(57)【要約】【課題】トナーすり抜けの危険を伴うことなく、ブレードと像担持体間の摩擦係数を下げ、めくれを防止することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】潤滑性付与シーケンス時に、トナー母体Ｔｍと、少なくとも一種類はトナー母体Ｔｍと逆の帯電極性を有した外添剤Ｔａを含むトナーＴを供給するトナー供給手段を備え、クリーニング装置９は、導電性のクリーニングブレード９１ｂと、クリーニングブレードにバイアスを印加するバイアス印加手段９１Ｖを有し、バイアス印加手段９１Ｖは、潤滑性付与シーケンス時において、トナー供給手段により供給されたトナーＴが、像担持体とクリーニングブレード９１ｂの当接位置近傍に到達する際に、クリーニングブレード９１ｂに、トナー母体の帯電極性と同じ極性のバイアスを印加する。【選択図】図２
2014182308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に画像情報に応じて形成したトナー像を記録媒体に転写した後の前記像担持体上の転写残トナーをクリーニング装置にて除去する画像形成のための画像形成シーケンスと、
前記画像形成シーケンスによる画像形成時を除く非画像形成時に前記クリーニング装置にトナーを供給する潤滑性付与シーケンスと、
を実行可能な画像形成装置において、
前記潤滑性付与シーケンス時に、トナー母体と、少なくとも一種類は前記トナー母体と逆の帯電極性を有した外添剤を含むトナーを供給するトナー供給手段を備え、
前記クリーニング装置は、導電性のクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードにバイアスを印加するバイアス印加手段を有し、
前記バイアス印加手段は、前記潤滑性付与シーケンス時において、前記トナー供給手段により供給された前記トナーが、前記像担持体と前記クリーニングブレードの当接位置近傍に到達する際に、前記クリーニングブレードに、前記トナー母体の帯電極性と同じ極性のバイアスを印加することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像形成シーケンス時に前記像担持体上に画像情報に応じたトナー像を形成する現像手段を有し、
前記トナー供給手段は、前記潤滑性付与シーケンス時に、前記現像手段により前記像担持体上に帯状トナー像を形成し、
前記クリーニング装置に供給することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像手段に交流バイアスを印加するバイアス印加手段を有し、
前記潤滑性付与シーケンス時に前記トナーを前記現像手段から前記像担持体に供給し、
前記潤滑性付与シーケンス時に前記現像手段に印加される交流バイアスの周波数は、
前記画像形成シーケンス時に前記現像手段に印加される交流バイアスの周波数よりも高いことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画像形成シーケンス時に前記クリーニングブレードによって前記像担持体から掻き落としたトナーを回収するクリーニング容器を有し、
前記トナー供給手段は、前記クリーニング容器内に配置された導電性のトナー供給部材と前記トナー供給部材にバイアスを印加する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記トナー供給部材にバイアスを印加するのと同じタイミングで、前記クリーニングブレードに前記トナー母体の帯電極性と同じ極性のバイアスを印加することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体は、感光ドラム又は中間転写体であることを特徴とする請求項１〜５に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式、静電記録方式を採用する複写機、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を利用した画像形成装置において、像担持体上の残留トナーをクリーニングする方法の中で、ブレードクリーニング方式は最も簡易でクリーニング性能の高い技術として広く利用されている。ブレードクリーニング方式は、像担持体にクリーニングブレードを所定の侵入量で像担持体の回転方向のカウンター方向にて当接させ、像担持体上の残留トナーを掻き取るというクリーニング方法である。しかし、ブレードクリーニング方式においては、クリーニングブレードと像担持体の間で摩擦が増加した場合にクリーニングブレードが像担持体移動方向へとめくれてしまう、いわゆる「めくれ」という問題が発生することがある。
【０００３】
クリーニングブレードと像担持体の摩擦係数が増加してしまう要因としては、クリーニングブレードと像担持体の間（ブレードニップ部）に介在する粒子が少なくなり、クリーニングブレードと像担持体が直接触れ合う部分が生じてしまうことが挙げられる。
【０００４】
クリーニングブレードは像担持体上の微小なトナーを掻き取るため、像担持体表面の凹凸や傾きに沿って隙間を空けることなく変形する機能が求められることから、通常、弾性体のゴムブレードが使用される。一般的に弾性体であるゴムブレードの摩擦係数は高く、ゴムブレードと像担持体が直接接触したときの摩擦は大きい。この摩擦によってゴムブレードにめくれが発生する。そこで通常、画像形成装置の装置使用初期段階では、あらかじめブレード表面に塗布されたフッ化カーボン微粒子やシリコーン樹脂微粒子等の初期潤滑剤がブレードニップ部に介在し、クリーニングブレードと像担持体の間の摩擦係数を下げる働きをしている。また、装置使用開始後は像担持体から被転写体へ転写しきれなかった転写残トナーがブレードニップ部に供給され、潤滑剤として機能する。
