(57)【要約】【課題】  クリーニング部材へ作用する過剰なストレスを低減する。【解決手段】  電源２７が、残トナーＴの帯電極性と逆極性のバイアス電圧をクリーニングブレード２０へ印加し、クリーニングブレード２０の極性を残トナーＴと逆極性にする。これにより、残トナーＴがクリーニングブレード２０に吸着しやすくなり、効率良く、塞き止め部材２３で残トナーＴを塞き止めて、トナー溜りを形成できるので、継続的にクリーニングブレード２０の掻き取り動作が円滑になり、クリーニングブレード２０へ作用する過剰なストレスを低減できる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部が像担持体へ当接して、前記像担持体上に残留した残トナーを掻き取るクリーニング部材と、
前記クリーニング部材で掻き取られた前記残トナーを塞き止めて、前記クリーニング部材の前記端部と前記像担持体とに接するトナー溜りを形成する塞き止め部材と、
前記残トナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧を前記クリーニング部材へ印加するバイアス印加手段と、
を有することを特徴とするクリーニング装置。
【請求項２】
前記バイアス印加手段は、前記塞き止め部材で塞き止められた前記残トナーを移動させる際に、当該残トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧を印加す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。
【請求項３】
前記塞き止め部材は、板状に形成され、前記クリーニング部材の背面側に取り付けられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のクリーニング装置。
【請求項４】
前記塞き止め部材は、板バネであり、前記トナー溜りを前記像担持体側へ押圧することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項５】
前記塞き止め部材は、塞き止められた前記残トナーが通過可能なウインドーを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項６】
前記クリーニング部材と前記像担持体とを相対的に前記像担持体の回転軸方向に往復移動させる機構を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のクリーニング装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のクリーニング装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
誘電損率が０．００１〜０．０２の範囲内であるトナーを供給して、被転写体へ転写されるトナー像を前記像担持体上に形成するトナー像形成手段を備え、
前記クリーニング部材は、前記被転写体へ前記トナー像が転写された後に前記像担持体上に残留する残トナーを掻き取ることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
端部が像担持体へ当接して、前記像担持体上に残留した残トナーを掻き取るクリーニング部材と、
前記クリーニング部材へ付着した付着残トナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧を前記クリーニング部材へ印加するバイアス印加手段と、
を有することを特徴とするクリーニング装置
【請求項１０】
前記バイアス印加手段は、前記付着残トナーを移動させる際に、当該残トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧を印加することを特徴とする請求項９に記載のクリーニング装置。
【請求項１１】
前記クリーニング部材と前記像担持体とを相対的に前記像担持体の回転軸方向に往復移動させる機構を備えたことを特徴とする請求項９または１０に記載のクリーニング装置。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれか１項に記載のクリーニング装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上に残留した残トナーを除去するクリーニング装置およびこれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
像担持体上に形成されたトナー像を、用紙等の記録媒体に転写する画像形成装置が知られている。例えば、複写機やレーザプリンタに代表される一般的な電子写真方式の画像形成装置においては、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程及び定着工程によって画像が形成され、転写工程で像担持体上に残留した残トナーは、クリーニング工程で除去される。
【０００３】
クリーニング工程で用いられるクリーニング装置においては、ブレード等のクリーニング部材により、像担持体上に残留した残トナーを除去する方式がよく知られている。このようなクリーニング装置には、ブレードと感光体表面との摺動時の微小振動に起因する異常音やブレード先端の損傷を防止するために、残トナーを塞き止める塞き止めシートをブレードの背後に配置した装置がある（例えば、特許文献１）。
