画像形成装置及び現像剤
【課題】 ほぼ球状の現像剤を用いた場合でもクリーニング性能を向上することができる画像形成装置及びその現像剤を提供すること。
【解決手段】 画像形成装置は、感光体ドラム１と、感光体ドラム１を帯電させる帯電ローラ２と、帯電した感光体ドラム１に潜像を形成する露光ユニット３、潜像が形成された感光体ドラム１を現像してトナー像とする現像ローラ４と、感光体ドラム１から記録紙１３上にトナー像を転写する転写ローラ８と、転写ローラ８により転写されずに残ったトナーを除去するクリーニングブレード９とを備えている。母粒子の円形度が０．９４以上であって、トナー１重量部をエタノール３．５重量部及び水１００重量部に分散した分散液の濁度が２０以上４０以下となるようなトナーを用い、クリーニングブレード９の反発弾性を４０％以上８０％以下とすることで、クリーニング性能を向上することができる。
【解決手段】 画像形成装置は、感光体ドラム１と、感光体ドラム１を帯電させる帯電ローラ２と、帯電した感光体ドラム１に潜像を形成する露光ユニット３、潜像が形成された感光体ドラム１を現像してトナー像とする現像ローラ４と、感光体ドラム１から記録紙１３上にトナー像を転写する転写ローラ８と、転写ローラ８により転写されずに残ったトナーを除去するクリーニングブレード９とを備えている。母粒子の円形度が０．９４以上であって、トナー１重量部をエタノール３．５重量部及び水１００重量部に分散した分散液の濁度が２０以上４０以下となるようなトナーを用い、クリーニングブレード９の反発弾性を４０％以上８０％以下とすることで、クリーニング性能を向上することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真法を利用して画像を形成するプリンタ、複写機及びファクシミリなどの画像形成装置及びその現像剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真法を利用して画像を形成するプリンタ、複写機及びファクシミリなどの画像形成装置では、像担持体（例えば、感光体や誘電体）上に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像剤であるトナーにより現像し、そのトナー像を記録紙に転写する。このとき、像担持体上のトナーの大部分は記録紙に転写されるが、トナーの一部は像担持体上に残留する場合がある。このような残留トナーは画像不良の原因となるため、クリーニングブレードにより除去される。
【０００３】
像担持体上のトナーを効果的に除去するため、母粒子と酸化アルミニウムの外添剤とを混合したトナーを用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。前述の文献では、遊離母粒子（外添剤が付着していない母粒子）の割合と、遊離外添剤（母粒子に付着していない外添剤）の割合を調整することで、トナーのクリーニング性能を向上している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２０７３１４号公報（第４〜７頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年、高画質化の要請から、球状又はそれに近い形状のトナーを使用することが求められている。このような球状等のトナーは、クリーニングブレードと像担持体との間をすり抜け易いため、上述したように遊離母粒子及び遊離外添剤の割合を調整しても、クリーニングブレードでトナーを除去しきれず、その結果、像担持体上の残留トナーが帯電ローラ等に付着して画像不良を生じるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、その目的は、球状又はそれに近い形状の現像剤を使用した場合でも、クリーニング性能を向上することができる画像形成装置及びその現像剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電手段により表面が帯電した像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、像担持体に形成された潜像を、母粒子と外添剤とを含む現像剤により可視像化する現像手段と、像担持体から媒体に可視像を転写する転写手段と、転写手段により転写されずに残った現像剤を像担持体から除去するクリーニングブレードを有するクリーニング手段とを備え、現像剤の母粒子の円形度が０．９４以上であり、現像剤１重量部をエタノール３．５重量部及び水１００重量部に分散した場合の分散液の濁度が２０以上４０以下であり、クリーニングブレードの反発弾性が４０％以上８０％以下であることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る画像形成装置は、また、像担持体と、像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電手段により表面が帯電した像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、像担持体に形成された潜像を、母粒子と外添剤とを含む現像剤により可視像化する現像手段と、像担持体から媒体に可視像を転写する転写手段と、転写手段により転写されずに残った現像剤を像担持体から除去するクリーニングブレードを有するクリーニング手段とを備え、現像剤の母粒子の円形度が０．９４以上であり、外添剤として平均粒径が１００ｎｍ以上のものを少なくとも１種含み、現像剤１重量部をエタノール３．５重量部及び水１００重量部に分散した場合の分散液の濁度が１０以上４０以下であり、クリーニングブレードの反発弾性が４０％以上８０％以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、球状又はそれに近い形状のトナーを用いた場合でも、クリーニングブレードのエッジ部と像担持体との間のトナーのすり抜けを防止することができ、その結果クリーニング性能を向上して、画像品質を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第１の実施の形態．
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す側面図である。図２は、図１に示した画像形成装置の全体構成を示す概略図である。図１に示すように、画像形成装置は、図中Ａで示す時計回り方向に一定速度で回転する感光体ドラム（像担持体）１を有しており、この感光体ドラム１の回転方向に沿って、帯電ローラ（帯電手段）２、露光ユニット（潜像形成手段）３、現像ユニット（現像手段）１２、転写ローラ（転写手段）８及びクリーニングブレード（クリーニング手段）９が配置されている。
【００１１】
感光体ドラム１は、ドラム状の導電性支持体の表面に光導電層を形成したものである。帯電ローラ２は、金属製のシャフトに半導電性のゴム層を形成したものであり、第１の高圧電源（図示せず）により直流電圧が付与されている。この帯電ローラ２は、感光体ドラム１の表面に圧接され又は接触した状態で、図中矢印Ｂで示す反時計回り方向に一定速度で回転する。露光ユニット３は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）を備え、画像情報に応じて感光体ドラム１の表面に光を照射し、潜像を形成するものである。
【００１２】