【０００５】
しかし、画像印字率の低い画像を連続して画像形成した場合や転写効率の非常に高い系においては、ブレードニップ部へ供給されるトナー量が少なくなるため、ブレードニップ部に介在する粒子が減少していき、クリーニングブレードと像担持体間の摩擦係数が上昇していってしまう。
【０００６】
そこで特許文献１や２のように、画像領域間や画像形成前後で、本来の画像とは関係のない帯状のトナー像を像担持体上に形成し、トナーをブレードニップ部に送りこみ介在させることを行う。これによって、クリーニングブレードと像担持体間の摩擦を低減し、めくれを事前に防止する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１３８９２５号公報
【特許文献２】特開２００５−２５０２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように非画像形成時にトナーをブレードニップ部に供給、介在させる方法では、クリーニングブレードと像担持体間の摩擦係数を下げ、めくれを防止する効果はある。しかしながら、通常の転写残トナーよりも一気に大量のトナーがブレードニップ部へ突入していくため、トナーがブレードニップ部に侵入する力が大きくなる。その結果、トナーがクリーニングブレードと像担持体間をすり抜けていってしまう、いわゆる「トナーすり抜け」という問題が発生し易い。トナーすり抜けが発生すると、すり抜けたトナーが被転写体へと移りスジ状の画像不良を発生させたり、像担持体近傍に配置された帯電部材等の各部材の汚れを発生させたりするため、装置の信頼性を著しく損ねることになってしまう。一方、上記の問題を回避するために、供給する帯状トナー像の量を少なくすれば、トナーすり抜けは改善されるが、介在粒子の量も少なくなってしまうため、めくれ防止の効果は少なくなってしまう。以上のことから、従来の技術では「めくれ」、「トナーすり抜け」といった両課題を安定的に解決することは難しい。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、トナーすり抜けの危険を伴うことなく、クリーニングブレードと像担持体間の摩擦係数を下げ、めくれを防止することのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、像担持体上に画像情報に応じて形成したトナー像を記録媒体に転写した後の前記像担持体上の転写残トナーをクリーニング装置にて除去する画像形成のための画像形成シーケンスと、前記画像形成シーケンスによる画像形成時を除く非画像形成時に前記クリーニング装置にトナーを供給する潤滑性付与シーケンスと、を実行可能な画像形成装置において、前記潤滑性付与シーケンス時に、トナー母体と、少なくとも一種類は前記トナー母体と逆の帯電極性を有した外添剤を含むトナーを供給するトナー供給手段を備え、前記クリーニング装置は、導電性のクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードにバイアスを印加するバイアス印加手段を有し、前記バイアス印加手段は、前記潤滑性付与シーケンス時において、前記トナー供給手段により供給された前記トナーが、前記像担持体と前記クリーニングブレードの当接位置近傍に到達する際に、前記クリーニングブレードに、前記トナー母体の帯電極性と同じ極性のバイアスを印加することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、トナーすり抜けの危険を伴うことなく、クリーニングブレードと像担持体間の摩擦係数を下げ、めくれを防止することのできる画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成断面図である。
【図２】本発明に係るクリーニング装置の一例を示す概略構成断面図とクリーニングブレードと像担持体の当接部を示す拡大概略断面図である。図２（ａ）はクリーニング装置の概略構成断面図、図２（ｂ）は、クリーニングブレードと像担持体の当接部を示す拡大概略断面図である。
【図３】本発明に係るトナー及び現像剤の概略図と現像時のトナーの挙動を示す概略構成図である。図３（ａ）はトナーの概略図、図３（ｂ）は現像剤の概略図、図３（ｃ）は現像時のトナーの挙動を示す概略構成図である。
【図４】実施例１、２と比較例１〜３における潤滑性付与シーケンスである。図４（ａ）は潤滑性付与のタイミングを示す図であり、図４（ｂ）はバイアス印加のタイミングを示す図である。
【図５】本発明に係るブレードクリーニング手段のブレードニップ部の拡大概略断面図である。
【図６】クリーニングブレードバイアス値とクリーニングブレードのブレードニップ部における外添剤滞留量の関係を示すグラフである。
【図７】現像バイアス周波数とブレードクリーニング手段のブレードニップ部における外添剤滞留量の関係を示すグラフである。
【図８】比較例２におけるブレードクリーニング手段のブレードニップ部の拡大概略断面図である。
【図９】比較例３におけるブレードクリーニング手段のブレードニップ部の拡大概略断面図である。
