present invention includes the cleaning device according to any one of the first to eleventh aspects, the above-described effects of the cleaning device can be obtained.
[0146]
The image forming apparatus according to the thirteenth aspect of the present invention includes the cleaning device according to any one of the first to eleventh aspects, so that the above effects can be obtained by these cleaning devices. In the image forming apparatus according to the fourteenth aspect of the present invention, the process cartridge of the twelfth aspect is provided detachably, so that excellent effects can be obtained by this process cartridge.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an entire structure of an electrophotographic image forming apparatus (copier) according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a main structure of a color image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic perspective view showing a structure of a brush body (brush fiber) of various fur brushes constituting a cleaning device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 relates to a fourth embodiment of the present invention and is an explanatory diagram showing a structure near a cleaning device which is a main part of an image forming apparatus.
FIG. 5 relates to a fifth embodiment of the present invention and is an explanatory diagram showing a structure near a cleaning device which is a main part of an image forming apparatus.
FIG. 6 relates to a sixth embodiment of the present invention, and is an explanatory diagram showing a structure near a cleaning device which is a main part of an image forming apparatus.
FIG. 7 relates to a seventh embodiment of the present invention, and is an explanatory view showing a structure near a cleaning device which is a main part of an image forming apparatus.
FIG. 8 relates to an eighth embodiment of the present invention, and is an explanatory view showing a structure near a cleaning device, which is a main part of an image forming apparatus.
FIG. 9 is a schematic explanatory view showing a structure of a process cartridge having a cleaning unit according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory view of a main part showing an example of a conventional general black-and-white electrophotographic copying machine.
FIG. 11 is an explanatory view of a main part showing another example of a conventional general black-and-white electrophotographic copying machine.
FIG. 12 is an explanatory view of a main part showing an example of a conventional electrophotographic copying machine for color images which directly transfers to a recording sheet.
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration near a cleaning device in a conventional general black-and-white electrophotographic copying machine.
[Explanation of symbols]
1: Image forming apparatus
2: Image carrier (photoreceptor)
3: Charging means
4: Exposure means
5: developing means
5a: Developing case
5b: developing roller
6: transfer means
7: Cleaning device
7A: Cleaning case
7a: Cleaning blade
7b: fur brush (cleaning brush)
8: Static elimination means
10: fixing means
11: Fixing roller
12: Pressure roller
13: Cleaning blade
13A: Fur brush (cleaning brush)
13B: Cleaning blade
13a: 1st fur brush
13b: 2nd fur brush
13-1: Brush body (flocked)
13-2: Brush body (flocked)
13-3: Brush body (flocked)
14: separation means
15: Recording paper (transfer material)
16: Conveyor belt
17: Paper feeding means
20: voltage applying means
21: Sheath
21a: Fine particles of conductive substance
21b: plate-shaped conductive substance
22: core
23: Acrylic resin
24: polyester resin
27: Intermediate transfer belt
28: Paper transfer unit
30: transfer residual toner
31: Collection roller
32: Scraper
33: Recovery coil
34: Cleaner power supply
35: Polarity control means (corona discharger)
35-1: Polarity control means (fur brush)
35-2: Polarity control means (fur brush)
35-3: Polarity control means (fixed brush)
35-4: Polarity control means (fixed brush)
35-5: Polarity control means (fixed brush)
36: Polarity control power supply
37: Flicker bar
50: Process cartridge
P: Recording paper (transfer material)

Claims

A cleaning device provided in an electrophotographic image forming apparatus, which includes an electrostatic cleaning member that removes transfer residual toner on an image bearing member, wherein, on an upstream side of the electrostatic cleaning member, A cleaning device, comprising: a polarity control unit having a volume resistance value of E + 2 to E + 7 Ωcm, wherein the polarity of the transfer residual toner is made the same as that during development by the polarity control unit.

2. The cleaning apparatus according to claim 1, wherein a volume resistance value of the electrostatic cleaning member is E + 5 to E + 10 [Omega] cm.

The cleaning device according to claim 1, wherein the electrostatic cleaning member is a fur brush, and the polarity control unit has a fixed brush shape.

3. The cleaning device according to claim 1, wherein the electrostatic cleaning member is a fur brush, and the polarity control unit has a brush roller shape.

The cleaning device according to any one of claims 1 to 4, wherein the electrostatic cleaning member is a fur brush, and the polarity control unit is disposed inside the cleaning device.

The cleaning device according to claim 5, wherein the polarity control unit has a brush roller shape.

The rotation direction of the brush roller-shaped polarity control means is opposite to the rotation direction of the image carrier, and the rotation peripheral speed ratio of the polarity control means to the image carrier at a position in contact with the image carrier is 0. The cleaning device according to claim 4, wherein the cleaning device has a value of not less than 0.7 and not more than 1.3.

2. The voltage applied to the electrostatic cleaning member is opposite in polarity to the charge polarity of the toner during development, and the voltage applied to the polarity control means is the same in polarity as the charge polarity of the toner. A cleaning device according to any one of claims 1 to 7.

The voltage applied to the polarity control means is a DC voltage having the same polarity as the charging polarity of the toner, and an AC voltage superimposed on the DC voltage (hereinafter referred to as a superimposed voltage). The cleaning device according to any one of claims 1 to 8, wherein the voltage is in a range not different.

The brush body of the fur brush as the electrostatic cleaning member has a structure in which a member made of a conductive material is coated with a high-resistance material or an insulating material, and the brush body of the fur brush as the polarity control unit is A structure in which a member made of a high-resistance material or an insulating material is covered with a conductive material, or a structure in which fine particles of a conductive material are dispersed in a high-resistance material or an insulating material. The cleaning device according to claim 3, wherein:

The cleaning device according to any one of claims 1 to 10, wherein the cleaning device is for removing a spherical toner having a circularity of 0.96 or more.

12. An image forming apparatus comprising: at least an image carrier; a cleaning device according to claim 1; and a charging unit and / or a developing unit, and is detachable from an image forming apparatus main body. Process cartridge.

An image forming apparatus comprising the cleaning device according to claim 1.

An image forming apparatus, comprising: the process cartridge according to claim 12.