現像ユニット１２は、トナー（現像剤）６を収容する容器１２ａを備え、さらにこの容器１２ａ内に現像ローラ４とトナー供給ローラ５とを備えている。現像ローラ４は、図中矢印Ｃで示す反時計回り方向に一定速度で回転する。現像ローラ４には、この現像ローラ４に付着したトナー６が静電気力により感光体ドラム１に付着するように、第２の高圧電源（図示せず）によりバイアス電圧が付与されている。現像ローラ４の外周面にほぼ接するように、ブレード７が設けられており、現像ローラ４の表面に付着するトナー層の厚さを規定するようになっている。トナー供給ローラ５は、現像ローラ４に対向配置されており、図中矢印Ｄで示す反時計回り方向に一定速度で回転する。トナー供給ローラ５には、このトナー供給ローラ５に付着したトナー６が静電気力により現像ローラ４に付着するように、第３の高圧電源（図示せず）によりバイアス電圧が付与されている。
【００１３】
転写ローラ８は、記録媒体１３の搬送路を挟んで感光体ドラム１に対向配置されており、図中矢印Ｅで示す反時計回りに一定速度で回転する。転写ローラ８には、感光体ドラム１に付着したトナー６が記録紙１３に付着するように、第４の高圧電源（図示せず）によりバイアス電圧が付与されている。
【００１４】
クリーニングブレード９は、感光体ドラム１の表面に接するように配置されたゴム弾性を有する部材であり、ウレタンエラストマーにより形成されている。ウレタンエラストマーの主原料であるイソシアネート及びポリオールの比率を変えることにより、クリーニングブレード９の反発弾性を調整することができる。また、イソシアネートは通常２官能であるが、３官能のイソシアネートを加え、その割合を変えることによっても反発弾性を調整することができる。例えば、２官能のイソシアネートの割合を小さくし、３官能のイソシアネートの割合を大きくすることで反発弾性を小さくすることができる。なお、クリーニングブレード９は、ウレタンエラストマーに限らず、ゴム弾性を有する物質であれば、他の物質で構成することもできる。
【００１５】
感光体ドラム１、帯電ローラ２、露光ユニット３、現像ユニット１２、転写ローラ８及びクリーニングブレード９は、画像形成ユニット１Ａを構成している。図２に示すように、画像形成装置は、画像形成ユニット１Ａのほかに、トナーの色のみが異なる画像形成ユニット１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを有しており、これら画像形成ユニット１Ａ〜１Ｄは記録紙１３の搬送路に沿って配列されている。画像形成ユニット１Ａ〜１Ｄにより、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各トナー像を記録紙１３上に順次転写するようになっている。
【００１６】
また、画像形成装置には、記録紙１３を積層状態で収容したカセット２０と、このカセット２０から記録紙１３を１枚ずつ繰り出す給紙ローラ２１が備えられている。また、画像形成ユニット１Ａ〜１Ｄに隣接して、給紙ローラ２１により繰り出された記録紙１３を画像形成ユニット１Ａ〜１Ｄに搬送する搬送ローラ対２２が配置されている。また、画像形成ユニット１Ａ〜１Ｄの下流側（図中左側）には、加熱ローラ１０と加圧ローラ１１とを含む定着装置が配置されている。加熱ローラ１０及び加圧ローラ１１は、各色のトナー像が転写された記録紙１３を挟み込み、加熱及び加圧することで、トナー像を記録紙１３に定着させるものである。
【００１７】
次に、画像形成装置の基本動作について説明する。まず、感光体ドラム１が一定速度で回転を開始する。さらに、高電圧を付与された帯電ローラ２が感光体ドラム１の表面に接触しながら回転し、感光体ドラム１の表面を一様に帯電する。次に、露光ユニット３が、画像情報に応じて感光体ドラム１の表面を露光し、静電潜像を形成する。現像ユニット１２では、トナー供給ローラ５が回転し、現像ユニット１２内のトナー６を現像ローラ４の表面に付着させる。また、現像ローラ４も回転し、現像ローラ４に付着したトナー６が静電気力により感光体ドラム１の表面の静電潜像に付着し、トナー像が形成される。
【００１８】
一方、記録紙１３は、給紙ローラ２１によりカセット２０から繰り出され、搬送ローラ対２２により斜行が修正されたのち、画像形成ユニット１Ａ〜１Ｄに送りこまれる。記録紙１３が、各画像形成ユニットの感光体ドラム１と転写ローラ８との間を通過する際、感光体ドラム１に形成されたトナー像が、感光体ドラム１と転写ローラ８との間のバイアス電圧により記録紙１３の表面に転写される。画像形成ユニット１Ａ〜１Ｄを通過することにより、記録紙１３の表面にはイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各トナー像が転写される。
【００１９】
トナー像が転写された記録紙１３は、加熱ローラ１０と加圧ローラ１１との間を通過して加熱及び加圧され、これにより記録紙１３にトナー像が定着する。トナー像が定着された記録紙１３は、画像形成装置の外部に排出される。また、各画像形成ユニット１Ａ〜１Ｄでは、感光体ドラム１の表面に、記録紙１３に転写されなかったトナー像が残留する場合があるが、この残留トナー像はクリーニングブレード９により除去される。これにより、感光体ドラム１は、繰り返し利用（像担持）することが可能になる。
【００２０】
図３は、クリーニングブレード９による残留トナーの除去を説明するための概略図である。トナーは、粒径が６〜８μｍであり、後述する母粒子と外添剤とからなっている。クリーニングブレード９は、感光体ドラム１の軸方向に長い部材であって、その幅方向の一端部（エッジ部９ａとする。）が感光体ドラム１に接触するように、支持部材９ｂに取り付けられている。感光体ドラム１の表面に付着したトナーのうち、記録紙１３に転写されずに感光体ドラム１の表面に残った残留トナー１５は、感光体ドラム１の回転（矢印Ａ）により、クリーニングブレード９のエッジ部９ａに当接し、矢印Ｆで示すように掻き落とされる。感光体ドラム１の表面から掻き落とされたトナー１６は、図示しない廃トナー回収部で回収される。
【００２１】
一方、残留トナー１５が、クリーニングブレード９と感光体ドラム１との間をすり抜けてしまうクリーニング不良が発生すると、そのトナー１７は、さらに帯電ローラ２の表面に付着する可能性がある。帯電ローラ２に付着したトナー１８は、帯電ローラ２による感光体ドラム１表面の均一な帯電を妨げ、感光体ドラム１表面に非帯電領域が生じるため、感光体ドラム１表面には現像トナーが付着しにくい部分が生じることとなり、記録紙１３上の画像に低濃度の部分（画像不良）が生じることになる。
【００２２】
次に、このようなクリーニング不良の発生を防止するための条件を求める実験について説明する。
【００２３】
［トナーの製造］
以下の方法で、母粒子と外添剤とからなるトナーを製造した。まず、母粒子を、乳化重合凝集法により作成した。具体的には、ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム６重量部と、ノニルフェノールポリエチレンオキサイド１０モル付加物２重量部と、イオン交換水９００重量部とを含む水溶液を作成した。
【００２４】
続いて、上記水溶液に、スチレン６５重量部と、ｎ−ブチルメタクリレート３５重量部と、メタクリル酸６重量部と、ｔ−ドデシルメルカプタン３重量部とを含むモノマー溶液を添加して攪拌した。その後、窒素気流の元で攪拌しながら、摂氏７５度まで昇温した。
【００２５】
さらに、上記水溶液に、過酸化カリウム３重量部とイオン交換水１４０重量部とを含む水溶液を添加して摂氏７５度で６時間反応させ、重合体一次粒子エマルジョン（樹脂エマルジョンとする。）を得た。
【００２６】
次に、パラフィンワックスを、熱を加えながら水中で界面活性剤により乳化させ、固形分濃度２０重量％のエマルジョン（ワックスエマルジョンとする。）を作成した。このワックスエマルジョン５０重量部を、室温で上述した樹脂エマルジョンに添加し、さらにフタロシアニンブルー水分散液を６．７重量部（固形分）添加した。
【００２７】