【図１０】実施例３におけるクリーニング装置の概略構成断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。ただし、以下の実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１４】
実施例１
（全体的な画像形成プロセス）
先ず、本実施例に係る画像形成装置の一実施例の全体構成について説明する。
【００１５】
図１は、画像形成装置１００の概略断面構成を示したものである。画像形成装置１００は、タンデムタイプの電子写真方式のレーザービームプリンタである。
【００１６】
画像形成装置１００は、複数の画像形成手段として、第１、第２、第３、第４の画像形成部（ステーション）Ｓ（ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫ）を有する。第１、第２、第３、第４の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成する。
【００１７】
本実施例では、各画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫの構成及び動作は、使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同一である。従って、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために図中符号に与えた添え字は省略して総括的に説明する。
【００１８】
画像形成部Ｓは、トナーを担持する像担持体としてのドラム型の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、図中矢印Ｒ１方向（時計回り）に回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、帯電手段としての接触帯電部材である帯電ローラ２、画像情報書き込み手段である露光装置としてのレーザービームスキャナー３が配置されている。更に現像手段としての現像装置４、クリーニング手段としてのクリーニング装置９が配置されている。又、全ての画像形成部Ｓの感光ドラム１に接触するように中間転写体である中間転写ベルト６が配置されており、中間転写ベルト６を感光ドラム１と挟む形で１次転写ローラ５が配置されている。
【００１９】
次に、フルカラー画像形成時を例として画像形成シーケンス時の画像形成動作を説明する。
【００２０】
先ず、感光ドラム１の表面が、帯電ローラ２によって所定の極性（本実施例では負極性）の所定の電位に一様に帯電される。感光ドラム１は、図中矢印Ｒ１方向に２１０ｍｍ／ｓｅｃの周速度（表面移動速度）で回転する。感光ドラム１の周速度は、画像形成装置１００のプロセススピードに相当する。
【００２１】
帯電された感光ドラム１の表面は、レーザービームスキャナー３によって、不図示のコンピュータや、画像読み取り装置などから送信された画像情報による画像信号により変調されたレーザー光Ｌで走査露光される。レーザー光Ｌが照射された部分で感光ドラム１上の帯電電荷が打ち消されるため、感光ドラム１上に静電像（潜像）が形成される。
【００２２】
感光ドラム１上に形成された静電像は、現像装置４によって現像剤のトナーＴを供給されトナー像として現像される。本実施例では、現像装置４は、感光ドラム１上の静電像を反転現像方式にて現像する。即ち、帯電処理された感光ドラム１の表面において露光によって電荷が減衰した画像部（明部）に、感光ドラム１の帯電極性と同極性（本実施例では負極性）に帯電したトナーＴを付着させることで、感光ドラム１上の静電像をトナー像に現像する。
【００２３】
各感光ドラム１上に形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト６を挟んで１次転写ローラ５と感光ドラム１とが対向している１次転写部Ｎｔ１にて、中間転写ベルト６上に順次に重ね合わせて転写（１次転写）される。この時、１次転写ローラ５には、トナーＴの正規の帯電極性とは逆極性の１次転写電圧が印加される。
【００２４】
中間転写ベルト６は駆動ローラ６１によって回転駆動されており、中間転写ベルト６上で４色重ねられたトナー像は、２次転写部材７にて紙などの転写材（記録媒体）Ｐに静電的に一括して転写される。
【００２５】
トナー像が転写された転写材Ｐは、中間転写ベルト６から分離されて、定着手段としての定着器（熱ローラ定着器）８へと搬送される。そして、転写材Ｐ上の未定着トナー像は、定着器８によって加熱及び加圧されることで、転写材Ｐに定着される。そして、トナー像が定着された転写材Ｐは搬送され、不図示の外部の排出トレイに排出される。
【００２６】
また、１次転写工程後に中間転写ベルト６に転写されずに感光ドラム１の表面に残ったトナー（１次転写残トナー）は、クリーニング装置９により感光ドラム１の表面から除去され、回収される。
【００２７】
クリーニング装置９の概略断面構成は図２（ａ）の通りである。クリーニングブレード９１ｂは感光ドラム１の進行方向とはカウンターの向きに感光ドラム１表面に所定の侵入量で当接されている。感光ドラム１とクリーニングブレード９１ｂの当接位置近傍にてブレードニップ部Ｎが形成される。掻きとられたトナーＴは廃トナー搬送スクリュー９２によって廃トナーボックス（不図示）へと搬送される。１次転写残トナーが除去された感光ドラム１は、繰り返し画像形成に供される。