このようにして得られたエマルジョン４００重量部に対し、塩化ナトリウム４０重量部をイオン交換水１０３重量部に溶解させた溶液を添加し、さらにイソプロパノール６７重量部とポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル（エチレンオキサイド平均重合度は１０）３．６重量部とを溶解したイオン交換水３０重量部を添加した。そののち、摂氏８５度まで昇温して塩析／融着を行った。塩析／融着時間を調整することにより、円形度の異なる２種類の母粒子Ａ，Ｂを得た。母粒子Ａの円形度（複数粒子の平均値）は０．９９であり、母粒子Ｂの円形度は０．９４である。
【００２８】
なお、円形度は、下記の式（１）に基づき、シスメックス株式会社製「フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００」を用いて測定した。
円形度＝Ｌ１／Ｌ２ ・・・ （１）
ここで、Ｌ１は、粒子投影像の面積と同じ面積を有する円の周囲長であり、Ｌ２は、粒子投影像の周囲長である。この円形度が１．００であれば真球であり、円形度が１．００より小さくなるにつれて粒子形状は不定形になる。
【００２９】
次に、母粒子Ａ，Ｂそれぞれ１００重量部に対して、外添剤としてシリカＲ２０２（日本エアロジル株式会社製）、シリカＲＸ５０（日本エアロジル株式会社製）、チタニアＴ８０５（日本エアロジル株式会社製）をそれぞれ添加し、ヘンシェルミキサー（三井鉱山株式会社製）により回転数２１００ｒｐｍで攪拌した。攪拌時間は、後述する表１に示すとおりである。
【００３０】
ここで、シリカＲ２０２は、主として流動化剤として役割を有するものである。シリカＲＸ５０は、主として経時変化による流動性低下を抑制する役割を有するものである。チタニアＴ８０５は、主として帯電を安定させる役割を有するものである。また、シリカＲ２０２の平均粒径は１４ｎｍであり、シリカＲＸ５０の平均粒径は４０ｎｍである。チタニアＴ８０５の平均粒径は２１ｎｍである。
【００３１】
ここでは、チタニアＴ８０５の添加量（０．２重量部）を一定にし、シリカＲ２０２の添加量（０．５重量部、０．７重量部）、シリカＲＸ５０の添加量（１．０重量部、２．０重量部）及び攪拌時間（１分〜６分）を変えることにより、１０種類のトナー（トナー１〜１０とする。）を製造した。各トナーにおける外添剤の添加量と攪拌時間は、表１に示すとおりである。
【００３２】
［測定］
次に、濁度測定を行った。上述したトナー１〜１０のそれぞれ１重量部に、エタノールを３．５重量部を加えて、超音波分散を５分行った。その後、さらにイオン交換水を１００重量部加えて超音波分散を５分間行ったのち４８時間静置することにより、分散液を作成した。静置後、沈殿物質及び浮上物質を除いた分散液の濁度を、日本電色工業株式会社製の濁度計「ＮＤＨ２０００」により測定した。
【００３３】
上記のように沈殿物質及び浮上物質を除去することで、母粒子（及び母粒子に付着した状態の外添剤）は分散液から除去される。分散液中に分散されている外添剤は、上記トナー製造段階で加えられた全外添剤のうち、当初（トナー製造段階）から母粒子に付着していなかった外添剤と、当初は母粒子に付着していたが、母粒子との付着力が弱いために分散液作成段階で母粒子から脱離した外添剤とを含んでいる。分散液の濁度は、トナーにストレスが加えられるような画像形成装置内の環境下でトナーから遊離している外添剤量が多いほど、大きな値を示す。
【００３４】
分散液の濁度測定を行った結果を表１に示す。なお、この表１において、外添剤の添加量は、いずれも母粒子１００重量部に対する値（重量部）である。
【００３５】
【表１】
【００３６】
次に、上記１０種類のトナーのそれぞれを用いて、画像形成装置でのクリーニング性能の評価を行った。画像形成装置では、反発弾性を３０〜８５％の範囲で５通りに変えたクリーニングブレード９を、それぞれ感光体ドラム１に接触させた。なお、反発弾性とは、ＪＩＳ−Ｋ６２５５により規定されたものである。記録紙の搬送速度は１２０ｍｍ／秒とし、デューティが１００％のパターン（いわゆる全面べた印刷）を連続して３００００枚印刷し、クリーニング不良に伴う画像不良の有無を調べた。その結果を表２に示す。
【００３７】
【表２】
【００３８】
表２において、「○」は、クリーニング不良による画像不良が観察されなかったことを示す。「×」は、クリーニング不良による画像不良が観察されたことを示す。また、ＲＥ（％）は、クリーニングブレード９の反発弾性を示す。
【００３９】
表１及び表２から、分散液の濁度が２０〜４０の範囲にあり（トナー３〜８）、且つクリーニングブレード９の反発弾性が４０％〜８０％の範囲にあれば、クリーニング不良が生じないことがわかる。これは、外添剤がクリーニングブレード９のエッジ部９ａと感光体ドラム１との間に溜まり、後続のトナーがクリーニングブレード９のエッジ部９ａと感光体ドラム１との間に侵入するのを防止するためと考えられる。
【００４０】
この結果をより詳細に検討する。分散液の濁度が２０よりも小さい場合には、クリーニングブレード９のエッジ部と感光体ドラム１との間に溜まる外添剤量が少ないことから、クリーニングブレード９のエッジ部９ａと感光体ドラム１との間に侵入してくるトナーを十分に排除することができず、トナーのすり抜けが生じてクリーニング不良を生じると考えられる。一方、分散液の濁度が４０よりも大きい場合には、トナーに付着していない外添剤量が過剰であるため、外添剤が感光体ドラム１に生じた傷に付着してフィルミングを引き起こし、その結果、クリーニングブレード９の損傷を招いてトナーのすり抜けが容易になり、クリーニング不良を生じると考えられる。
【００４１】
これに対し、分散液の濁度が２０〜４０の範囲にあれば、クリーニングブレード９のエッジ部９ａと感光体ドラム１との間に、後続のトナーを十分に排除できる程度の外添剤が溜まる上、外添剤量がフィルミングを引き起こすほどの量ではないためクリーニングブレードの損傷を招くおそれがなく、その結果、クリーニング不良の発生を防止することができると考えられる。
【００４２】
また、クリーニングブレード９の反発弾性が４０％よりも小さい場合には、クリーニングブレード９のエッジ部９ａと感光体ドラム１との間に侵入するトナーによってエッジ部９ａが弾性変形させられ（押し上げられ）、その結果、トナーのすり抜けが容易になり、クリーニング不良を生じると考えられる。一方、クリーニングブレード９の反発弾性が８０％よりも大きい場合には、クリーニングブレード９自身の耐久性不足により欠けや磨耗が生じ、その欠け等が生じた部分からトナーがすり抜け易くなり、やはりクリーニング不良を生じると考えられる。
【００４３】
これに対し、クリーニングブレード９の反発弾性が４０〜８０％の範囲にあれば、エッジ部９ａがトナーによって弾性変形されにくく、かつクリーニングブレード９自身の欠けや磨耗も生じにくい。その結果、クリーニングブレード９のエッジ部９ａと感光体ドラム１との間のトナーのすり抜けを抑制し、クリーニング不良の発生を防止することができると考えられる。
【００４４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、母粒子の円形度が９４以上となるような球状又はそれに近いトナーを用いた場合であっても、分散液（トナー１重量部をエタノール３．５重量部及び水１００重量部に分散したもの）の濁度が２０〜４０の範囲にあるトナーを用い、且つクリーニングブレード９の反発弾性を４０〜８０％とすることにより、クリーニング性能を向上し、画像品質を向上することができる。
【００４５】
第２の実施の形態．
第２の実施の形態は、トナーの外添剤として、平均粒径が１００ｎｍ以上のものを少なくとも１種含ませるようにしたものであり、それ以外の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００４６】
ここでは、平均粒径１００ｎｍ以上の外添剤の一例として、平均粒径１１０ｎｍのシリカであるシーホスタＫＥ−Ｐ１０−Ｓ１（株式会社日本触媒製）を添加して、第１の実施の形態と同様に実験を行った。すなわち、第１の実施の形態で説明した方法で作成した母粒子Ａ，Ｂそれぞれ１００重量部に対して、外添剤として、平均粒径が１１０ｎｍの上記シーホスタＫＥ−Ｐ１０−Ｓ１を添加し、さらに、第１の実施の形態で説明したシリカＲ２０２、シリカＲＸ５０及びチタニアＴ８０５（いずれも日本エアロジル株式会社製）を添加し、ヘンシェルミキサー（三井鉱山株式会社製）により回転数２３５０ｒｐｍで攪拌した。シリカＲ２０２、シリカＲＸ５０、チタニアＴ８０５の平均粒径は、第１の実施の形態で説明したとおりである。
【００４７】
ここでは、チタニアＴ８０５の添加量（０．１重量部）を一定にし、シーホスタＫＥ−Ｐ１０−Ｓ１の添加量（０．５重量部、１．０重量部、１．５重量部）、シリカＲ２０２の添加量（０．５重量部、０．７重量部）、シリカＲＸ５０の添加量（０．５重量部、１．０重量部）及び攪拌時間（１分〜７分）を変えることにより、１０種類のトナー（トナー１１〜２０とする。）を作成した。各トナーにおける外添剤の添加量と攪拌時間は、表３に示すとおりである。
【００４８】
このように作成した１０種類のトナー１１〜２０を用いて、第１の実施の形態で説明したように分散液を作成し、濁度測定を行った。濁度の測定結果を表３に示す。
【００４９】
【表３】
【００５０】
また、上述した１０種類のトナー１１〜２０のそれぞれを用いて、画像形成装置でクリーニング性能の評価を行った。画像形成装置では、反発弾性が３０〜８５％の範囲で５通りに変えたクリーニングブレード９を、それぞれ感光体ドラム１に当接させた。印刷条件は、第１の実施の形態で説明したとおりである。評価結果を表４に示す。
【００５１】
【表４】
【００５２】
表３及び表４から、クリーニングブレードの反発弾性が４０％〜８０％であれば、分散液の濁度が１０〜４０である場合（トナー１３〜１８）に、クリーニング不良が生じないことがわかる。
【００５３】
クリーニング不良を生じない分散液の濁度の範囲は、第１の実施の形態では２０〜４０であったのに対し、第２の実施の形態では１０〜４０であり、より広い範囲でクリーニング性能が向上している。これは、平均粒径１００ｎｍ以上の大径外添剤が少量でも存在することにより、クリーニングブレード９のエッジ部と感光体ドラム１との間をトナーがすり抜けるのを防止する効果が高まる結果、分散液の濁度が１０以上であればクリーニング不良の発生を抑制できるためと考えられる。
【００５４】
また、第１の実施の形態でも説明したように、クリーニングブレード９の反発弾性が４０〜８０％の範囲でクリーニング不良が生じないのは、反発弾性がこの範囲にあれば、トナーによってクリーニングブレード９のエッジ部９ａが変形させられにくく、また、クリーニングブレード９自身の耐久性不足による欠けや磨耗も生じにくいため、クリーニングブレード９と感光体ドラム１との間のトナーのすり抜けを抑制でき、その結果、クリーニング不良の発生を抑制できるからと考えられる。
【００５５】
なお、上記の実験では、外添剤シーホスタＫＥ−Ｐ１０−Ｓ１の平均粒径を１１０ｎｍとしたが、少なくとも１００ｎｍ以上の範囲であれば同様の結果が得られる。これは、大径外添剤の平均粒径が少なくとも１００ｎｍ以上であれば、クリーニングブレード９のエッジ部９ａと感光体ドラム１との間に溜まって後続のトナーを排除する高い効果が得られるためと考えられる。
【００５６】
また、上記の実験では、シアンのトナーを用いた場合について説明したが、第１の実施の形態と同様、イエロー、マゼンタ、ブラックのトナーを用いた場合も同様の結果が得られる。
【００５７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、外添剤として平均粒径１００ｎｍ以上のものを少なくとも１種類含む場合には、分散液（トナー１重量部をエタノール３．５重量部及び水１００重量部に分散したもの）の濁度が１０〜４０の範囲にあるトナーを用い、且つクリーニングブレード９の反発弾性を４０〜８０％とすることにより、クリーニング性能を向上し、画像品質を向上することができる。
【００５８】
なお、上述した第１及び第２の実施の形態では、トナーの母粒子を乳化重合凝集法によって作成したが、球状又はそれに近い形状が得られる方法であれば、例えば懸濁重合法であってもよいし、粉砕法と熱処理とを組み合わせた方法であってもよい。また、クリーニングブレード９は、ウレタンエラストマーに限らず、ゴム弾性を有する物質であれば、他の物質で構成してもよい。
【００５９】
本発明は、上述した電子写真方式のカラープリンタに限らず、モノクロプリンタ、複写機、ファクシミリ等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す側面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置のクリーニングブレードの作用を説明するための概略図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 感光体ドラム
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 画像形成ユニット
２ 帯電ローラ
３ 露光装置
４ 現像ローラ
５ トナー供給ローラ
６，１５，１６，１７，１８ トナー
８ 転写ローラ
９ クリーニングブレード
９ａ エッジ部
１０ 加熱ローラ
１１ 加圧ローラ
１２ 現像装置
１３ 記録紙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真法を利用して画像を形成するプリンタ、複写機及びファクシミリなどの画像形成装置及びその現像剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真法を利用して画像を形成するプリンタ、複写機及びファクシミリなどの画像形成装置では、像担持体（例えば、感光体や誘電体）上に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像剤であるトナーにより現像し、そのトナー像を記録紙に転写する。このとき、像担持体上のトナーの大部分は記録紙に転写されるが、トナーの一部は像担持体上に残留する場合がある。このような残留トナーは画像不良の原因となるため、クリーニングブレードにより除去される。
【０００３】
像担持体上のトナーを効果的に除去するため、母粒子と酸化アルミニウムの外添剤とを混合したトナーを用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。前述の文献では、遊離母粒子（外添剤が付着していない母粒子）の割合と、遊離外添剤（母粒子に付着していない外添剤）の割合を調整することで、トナーのクリーニング性能を向上している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２０７３１４号公報（第４〜７頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年、高画質化の要請から、球状又はそれに近い形状のトナーを使用することが求められている。