【００２８】
又、２次転写工程後に転写材Ｐに転写されずに中間転写ベルト６の表面に残ったトナー（２次転写残トナー）は、中間転写ベルトクリーナ１０（図１）によって中間転写ベルト６の表面から除去され、回収される。中間転写ベルトクリーナ１０は、感光ドラム１のクリーニング装置９と同様に、クリーニングブレードを用いて、中間転写ベルト６上のトナーを掻き取るものである。
【００２９】
次に、画像形成装置１００の主要な構成要素について説明する。
【００３０】
（現像装置）
本実施例では、２成分方式の現像装置４を使用している。現像装置４内の現像剤について図３（ａ）〜（ｃ）に示す。トナーＴは図３（ａ）に示す様に、トナー母体Ｔｍと外添剤Ｔａによって構成されている。さらに図３（ｂ）の様にトナーＴとキャリアＴｃをよく混合して現像剤Ｔｄとしている。図３（ｃ）に示す様に現像剤Ｔｄは固定マグネット４２を内包した回転スリーブ４１上にコートされている。回転スリーブ４１上の現像剤Ｔｄは磁気穂を形成して感光ドラム１に回転しつつ接触している。図３（ｃ）に示すようにスリーブ４１に適正なバイアスを印加することによって、トナーＴがキャリアＴｃから離れて感光ドラム１側へ飛翔して画像部に付着していく。現像時にかけるバイアスはＤＣバイアスに交流バイアス（矩形バイアス、ブランクパルスバイアス等）を重畳させたものであるが、交流バイアスの周波数は２ｋＨｚとした。
【００３１】
（クリーニング装置）
本実施例のクリーニング装置９では、図２（ａ）に示すようなブレード支持板金９１ａとクリーニングブレード９１ｂが一体成型された導電性のブレードクリーニング手段９１を使用した。ブレード支持板金９１ａに電圧を印加する高圧電源９１Ｖが備えられており、ブレード支持板金部分９１ａに電圧を印加することにより、ブレードニップ部Ｎに電界をかけることができる。クリーニングブレード９１ｂの材質としては、例えばポリウレタンゴムにカーボンブラックやイオン系の導電剤を混練することで導電性を付与したものを用いればよい。本実施例ではクリーニングブレード９１ｂの電気抵抗は１×１０8Ωｃｍ、硬度は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３で定義されるＪＩＳ−Ａ硬度が７５度のものを用いた。ブレードクリーニング手段９１は感光ドラム１に対して３５ｇ／ｃｍの圧力で、当接されている。又、図２（ｂ）に示す様にクリーニングブレード側面９１ｂ−１と、クリーニングブレード当接点９１Ｎにおけるドラム接線１Ｎとの角度θは２７°に設定されている。ブレードクリーニング手段９１の圧力は、感光ドラム１とブレードクリーニング手段９１の位置関係を再現し、ロードセルによって荷重測定を可能にした専用の測定装置を用いて測定した。測定時は感光ドラム１を静止させた状態で、ブレードクリーニング手段９１にバイアスは印加していない。
【００３２】
（潤滑性付与シーケンス）
本発明におけるクリーニングブレード９１ｂのブレードニップ部Ｎに対する潤滑性付与シーケンスは、本実施例において、図４（ａ）に示すように通常の画像形成シーケンス後に実行される。
【００３３】
本実施例における潤滑性付与シーケンスは、現像装置４からの帯状トナー像供給と、クリーニング装置９におけるクリーニングバイアス印加から主に形成される。
【００３４】
ブレードクリーニング手段９１とその他の部材へのバイアス印加タイミングを図４（ｂ）に示す。画像形成シーケンス終了後、帯電ローラ２に印加される帯電バイアスが切られた後、潤滑性付与シーケンス時に現像装置４に一定の時間バイアスが印加され、感光ドラム１上に帯状トナー像が形成される。この帯状トナー像が１次転写部Ｎｔ１を通過するときには、大部分のトナー像が転写されることなくクリーニング装置９へと送られるように、１次転写部Ｎｔ１の転写バイアスは画像形成時のバイアスよりも大幅に下げられている。
【００３５】
この帯状トナー像がクリーニング装置９に到達する直前に−５００Ｖをブレード支持板金９１ａに印加する。帯状トナー像の最後端がブレードニップ部Ｎに到達した後、しばらく回転した後で、ブレードクリーニング手段９１に印加されたバイアスは切れて０Ｖになる。帯状トナー像がブレードニップ部Ｎを通過した後でもクリーニングブレード９１ｂによって一度掻き取られたトナー母体Ｔｍや外添剤Ｔａはブレードニップ部Ｎ近傍を一定時間滞留している。そのため、このように適度な時間、ブレードクリーニング手段９１にバイアスを印加し続けた後でバイアスを切ると良い。本実施例では帯状トナー像がブレードニップ部Ｎに到達した後、感光ドラム１が２回転する時間だけ、ブレードクリーニング手段９１にバイアスを印加し続けた。図中αは帯状トナー像が現像装置４で形成されてからクリーニング装置９に到達するまでの時間に相当し、図中βは感光ドラム１が２回転する時間に相当する。
【００３６】
ブレードクリーニング手段９１に印加するバイアスはクリーニングブレード９１ｂと感光ドラム１表面の間で放電が発生しない条件にすることが望ましい。放電が発生してしまうとトナー母体Ｔｍや外添剤Ｔａの帯電極性の反転や、感光ドラム１表面へのダメージが生じてしまう。放電の有無はクリーニングブレード９１ｂに流れている電流を測定するか、感光ドラム１表面の電位を測定して判別すればよい。
【００３７】