このような球状等のトナーは、クリーニングブレードと像担持体との間をすり抜け易いため、上述したように遊離母粒子及び遊離外添剤の割合を調整しても、クリーニングブレードでトナーを除去しきれず、その結果、像担持体上の残留トナーが帯電ローラ等に付着して画像不良を生じるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、その目的は、球状又はそれに近い形状の現像剤を使用した場合でも、クリーニング性能を向上することができる画像形成装置及びその現像剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る画像形成装置は、像担持体と、像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電手段により表面が帯電した像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、像担持体に形成された潜像を、母粒子と外添剤とを含む現像剤により可視像化する現像手段と、像担持体から媒体に可視像を転写する転写手段と、転写手段により転写されずに残った現像剤を像担持体から除去するクリーニングブレードを有するクリーニング手段とを備え、現像剤の母粒子の円形度が０．９４以上であり、現像剤１重量部をエタノール３．５重量部及び水１００重量部に分散した場合の分散液の濁度が２０以上４０以下であり、クリーニングブレードの反発弾性が４０％以上８０％以下であることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る画像形成装置は、また、像担持体と、像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電手段により表面が帯電した像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、像担持体に形成された潜像を、母粒子と外添剤とを含む現像剤により可視像化する現像手段と、像担持体から媒体に可視像を転写する転写手段と、転写手段により転写されずに残った現像剤を像担持体から除去するクリーニングブレードを有するクリーニング手段とを備え、現像剤の母粒子の円形度が０．９４以上であり、外添剤として平均粒径が１００ｎｍ以上のものを少なくとも１種含み、現像剤１重量部をエタノール３．５重量部及び水１００重量部に分散した場合の分散液の濁度が１０以上４０以下であり、クリーニングブレードの反発弾性が４０％以上８０％以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、球状又はそれに近い形状のトナーを用いた場合でも、クリーニングブレードのエッジ部と像担持体との間のトナーのすり抜けを防止することができ、その結果クリーニング性能を向上して、画像品質を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第１の実施の形態．
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す側面図である。図２は、図１に示した画像形成装置の全体構成を示す概略図である。図１に示すように、画像形成装置は、図中Ａで示す時計回り方向に一定速度で回転する感光体ドラム（像担持体）１を有しており、この感光体ドラム１の回転方向に沿って、帯電ローラ（帯電手段）２、露光ユニット（潜像形成手段）３、現像ユニット（現像手段）１２、転写ローラ（転写手段）８及びクリーニングブレード（クリーニング手段）９が配置されている。
【００１１】
感光体ドラム１は、ドラム状の導電性支持体の表面に光導電層を形成したものである。帯電ローラ２は、金属製のシャフトに半導電性のゴム層を形成したものであり、第１の高圧電源（図示せず）により直流電圧が付与されている。この帯電ローラ２は、感光体ドラム１の表面に圧接され又は接触した状態で、図中矢印Ｂで示す反時計回り方向に一定速度で回転する。露光ユニット３は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）を備え、画像情報に応じて感光体ドラム１の表面に光を照射し、潜像を形成するものである。
【００１２】
現像ユニット１２は、トナー（現像剤）６を収容する容器１２ａを備え、さらにこの容器１２ａ内に現像ローラ４とトナー供給ローラ５とを備えている。現像ローラ４は、図中矢印Ｃで示す反時計回り方向に一定速度で回転する。現像ローラ４には、この現像ローラ４に付着したトナー６が静電気力により感光体ドラム１に付着するように、第２の高圧電源（図示せず）によりバイアス電圧が付与されている。現像ローラ４の外周面にほぼ接するように、ブレード７が設けられており、現像ローラ４の表面に付着するトナー層の厚さを規定するようになっている。トナー供給ローラ５は、現像ローラ４に対向配置されており、図中矢印Ｄで示す反時計回り方向に一定速度で回転する。トナー供給ローラ５には、このトナー供給ローラ５に付着したトナー６が静電気力により現像ローラ４に付着するように、第３の高圧電源（図示せず）によりバイアス電圧が付与されている。
【００１３】
転写ローラ８は、記録媒体１３の搬送路を挟んで感光体ドラム１に対向配置されており、図中矢印Ｅで示す反時計回りに一定速度で回転する。転写ローラ８には、感光体ドラム１に付着したトナー６が記録紙１３に付着するように、第４の高圧電源（図示せず）によりバイアス電圧が付与されている。
【００１４】
クリーニングブレード９は、感光体ドラム１の表面に接するように配置されたゴム弾性を有する部材であり、ウレタンエラストマーにより形成されている。ウレタンエラストマーの主原料であるイソシアネート及びポリオールの比率を変えることにより、クリーニングブレード９の反発弾性を調整することができる。また、イソシアネートは通常２官能であるが、３官能のイソシアネートを加え、その割合を変えることによっても反発弾性を調整することができる。例えば、２官能のイソシアネートの割合を小さくし、３官能のイソシアネートの割合を大きくすることで反発弾性を小さくすることができる。なお、クリーニングブレード９は、ウレタンエラストマーに限らず、ゴム弾性を有する物質であれば、他の物質で構成することもできる。
【００１５】
感光体ドラム１、帯電ローラ２、露光ユニット３、現像ユニット１２、転写ローラ８及びクリーニングブレード９は、画像形成ユニット１Ａを構成している。図２に示すように、画像形成装置は、画像形成ユニット１Ａのほかに、トナーの色のみが異なる画像形成ユニット１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを有しており、これら画像形成ユニット１Ａ〜１Ｄは記録紙１３の搬送路に沿って配列されている。画像形成ユニット１Ａ〜１Ｄにより、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各トナー像を記録紙１３上に順次転写するようになっている。
【００１６】
また、画像形成装置には、記録紙１３を積層状態で収容したカセット２０と、このカセット２０から記録紙１３を１枚ずつ繰り出す給紙ローラ２１が備えられている。また、画像形成ユニット１Ａ〜１Ｄに隣接して、給紙ローラ２１により繰り出された記録紙１３を画像形成ユニット１Ａ〜１Ｄに搬送する搬送ローラ対２２が配置されている。また、画像形成ユニット１Ａ〜１Ｄの下流側（図中左側）には、加熱ローラ１０と加圧ローラ１１とを含む定着装置が配置されている。加熱ローラ１０及び加圧ローラ１１は、各色のトナー像が転写された記録紙１３を挟み込み、加熱及び加圧することで、トナー像を記録紙１３に定着させるものである。
【００１７】
次に、画像形成装置の基本動作について説明する。まず、感光体ドラム１が一定速度で回転を開始する。さらに、高電圧を付与された帯電ローラ２が感光体ドラム１の表面に接触しながら回転し、感光体ドラム１の表面を一様に帯電する。次に、露光ユニット３が、画像情報に応じて感光体ドラム１の表面を露光し、静電潜像を形成する。現像ユニット１２では、トナー供給ローラ５が回転し、現像ユニット１２内のトナー６を現像ローラ４の表面に付着させる。また、現像ローラ４も回転し、現像ローラ４に付着したトナー６が静電気力により感光体ドラム１の表面の静電潜像に付着し、トナー像が形成される。