本実施例は画像形成シーケンス後に帯状トナー像にてトナーの供給を行うこととしたが、画像形成シーケンス前、或いは画像形成間にこのような帯状トナー像供給シーケンスを設けてもよい。また、大量の枚数に渡って画像形成を行う際に、途中で一旦画像形成を中断し、帯状トナー像供給シーケンスを設けても良い。即ち、帯状トナー像供給シーケンスを含む潤滑性付与シーケンスは、上述した、所謂、非画像形成時に実行される。
【００３８】
また、帯状トナー像形成法は上記の方法に限られたものではなく、例えば、帯電ローラ２で感光ドラム１を帯電させた後、レーザービームスキャナー３で所望の長さ分露光して、帯状の静電潜像を描くことによって形成しても良い。ただし、この場合はブレードクリーニング手段９１に印加するバイアスを感光ドラム１表面との電位差が−５００Ｖになるように調整するか、或いはクリーニング装置９よりも上流でＬＥＤランプ等を用いて露光し、感光ドラム１表面を除電する等の手段が必要になる。
【００３９】
（トナー）
図３（ａ）でも示したように、本発明で用いるトナーＴはトナー母体Ｔｍと外添剤Ｔａを有している。外添剤Ｔａは、複数種類含むこともできるが、少なくとも一種類はトナー母体Ｔｍと逆の帯電極性を持っている。
【００４０】
（トナー母体）
本発明に用いられるトナー粒子は、粉砕法と重合法等、どのような手法を用いて製造されても構わない。
【００４１】
トナー母体Ｔｍの帯電極性はトナー母体Ｔｍの主成分であるポリエステル、或いはスチレン‐アクリル系の樹脂の持つ特性や、トナー母体Ｔｍに含有されている荷電制御剤によって決まる。
【００４２】
トナー母体Ｔｍを負荷電性に制御する荷電制御剤としては、有機金属化合物、キレート化合物等があり、トナー母体Ｔｍは荷電制御剤を単独で含有することもできるし、２種類以上組み合わせて含有することもできる。
【００４３】
本実施例では粉砕法で作製した平均粒径６μｍのトナー母体Ｔｍを使用した。
【００４４】
（外添剤）
本実施例におけるトナー粒子には流動性・転写性向上のためと、感光ドラム１に対してクリーニングブレード９１ｂを安定して潤滑させるための無機微粉体が外添剤Ｔａとして外添されている。
【００４５】
本トナー粒子に外添する無機微粉体としては、シリカ微粉体、酸化チタン微粉体、アルミナ微粉体またはそれらの複酸化物微粉体が挙げられる。これらの無機微粉体の粒径は大きくてもせいぜい１２０ｎｍ以下が好ましい。これらの無機微粉体の表面は疎水化処理が施され、温湿度の変化に対して安定した帯電特性を保持していることが好ましい。
【００４６】
無機微粉体の疎水化処理の処理剤としては、未変性のシリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、未変性のシリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シラン化合物、シランカップリング剤、その他有機ケイ素化合物、有機チタン化合物が挙げられる。これらの処理剤は単独で、或いは併用して用いられても良い。
【００４７】
本実施例では、このような疎水化処理を施された正帯電性のシリカ微粒子を外添剤Ｔａとして用いた。シリカ微粒子の形状は略球形であり、粒径は約１１０ｎｍであった。トナー母体Ｔｍに対するシリカ微粒子の外添量は２部とした。その他に流動性付与のために酸化チタン微粉体、粒径２０ｎｍのシリカ超微粒子等も外添した。
【００４８】
なお、本実施例では外添剤Ｔａとして無機微粉体を用いたが、これに限ることなく、有機微紛体を用いるなどしてもよい。
【００４９】
（帯電極性の測定）
トナー母体Ｔｍ及び外添剤Ｔａのそれぞれの粒子の帯電極性の測定は、本実施例の現像装置で使用したキャリアを用いて、ブローオフ法によって測定した。
【００５０】
平均粒径３０μｍの２成分現像用キャリア９．０ｇとトナー母体Ｔｍ１．０ｇをポリ瓶の中でよく混合した後、ブローオフ法によってキャリアＴｃとトナー母体Ｔｍを分離し、帯電極性を判別した。外添剤Ｔａの場合は、キャリアＴｃに対して外添剤Ｔａの粒径がとても小さいため、キャリアＴｃに接触できない外添剤Ｔａの割合を減らすために、外添剤Ｔａの混合比率を低くする必要がある。本実施例では、キャリアＴｃ９．９ｇと外添剤Ｔａ０．１ｇの比率で混合し、同様に測定を行った。本実施例で用いたトナー母体Ｔｍはネガの帯電極性を持っており、一方、外添剤Ｔａである疎水性シリカはポジの帯電極性を持っていることを上記の方法で確認した。
【００５１】
（評価方法）
本実施例のクリーニング装置９のクリーニング性能の評価を下記の様に行った。
【００５２】
本実施例の画像形成装置１００を用いて、画像印字率３％の画像を５０枚間歇で出力させ、出力画像を評価しつつ、感光ドラム１の駆動モータのトルクを測定した。トナーすり抜けが多く発生すると、画像を出力した耐久枚数を重ねるに従い帯電ローラ２の汚れが多くなり、帯電不良によるかぶりやスジ等の画像不良が見られる。画像不良が帯電不良によるものかどうかは、帯電ローラ２の汚れ具合を観察することと、帯電ローラ２を新品に交換して画像を出力し直すことで判定した。また、感光ドラム１の駆動モータのトルク測定は感光ドラム１に対するクリーニングブレード９１ｂの潤滑性を評価する目的で行ったものであり、トルクが低く安定しているほどブレードめくれのリスクは低くなる。評価は一つのステーションＳを用いて行えば良く、本実施例ではブラックステーションＳＫのみを用いて評価を行った。感光ドラム１から中間転写体６への転写効率は評価時間中常に９５％を超えており、本発明の評価に支障が無いことを確認している。
【００５３】
尚、評価は温度３２度、湿度８５％の高温・高湿環境で行った。
【００５４】
（評価結果）
本実施例においては５０，０００枚（５０ｋ枚）まで良好な画像を出力し続けた。感光ドラム１の駆動モータのトルクは多少の変動が見られたが、許容範囲内であった。
【００５５】
このように本実施例では、トナーすり抜けとめくれのリスクが少ない状態で長期にわたって安定した画像出力を行うことができた。
【００５６】
本実施例のメカニズムを以下に説明する。図５は本実施例におけるクリーニングブレード９１ｂのブレードニップ部Ｎ近傍の様子を示したものである。
【００５７】
ネガの帯電極性を持つトナー母体Ｔｍと、ポジの帯電極性を持つ外添剤Ｔａが、現像装置４などのトナー供給手段によって帯状トナー像としてブレードニップ部Ｎへと供給される。このときに、クリーニングブレード９１ｂにはトナー母体Ｔｍと同じ極性のバイアス、つまりマイナスの電圧が印加されている。すると、外添剤Ｔａはクリーニングブレード９１ｂのブレードニップ部Ｎ近傍の電界によってブレードニップ部Ｎへと侵入する方向の力（図中矢印Ｂ）を受けるので、ブレードニップ部Ｎに介在していき、クリーニングブレード９１ｂと感光ドラム１間の摩擦係数を下げ、めくれを防止する。一度、ブレードニップ部Ｎに介在した外添剤Ｔａはクリーニングブレード９１ｂの圧力によってしばらくそこに保持される。一方、トナー母体Ｔｍは電界によってブレードニップ部Ｎから遠ざかる方向の力（図中矢印Ａ）を受けるので、トナーすり抜けは極めて発生しづらい状態になる。このようにして本実施例では、ブレードめくれ防止のための帯状トナー像の供給を、トナーすり抜けの危険を伴うことなく、且つ効果的に行うことができ、めくれとトナーすり抜けという両方の課題を解決することが可能となっている。
【００５８】
また、本実施例では、画像印字中以外のときに、即ち、非画像形成時に供給されたトナーＴがブレードニップ部Ｎに到達するタイミングのみに、ブレードクリーニング手段９１にバイアスを印加するようにし、それ以外の画像印字中のときはブレードクリーニング手段９１にバイアスを印加しないシーケンスを設けている。
【００５９】
画像印字中にブレードクリーニング手段９１にバイアスを印加しても本発明の効果は発揮されるが、ブレードニップ部Ｎに介在する外添剤Ｔａに長時間電界を印加し続けると、クリーニングブレード９１ｂから外添剤Ｔａに電荷注入が発生し、ブレードニップ部Ｎにおける外添剤Ｔａの保持性が低下することが起こり得る。
【００６０】
このため、ブレードクリーニング手段９１へのバイアス印加時間を最小限に抑えることで、ブレードニップ部Ｎに介在した外添剤Ｔａへの電荷注入は抑えられ、本発明の効果が低下することを抑制できる。
【００６１】
（潤滑性付与シーケンスにおけるクリーニングブレードバイアス値）
図６にブレードクリーニング手段９１に印加したバイアス値に対するブレードニップ部Ｎにおける外添剤Ｔａの滞留量を示す。なお、上記の外添剤滞留量は、ブレードクリーニング手段９１を感光ドラム１から取り外したときに、ブレードニップ部Ｎに滞留していた外添剤Ｔａが感光ドラム１上に付着しているのが観察されるので、その外添剤Ｔａの量を示したものである。観察は１０００枚通紙耐久を行った後で行っている。
【００６２】
図６に示すように、印加バイアス値の増加とともに、外添剤滞留量は増加し、−５００Ｖでは外添剤滞留量はほぼ飽和している。
【００６３】
上記のように外添剤滞留量が増加するに伴い、感光ドラム１の駆動モータのトルクが低く安定することを確認している。
【００６４】
実施例２
本実施例の画像形成装置１００の全体構成は実施例１と同じなので詳しい説明は省略する。
【００６５】
本実施例は、画像形成シーケンス終了後に現像装置４から帯状トナー像を感光ドラム１上に形成する際に現像スリーブ４１に重畳してかける交流バイアスの周波数を１０ｋＨｚにまで上げている点で実施例１と異なる。
【００６６】
以下に本実施例の評価結果を示す。
【００６７】
（評価結果）
実施例１と同様の評価を行ったところ、１００，０００枚画像を出力しても、帯電不良に起因する画像不良は見られなかった。感光ドラム１の駆動モータのトルクは評価時間全体を通して低く安定していた。
【００６８】
次に、本実施例の効果のメカニズムを以下に説明する。
【００６９】
トナー母体Ｔｍに強く付着している外添剤Ｔａは、絶対電荷量が小さいため、ブレードニップ部Ｎ近傍の電界下でトナー母体Ｔｍと同じ動きをしてしまう。反対にトナー母体Ｔｍから分離した外添剤Ｔａは電界に倣った動きをし、ブレードニップ部Ｎへ介在し易い。つまり、トナー母体Ｔｍと外添剤Ｔａがそれぞれ分離してブレードニップ部Ｎに到達することにより、図５に示したような効果をより際立たせることができる。
【００７０】
トナーＴに電界がかかると、トナー母体Ｔｍと外添剤Ｔａの帯電極性は異なるため、電界によってお互いが分離される方向の力を受ける。高周波の電界をかけることにより、分離される方向の力を受ける回数が増加するため、分離が促進される。また、高周波の電界にトナーＴが強く振幅して分離が促進される効果もある。
【００７１】
本実施例ではトナー供給時に高い周波数の交流バイアスをかけることによって、帯電極性の違うトナー母体Ｔｍと外添剤Ｔａを分離し、実施例１の効果をより際立たせることが可能となっている。
【００７２】
（潤滑性付与シーケンスにおける帯状トナー供給バイアスの周波数）