【００１８】
一方、記録紙１３は、給紙ローラ２１によりカセット２０から繰り出され、搬送ローラ対２２により斜行が修正されたのち、画像形成ユニット１Ａ〜１Ｄに送りこまれる。記録紙１３が、各画像形成ユニットの感光体ドラム１と転写ローラ８との間を通過する際、感光体ドラム１に形成されたトナー像が、感光体ドラム１と転写ローラ８との間のバイアス電圧により記録紙１３の表面に転写される。画像形成ユニット１Ａ〜１Ｄを通過することにより、記録紙１３の表面にはイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各トナー像が転写される。
【００１９】
トナー像が転写された記録紙１３は、加熱ローラ１０と加圧ローラ１１との間を通過して加熱及び加圧され、これにより記録紙１３にトナー像が定着する。トナー像が定着された記録紙１３は、画像形成装置の外部に排出される。また、各画像形成ユニット１Ａ〜１Ｄでは、感光体ドラム１の表面に、記録紙１３に転写されなかったトナー像が残留する場合があるが、この残留トナー像はクリーニングブレード９により除去される。これにより、感光体ドラム１は、繰り返し利用（像担持）することが可能になる。
【００２０】
図３は、クリーニングブレード９による残留トナーの除去を説明するための概略図である。トナーは、粒径が６〜８μｍであり、後述する母粒子と外添剤とからなっている。クリーニングブレード９は、感光体ドラム１の軸方向に長い部材であって、その幅方向の一端部（エッジ部９ａとする。）が感光体ドラム１に接触するように、支持部材９ｂに取り付けられている。感光体ドラム１の表面に付着したトナーのうち、記録紙１３に転写されずに感光体ドラム１の表面に残った残留トナー１５は、感光体ドラム１の回転（矢印Ａ）により、クリーニングブレード９のエッジ部９ａに当接し、矢印Ｆで示すように掻き落とされる。感光体ドラム１の表面から掻き落とされたトナー１６は、図示しない廃トナー回収部で回収される。
【００２１】
一方、残留トナー１５が、クリーニングブレード９と感光体ドラム１との間をすり抜けてしまうクリーニング不良が発生すると、そのトナー１７は、さらに帯電ローラ２の表面に付着する可能性がある。帯電ローラ２に付着したトナー１８は、帯電ローラ２による感光体ドラム１表面の均一な帯電を妨げ、感光体ドラム１表面に非帯電領域が生じるため、感光体ドラム１表面には現像トナーが付着しにくい部分が生じることとなり、記録紙１３上の画像に低濃度の部分（画像不良）が生じることになる。
【００２２】
次に、このようなクリーニング不良の発生を防止するための条件を求める実験について説明する。
【００２３】
［トナーの製造］
以下の方法で、母粒子と外添剤とからなるトナーを製造した。まず、母粒子を、乳化重合凝集法により作成した。具体的には、ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム６重量部と、ノニルフェノールポリエチレンオキサイド１０モル付加物２重量部と、イオン交換水９００重量部とを含む水溶液を作成した。
【００２４】
続いて、上記水溶液に、スチレン６５重量部と、ｎ−ブチルメタクリレート３５重量部と、メタクリル酸６重量部と、ｔ−ドデシルメルカプタン３重量部とを含むモノマー溶液を添加して攪拌した。その後、窒素気流の元で攪拌しながら、摂氏７５度まで昇温した。
【００２５】
さらに、上記水溶液に、過酸化カリウム３重量部とイオン交換水１４０重量部とを含む水溶液を添加して摂氏７５度で６時間反応させ、重合体一次粒子エマルジョン（樹脂エマルジョンとする。）を得た。
【００２６】
次に、パラフィンワックスを、熱を加えながら水中で界面活性剤により乳化させ、固形分濃度２０重量％のエマルジョン（ワックスエマルジョンとする。）を作成した。このワックスエマルジョン５０重量部を、室温で上述した樹脂エマルジョンに添加し、さらにフタロシアニンブルー水分散液を６．７重量部（固形分）添加した。
【００２７】
このようにして得られたエマルジョン４００重量部に対し、塩化ナトリウム４０重量部をイオン交換水１０３重量部に溶解させた溶液を添加し、さらにイソプロパノール６７重量部とポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル（エチレンオキサイド平均重合度は１０）３．６重量部とを溶解したイオン交換水３０重量部を添加した。そののち、摂氏８５度まで昇温して塩析／融着を行った。塩析／融着時間を調整することにより、円形度の異なる２種類の母粒子Ａ，Ｂを得た。母粒子Ａの円形度（複数粒子の平均値）は０．９９であり、母粒子Ｂの円形度は０．９４である。
【００２８】
なお、円形度は、下記の式（１）に基づき、シスメックス株式会社製「フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００」を用いて測定した。
円形度＝Ｌ１／Ｌ２ ・・・ （１）
ここで、Ｌ１は、粒子投影像の面積と同じ面積を有する円の周囲長であり、Ｌ２は、粒子投影像の周囲長である。この円形度が１．００であれば真球であり、円形度が１．００より小さくなるにつれて粒子形状は不定形になる。
【００２９】
次に、母粒子Ａ，Ｂそれぞれ１００重量部に対して、外添剤としてシリカＲ２０２（日本エアロジル株式会社製）、シリカＲＸ５０（日本エアロジル株式会社製）、チタニアＴ８０５（日本エアロジル株式会社製）をそれぞれ添加し、ヘンシェルミキサー（三井鉱山株式会社製）により回転数２１００ｒｐｍで攪拌した。攪拌時間は、後述する表１に示すとおりである。
【００３０】
ここで、シリカＲ２０２は、主として流動化剤として役割を有するものである。シリカＲＸ５０は、主として経時変化による流動性低下を抑制する役割を有するものである。チタニアＴ８０５は、主として帯電を安定させる役割を有するものである。また、シリカＲ２０２の平均粒径は１４ｎｍであり、シリカＲＸ５０の平均粒径は４０ｎｍである。チタニアＴ８０５の平均粒径は２１ｎｍである。
【００３１】
ここでは、チタニアＴ８０５の添加量（０．２重量部）を一定にし、シリカＲ２０２の添加量（０．５重量部、０．７重量部）、シリカＲＸ５０の添加量（１．０重量部、２．０重量部）及び攪拌時間（１分〜６分）を変えることにより、１０種類のトナー（トナー１〜１０とする。）を製造した。各トナーにおける外添剤の添加量と攪拌時間は、表１に示すとおりである。
【００３２】
［測定］
次に、濁度測定を行った。上述したトナー１〜１０のそれぞれ１重量部に、エタノールを３．５重量部を加えて、超音波分散を５分行った。その後、さらにイオン交換水を１００重量部加えて超音波分散を５分間行ったのち４８時間静置することにより、分散液を作成した。静置後、沈殿物質及び浮上物質を除いた分散液の濁度を、日本電色工業株式会社製の濁度計「ＮＤＨ２０００」により測定した。
【００３３】
上記のように沈殿物質及び浮上物質を除去することで、母粒子（及び母粒子に付着した状態の外添剤）は分散液から除去される。分散液中に分散されている外添剤は、上記トナー製造段階で加えられた全外添剤のうち、当初（トナー製造段階）から母粒子に付着していなかった外添剤と、当初は母粒子に付着していたが、母粒子との付着力が弱いために分散液作成段階で母粒子から脱離した外添剤とを含んでいる。分散液の濁度は、トナーにストレスが加えられるような画像形成装置内の環境下でトナーから遊離している外添剤量が多いほど、大きな値を示す。
【００３４】
分散液の濁度測定を行った結果を表１に示す。なお、この表１において、外添剤の添加量は、いずれも母粒子１００重量部に対する値（重量部）である。
【００３５】
【表１】
【００３６】
次に、上記１０種類のトナーのそれぞれを用いて、画像形成装置でのクリーニング性能の評価を行った。画像形成装置では、反発弾性を３０〜８５％の範囲で５通りに変えたクリーニングブレード９を、それぞれ感光体ドラム１に接触させた。なお、反発弾性とは、ＪＩＳ−Ｋ６２５５により規定されたものである。記録紙の搬送速度は１２０ｍｍ／秒とし、デューティが１００％のパターン（いわゆる全面べた印刷）を連続して３００００枚印刷し、クリーニング不良に伴う画像不良の有無を調べた。その結果を表２に示す。
【００３７】
【表２】
【００３８】
表２において、「○」は、クリーニング不良による画像不良が観察されなかったことを示す。「×」は、クリーニング不良による画像不良が観察されたことを示す。また、ＲＥ（％）は、クリーニングブレード９の反発弾性を示す。
【００３９】
表１及び表２から、分散液の濁度が２０〜４０の範囲にあり（トナー３〜８）、且つクリーニングブレード９の反発弾性が４０％〜８０％の範囲にあれば、クリーニング不良が生じないことがわかる。これは、外添剤がクリーニングブレード９のエッジ部９ａと感光体ドラム１との間に溜まり、後続のトナーがクリーニングブレード９のエッジ部９ａと感光体ドラム１との間に侵入するのを防止するためと考えられる。
【００４０】
この結果をより詳細に検討する。分散液の濁度が２０よりも小さい場合には、クリーニングブレード９のエッジ部と感光体ドラム１との間に溜まる外添剤量が少ないことから、クリーニングブレード９のエッジ部９ａと感光体ドラム１との間に侵入してくるトナーを十分に排除することができず、トナーのすり抜けが生じてクリーニング不良を生じると考えられる。一方、分散液の濁度が４０よりも大きい場合には、トナーに付着していない外添剤量が過剰であるため、外添剤が感光体ドラム１に生じた傷に付着してフィルミングを引き起こし、その結果、クリーニングブレード９の損傷を招いてトナーのすり抜けが容易になり、クリーニング不良を生じると考えられる。
【００４１】
これに対し、分散液の濁度が２０〜４０の範囲にあれば、クリーニングブレード９のエッジ部９ａと感光体ドラム１との間に、後続のトナーを十分に排除できる程度の外添剤が溜まる上、外添剤量がフィルミングを引き起こすほどの量ではないためクリーニングブレードの損傷を招くおそれがなく、その結果、クリーニング不良の発生を防止することができると考えられる。
【００４２】
また、クリーニングブレード９の反発弾性が４０％よりも小さい場合には、クリーニングブレード９のエッジ部９ａと感光体ドラム１との間に侵入するトナーによってエッジ部９ａが弾性変形させられ（押し上げられ）、その結果、トナーのすり抜けが容易になり、クリーニング不良を生じると考えられる。一方、クリーニングブレード９の反発弾性が８０％よりも大きい場合には、クリーニングブレード９自身の耐久性不足により欠けや磨耗が生じ、その欠け等が生じた部分からトナーがすり抜け易くなり、やはりクリーニング不良を生じると考えられる。
【００４３】
これに対し、クリーニングブレード９の反発弾性が４０〜８０％の範囲にあれば、エッジ部９ａがトナーによって弾性変形されにくく、かつクリーニングブレード９自身の欠けや磨耗も生じにくい。その結果、クリーニングブレード９のエッジ部９ａと感光体ドラム１との間のトナーのすり抜けを抑制し、クリーニング不良の発生を防止することができると考えられる。
【００４４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、母粒子の円形度が９４以上となるような球状又はそれに近いトナーを用いた場合であっても、分散液（トナー１重量部をエタノール３．５重量部及び水１００重量部に分散したもの）の濁度が２０〜４０の範囲にあるトナーを用い、且つクリーニングブレード９の反発弾性を４０〜８０％とすることにより、クリーニング性能を向上し、画像品質を向上することができる。
【００４５】
第２の実施の形態．
第２の実施の形態は、トナーの外添剤として、平均粒径が１００ｎｍ以上のものを少なくとも１種含ませるようにしたものであり、それ以外の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００４６】
ここでは、平均粒径１００ｎｍ以上の外添剤の一例として、平均粒径１１０ｎｍのシリカであるシーホスタＫＥ−Ｐ１０−Ｓ１（株式会社日本触媒製）を添加して、第１の実施の形態と同様に実験を行った。すなわち、第１の実施の形態で説明した方法で作成した母粒子Ａ，Ｂそれぞれ１００重量部に対して、外添剤として、平均粒径が１１０ｎｍの上記シーホスタＫＥ−Ｐ１０−Ｓ１を添加し、さらに、第１の実施の形態で説明したシリカＲ２０２、シリカＲＸ５０及びチタニアＴ８０５（いずれも日本エアロジル株式会社製）を添加し、ヘンシェルミキサー（三井鉱山株式会社製）により回転数２３５０ｒｐｍで攪拌した。シリカＲ２０２、シリカＲＸ５０、チタニアＴ８０５の平均粒径は、第１の実施の形態で説明したとおりである。
【００４７】
ここでは、チタニアＴ８０５の添加量（０．１重量部）を一定にし、シーホスタＫＥ−Ｐ１０−Ｓ１の添加量（０．５重量部、１．０重量部、１．５重量部）、シリカＲ２０２の添加量（０．５重量部、０．７重量部）、シリカＲＸ５０の添加量（０．５重量部、１．０重量部）及び攪拌時間（１分〜７分）を変えることにより、１０種類のトナー（トナー１１〜２０とする。）を作成した。各トナーにおける外添剤の添加量と攪拌時間は、表３に示すとおりである。
【００４８】
このように作成した１０種類のトナー１１〜２０を用いて、第１の実施の形態で説明したように分散液を作成し、濁度測定を行った。濁度の測定結果を表３に示す。
【００４９】
【表３】
【００５０】
また、上述した１０種類のトナー１１〜２０のそれぞれを用いて、画像形成装置でクリーニング性能の評価を行った。画像形成装置では、反発弾性が３０〜８５％の範囲で５通りに変えたクリーニングブレード９を、それぞれ感光体ドラム１に当接させた。印刷条件は、第１の実施の形態で説明したとおりである。評価結果を表４に示す。
【００５１】
【表４】
【００５２】
表３及び表４から、クリーニングブレードの反発弾性が４０％〜８０％であれば、分散液の濁度が１０〜４０である場合（トナー１３〜１８）に、クリーニング不良が生じないことがわかる。
【００５３】
クリーニング不良を生じない分散液の濁度の範囲は、第１の実施の形態では２０〜４０であったのに対し、第２の実施の形態では１０〜４０であり、より広い範囲でクリーニング性能が向上している。これは、平均粒径１００ｎｍ以上の大径外添剤が少量でも存在することにより、クリーニングブレード９のエッジ部と感光体ドラム１との間をトナーがすり抜けるのを防止する効果が高まる結果、分散液の濁度が１０以上であればクリーニング不良の発生を抑制できるためと考えられる。
【００５４】
また、第１の実施の形態でも説明したように、クリーニングブレード９の反発弾性が４０〜８０％の範囲でクリーニング不良が生じないのは、反発弾性がこの範囲にあれば、トナーによってクリーニングブレード９のエッジ部９ａが変形させられにくく、また、クリーニングブレード９自身の耐久性不足による欠けや磨耗も生じにくいため、クリーニングブレード９と感光体ドラム１との間のトナーのすり抜けを抑制でき、その結果、クリーニング不良の発生を抑制できるからと考えられる。
【００５５】
なお、上記の実験では、外添剤シーホスタＫＥ−Ｐ１０−Ｓ１の平均粒径を１１０ｎｍとしたが、少なくとも１００ｎｍ以上の範囲であれば同様の結果が得られる。これは、大径外添剤の平均粒径が少なくとも１００ｎｍ以上であれば、クリーニングブレード９のエッジ部９ａと感光体ドラム１との間に溜まって後続のトナーを排除する高い効果が得られるためと考えられる。
【００５６】