図７に現像装置４に印加する現像バイアスの周波数と、ブレードニップ部Ｎにおける外添剤Ｔａの滞留量を示す。クリーニングブレード９１に印加したバイアスは−５００Ｖで固定している。外添剤Ｔａの滞留量は実施例１のときと同様に、１０００枚耐久通紙後にブレードクリーニング手段９１を感光ドラム１から取り外したときの、感光ドラム１上に付着していた外添剤Ｔａの量を示している。
【００７３】
図７に示すように、トナー供給時の周波数の増加に伴い、トナー母体Ｔｍから外添剤Ｔａが遊離する量が増加した結果、ブレードニップ部Ｎにおける外添剤滞留量が増加したことが分かる。本実施例では、現像バイアスの周波数を１０ｋＨｚ以上にすることで、大きな効果が得られることを確認している。
【００７４】
（実施例１と実施例２の効果）
以上の実施例１、実施例２と以下の比較例と比べて本発明の効果を検証する。
【００７５】
比較例１
本比較例では、ブレードクリーニング手段９１のクリーニングブレード９１ｂとして非導電のブレードを使用した。即ち、非導電ブレードにはバイアス印加は行わなかった。その他の装置全体の構成、ブレードクリーニング手段９１の特性、帯状トナー供給シーケンス、トナーＴ、外添剤Ｔａ等に関しては実施例１と同様である。
【００７６】
（評価結果）
実施例１と同様の評価を行ったところ、１９，０００枚画像を出力したときに、帯電不良に起因する画像不良が見られ始めた。使用後の帯電ローラ２は汚れており、帯状トナー像を供給した際に微量なトナーすり抜けがしばしば発生していたと思われる。感光ドラム１の駆動モータのトルクに関しては多少の変動がみられたが許容範囲内であった。
【００７７】
本比較例では、帯状トナー像を供給する際に一気に大量のトナーＴがブレードニップ部Ｎに突入する。このため、トナーＴがブレードニップ部Ｎに介在し、感光ドラム１とクリーニングブレード９１ｂ間の摩擦係数を下げる効果はあるものの、トナーすり抜けが発生し易い状態になっている。
【００７８】
比較例２
本比較例では、導電性のクリーニングブレード９１ｂにトナー母体Ｔｍの帯電極性とは逆のポジバイアス（＋５００Ｖ）を印加している。その他の構成は実施例１と同様である。
（評価結果）
実施例１と同様の評価を行ったところ、３，０００枚画像を出力した時点で、出力画像にスジ状の画像不良がしばしば見られるようになった。本比較例におけるブレードニップ部Ｎの様子を図８に示す。トナーＴと反対極性のバイアスをクリーニングブレード９１ｂに印加したことにより、トナーＴがブレードニップ部Ｎへ引き寄せられる方向の力（図中矢印Ａ）を受け、ブレードニップ部Ｎに介在していくため、クリーニングブレード９１ｂの潤滑性は良いもののトナーすり抜けが多く発生してしまったと考えられる。
【００７９】
比較例３
本比較例においては、トナー母体Ｔｍと外添剤Ｔａが両方ともネガの帯電極性を持つト  ナーを用いた。その他の構成は実施例１と同様である。
【００８０】
（評価結果）
実施例１と同様の評価を行ったところ、６，０００枚画像を出力した時点でめくれが発生してしまった。本比較例におけるブレードニップ部Ｎの様子を図９に示す。ブレードニップ部Ｎ近傍において、トナーＴも外添剤Ｔａもブレードニップ部Ｎから遠ざかる方向の力（図中矢印Ａ、Ｂ）を受けるので、感光ドラム１の回転数が増えるにつれてブレードニップ部Ｎに介在する粒子が不足していき、クリーニングブレード９１ｂと感光ドラム１との摩擦係数が増加してめくれが発生したと思われる。
【００８１】
次に、本発明の他の態様のクリーニング装置について説明する。
【００８２】
実施例３
図１０に示す本実施例は、クリーニング装置９の構成にファーブラシ９３及びスクレーパー９４を含み、ファーブラシ９３から潤滑性付与のためのトナー供給を行うという点と、帯状トナー像形成を行わないという点で実施例１、２と異なる。
【００８３】
本実施例においては、図１０に示すように、クリーニング容器９５の内部には、ブレードクリーニング手段９１よりも感光ドラム１回転方向の上流位置に導電性のファーブラシ９３が配置されていて、感光ドラム１に対してカウンター方向に回転しながら当接している。ブレードクリーニング手段９１によって掻き取られたトナーＴの多くはファーブラシ９３に捕集される。ファーブラシ９３にトナーＴが入り込み過ぎるとファーブラシ９３が目詰まりを起こして機能が低下してしまうので、スクレーパー９４をファーブラシ９３に当接させ、過剰なトナーＴは廃トナー搬送スクリュー９２の方へとはじき出されるようになっている。
【００８４】
ここで、ファーブラシ９３にはファーブラシ９３に電圧を印加する電源９３Ｖが接続されている。この電源９３Ｖによってファーブラシ９３に電圧を印加することによって、捕集したトナーＴを再び感光ドラム１へと付着させることができる。その結果、ファーブラシ９３は像担持体上、つまり感光ドラム１へとトナーを供給するトナー供給部材として機能する。ここで、その他の装置の全体構成や、ブレードクリーニング手段９１、トナーＴ、外添剤Ｔａは実施例１と同様である。ただし、上述のように、クリーニング容器内のファーブラシ９３に捕集したトナーＴを潤滑剤として供給できるので、他の実施例のように画像形成シーケンス後に現像装置４から特別に帯状トナー像を供給することは行っていない。
【００８５】
ファーブラシ９３の材質はナイロン樹脂に導電性のカーボンブラックを分散させたもので、原糸抵抗は１０10Ωｃｍで、繊維密度は２４０ＫＦ／ｉｎｃｈ2のものを使用した。
【００８６】