また、上記の実験では、シアンのトナーを用いた場合について説明したが、第１の実施の形態と同様、イエロー、マゼンタ、ブラックのトナーを用いた場合も同様の結果が得られる。
【００５７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、外添剤として平均粒径１００ｎｍ以上のものを少なくとも１種類含む場合には、分散液（トナー１重量部をエタノール３．５重量部及び水１００重量部に分散したもの）の濁度が１０〜４０の範囲にあるトナーを用い、且つクリーニングブレード９の反発弾性を４０〜８０％とすることにより、クリーニング性能を向上し、画像品質を向上することができる。
【００５８】
なお、上述した第１及び第２の実施の形態では、トナーの母粒子を乳化重合凝集法によって作成したが、球状又はそれに近い形状が得られる方法であれば、例えば懸濁重合法であってもよいし、粉砕法と熱処理とを組み合わせた方法であってもよい。また、クリーニングブレード９は、ウレタンエラストマーに限らず、ゴム弾性を有する物質であれば、他の物質で構成してもよい。
【００５９】
本発明は、上述した電子写真方式のカラープリンタに限らず、モノクロプリンタ、複写機、ファクシミリ等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の要部を示す側面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置のクリーニングブレードの作用を説明するための概略図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 感光体ドラム
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 画像形成ユニット
２ 帯電ローラ
３ 露光装置
４ 現像ローラ
５ トナー供給ローラ
６，１５，１６，１７，１８ トナー
８ 転写ローラ
９ クリーニングブレード
９ａ エッジ部
１０ 加熱ローラ
１１ 加圧ローラ
１２ 現像装置
１３ 記録紙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段により帯電した前記像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記像担持体に形成された潜像を、母粒子と外添剤とを含む現像剤により可視像化する現像手段と、
前記像担持体から媒体に可視像を転写する転写手段と、
前記転写手段により転写されずに残った現像剤を前記像担持体から除去するクリーニングブレードを有するクリーニング手段と
を備え、
前記現像剤の前記母粒子の円形度が０．９４以上であり、
現像剤１重量部を、エタノール３．５重量部及び水１００重量部に分散した場合の分散液の濁度が２０以上４０以下であり、
前記クリーニングブレードの反発弾性が４０％以上８０％以下であること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段により帯電した前記像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記像担持体に形成された潜像を、母粒子と外添剤とを含む現像剤により可視像化する現像手段と、
前記像担持体から媒体に可視像を転写する転写手段と、
前記転写手段により転写されずに残った現像剤を前記像担持体から除去するクリーニングブレードを有するクリーニング手段と
を備え、
前記現像剤の前記母粒子の円形度が０．９４以上であり、
前記外添剤として、平均粒径が１００ｎｍ以上のものを少なくとも１種含み、
現像剤１重量部を、エタノール３．５重量部及び水１００重量部に分散した場合の分散液の濁度が１０以上４０以下であり、
前記クリーニングブレードの反発弾性が４０％以上８０％以下であること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
母粒子と外添剤とを含む現像剤であって、
前記母粒子の円形度が０．９４以上であり、
現像剤１重量部を、エタノール３．５重量部及び水１００重量部に分散した場合の分散液の濁度が２０以上４０以下であること
を特徴とする現像剤。
【請求項４】
母粒子と外添剤とを含む現像剤であって、
前記母粒子の円形度が０．９４以上であり、
前記外添剤として、平均粒径が１００ｎｍ以上のものを少なくとも１種含み、
現像剤１重量部を、エタノール３．５重量部及び水１００重量部に分散した場合の分散液の濁度が１０以上４０以下であること
を特徴とする現像剤。
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段により帯電した前記像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記像担持体に形成された潜像を、母粒子と外添剤とを含む現像剤により可視像化する現像手段と、
前記像担持体から媒体に可視像を転写する転写手段と、
前記転写手段により転写されずに残った現像剤を前記像担持体から除去するクリーニングブレードを有するクリーニング手段と
を備え、
前記現像剤の前記母粒子の円形度が０．９４以上であり、
現像剤１重量部を、エタノール３．５重量部及び水１００重量部に分散した場合の分散液の濁度が２０以上４０以下であり、
前記クリーニングブレードの反発弾性が４０％以上８０％以下であること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段により帯電した前記像担持体に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記像担持体に形成された潜像を、母粒子と外添剤とを含む現像剤により可視像化する現像手段と、
前記像担持体から媒体に可視像を転写する転写手段と、
前記転写手段により転写されずに残った現像剤を前記像担持体から除去するクリーニングブレードを有するクリーニング手段と
を備え、
前記現像剤の前記母粒子の円形度が０．９４以上であり、
前記外添剤として、平均粒径が１００ｎｍ以上のものを少なくとも１種含み、
現像剤１重量部を、エタノール３．５重量部及び水１００重量部に分散した場合の分散液の濁度が１０以上４０以下であり、
前記クリーニングブレードの反発弾性が４０％以上８０％以下であること
を特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
母粒子と外添剤とを含む現像剤であって、
前記母粒子の円形度が０．９４以上であり、
現像剤１重量部を、エタノール３．５重量部及び水１００重量部に分散した場合の分散液の濁度が２０以上４０以下であること
を特徴とする現像剤。
【請求項４】
母粒子と外添剤とを含む現像剤であって、
前記母粒子の円形度が０．９４以上であり、
前記外添剤として、平均粒径が１００ｎｍ以上のものを少なくとも１種含み、
現像剤１重量部を、エタノール３．５重量部及び水１００重量部に分散した場合の分散液の濁度が１０以上４０以下であること
を特徴とする現像剤。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−８４７６８（Ｐ２００６−８４７６８Ａ）
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２６９３９９（Ｐ２００４−２６９３９９）
【出願日】平成１６年９月１６日（２００４．９．１６）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月１６日（２００４．９．１６）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
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