本実施例では、クリーニング容器内のトナー供給手段としてファーブラシ９３を使用したが、その他導電性のローラやスポンジ等の部材をトナー供給手段として使用してもよい。
【００８７】
（潤滑性付与シーケンス）
感光ドラム１が回転している間はファーブラシ９３も常に感光ドラム１に対してカウンター方向に回転している。非画像形成時、例えば画像形成シーケンス終了後、電源９３Ｖによりファーブラシ９３にＤＣバイアス−３００Ｖに２ｋＨｚのＡＣバイアスを重畳して印加する。このファーブラシ９３へのバイアス印加により、ブレードニップ部Ｎへの潤滑性付与の為のトナー供給が行われる。それと同時にブレードクリーニング手段９１にも電源９１Ｖにより−５００Ｖが印加される。このブレードクリーニング手段９１へのブレードバイアス印加によって、上記実施例と同様に、ブレードニップ部Ｎに外添剤Ｔａが滞留し、潤滑性が保たれる。
【００８８】
（評価結果）
実施例１と同様の評価を行ったところ、８０，０００枚画像を出力するまで、帯電不良による画像不良は見られることは無かった。感光ドラム１の駆動モータのトルクは評価時間全体を通して低く安定していた。
【００８９】
（実施例３の効果）
次に実施例３を以下の比較例と比較して本発明の効果を検証する。
【００９０】
比較例４
実施例３に対する比較のため、クリーニングブレード９１ｂとしては非導電のブレードを使用して実施例３と同様の評価を行った。即ち、非導電ブレードにはバイアス印加は行なわなかった。ファーブラシ９３及びファーブラシ９３に印加するバイアス条件等も同様である。
【００９１】
（評価結果）
実施例３と同様の評価を行ったところ、２０，０００枚画像を出力した時点で帯電不良による画像不良が見られるようになった。ファーブラシ９３よりブレードニップ部ＮへトナーＴを供給した際にトナーすり抜けが多く発生していたと思われる。感光ドラム１の駆動モータのトルクは多少の変動がみられたが許容範囲内であった。
【００９２】
本比較例においては、ファーブラシ９３からトナーＴを供給する際に一気に大量のトナーＴがブレードニップ部Ｎに突入するため、トナーＴがブレードニップ部Ｎに介在し、感光ドラム１とブレードクリーニング手段９１間の摩擦係数を下げる効果はあるものの、トナーすり抜けが発生し易い状態になっている。
【００９３】
以上の実施例及び比較例についての構成の特徴及びその評価結果を表１及び表２にまとめて示す。表１には、実施例１、実施例２、比較例１、比較例２、比較例３の評価結果をまとめ、表２には実施例３及び比較例４の評価結果をまとめた。
【００９４】
評価項目は、すでに述べたように、画像出力試験において、良好な画像が得られた枚数を調べた画像評価と、感光ドラム１の駆動モータのトルクを調べた結果をブレード摩擦力として示した。
【００９５】
画像評価については、４０ｋ枚を評価の基準とし、それ以下をＮＧと評価した。また、ブレード摩擦力は、比較例３のみクリーニングブレード９１ｂのめくれが発生しており、これのみＮＧとし、それ以外については、差はあるものの、実使用上問題はなくＯＫとした。
【００９６】
【表１】
2014182308.tif 000003
【００９７】
【表２】
2014182308.tif 000004
【００９８】
以上のことから、本発明を適用した実施例においてはトナーすり抜けをほとんど発生させずに、めくれを効果的に防止していることが分かる。その結果、帯電ローラ２の汚れが減少し、比較例に比べて、安定して良好な画像を出力できる枚数が大幅に増加した。
【００９９】
また、本発明は感光ドラム１のブレードクリーニング方式によるクリーニング装置のみならず、中間転写体６のブレードクリーニング方式によるクリーニング装置にも同様に適用可能である。この場合には、中間転写体６が第２の像担持体とされ、該第２の像担持体から記録媒体（転写材）に転写され、転写材トナーがクリーニング装置にて除去される。
【０１００】
上記のそれぞれの実施例ではトナー母体Ｔｍをネガ極性、外添剤Ｔａをポジ極性、ブレードクリーニング手段９１に印加するバイアスをネガ極性としたが、全ての極性を反対にしても当然本発明の効果は発揮される。
【０１０１】
一方、本発明は、感光ドラム１のトナー像を直接記録媒体（転写材）に転写する方式の画像形成装置にも適用し得る。斯かる直接転写方式の画像形成装置は、当業者には周知であるので、これ以上の詳しい説明は省略する。
【符号の説明】
【０１０２】
１        感光ドラム（像担持体）
４        現像装置（トナー供給手段）
６        中間転写体（像担持体）
９        クリーニング装置
９１      ブレードクリーニング手段
９１ａ    ブレード支持板金
９１ｂ    クリーニングブレード
９３      ファーブラシ（トナー供給部材）
１００    画像形成装置
Ｔ        トナー
Ｔａ      外添剤
Ｔｄ      現像剤
Ｔｍ      トナー母体
【図１】
2014182308.tif 000005
【図２】
2014182308.tif 000006
【図３】
2014182308.tif 000007
【図４】
2014182308.tif 000008
【図５】
2014182308.tif 000009
【図６】
2014182308.tif 000010
【図７】
2014182308.tif 000011
【図８】
2014182308.tif 000012
【図９】
2014182308.tif 000013
【図１０】
2014182308.tif 000014