【０００４】
この従来のクリーニング装置によれば、塞き止めシートで残トナーを塞き止めて、残トナーでブレードの先端を覆うことによって、像担持体に対して摺動するブレードの微小振動が低減され、異常音やブレード先端の損傷を防止できる。
【０００５】
しかし、トナー溜り内でトナーが滞って、パッキング（凝集塊）が発生すると、像担持体の表面に過剰な圧力がかかり、摩耗が進んで像担持体の寿命が短くなったり、像担持体の表面に傷が発生したりする場合がある。また、放電生成物が像担持体上に付着している場合には、ブレードの滑りが悪くなり、ブレードへ過剰なストレス（応力）が作用しやすくなる。
【特許文献１】特開平１１−１６１１２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事実を考慮して、クリーニング部材へ作用する過剰なストレスを低減するクリーニング装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に係るクリーニング装置は、端部が像担持体へ当接して、前記像担持体上に残留した残トナーを掻き取るクリーニング部材と、前記クリーニング部材で掻き取られた前記残トナーを塞き止めて、前記クリーニング部材の前記端部と前記像担持体とに接するトナー溜りを形成する塞き止め部材と、前記残トナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧を前記クリーニング部材へ印加するバイアス印加手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
この構成では、クリーニング部材の端部が像担持体に当接して、像担持体上に残留した残トナーを掻き取る。掻き取られた残トナーは塞き止められ、トナー溜り（塞き止められた残トナーで形成される一定の領域をいう。以下同じ）を形成する。トナー溜りは、クリーニング部材の端部と像担持体とに接するので、クリーニング部材の端部と像担持体との間で、潤滑剤として機能し、クリーニング部材の掻き取り動作を円滑にする。
【０００９】
また、バイアス印加手段が、残トナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧をクリーニング部材へ印加し、クリーニング部材の極性を残トナーと逆極性にする。これにより、残トナーがクリーニング部材に吸着しやすくなり、効率良くトナー溜りを形成できるので、継続的にクリーニング部材の掻き取り動作が円滑になり、クリーニング部材へ作用する過剰なストレスを低減できる。
【００１０】
本発明の請求項２に係るクリーニング装置は、請求項１の構成において、前記バイアス印加手段は、前記塞き止め部材で塞き止められた残トナーを移動させる際に、当該残トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧を印加することを特徴とする。
【００１１】
この構成では、バイアス印加手段が、塞き止め部材で塞き止められた残トナーを移動させる際に、その残トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧をクリーニング部材へ印加し、クリーニング部材の極性を残トナーと同極性にする。
【００１２】
これにより、塞き止め部材で塞き止められた残トナーは、クリーニング部材と反発し、トナー溜りから押し出され、移動する。塞き止められた残トナーを移動させることにより、新しい残トナーを塞き止め、トナー溜りを形成することが可能となる。このように、トナー溜りを形成する残トナーを入れ替えることができるので、残トナーが滞留することで生じるパッキング（凝集塊）が発生せず、継続的にクリーニング部材の掻き取り動作が円滑になり、クリーニング部材へ作用する過剰なストレスを低減できる。
【００１３】
本発明の請求項３に係るクリーニング装置は、請求項１又は請求項２の構成において、前記塞き止め部材は、板状に形成され、前記クリーニング部材の背面側に取り付けられることを特徴とする。
【００１４】
このように、板状に形成された塞き止め部材をクリーニング部材の背面側に取り付けることにより、簡単な構成で、残トナーを効率良く塞き止めることができる。
【００１５】
本発明の請求項４に係るクリーニング装置は、請求項１〜３のいずれか１項の構成において、前記塞き止め部材は、板バネであり、前記トナー溜りを前記像担持体側へ押圧することを特徴とする。
【００１６】
この構成では、トナー溜りは、像担持体側へ押圧される。このため、トナー溜りから潤滑剤としての残トナーがクリーニング部材の端部と像担持体との間に継続的に供給されると共に、トナー表面に付着している外添剤の研磨作用により、像担持体上に付着している放電生成物を確実に除去できる。
【００１７】
本発明の請求項５に係るクリーニング装置は、請求項１〜４のいずれか１項の構成において、前記塞き止め部材は、塞き止められた前記残トナーが通過可能なウインドーを有することを特徴とする。
【００１８】
この構成では、必要以上に塞き止められた残トナーは、ウインドーを通過する。このため、トナー溜りが、過剰な大きさとならない。また、塞き止められた残トナーを移動させる際に、スムーズに移動させることができる。
【００１９】
本発明の請求項６に係るクリーニング装置は、請求項１〜５のいずれか１項の構成において、前記クリーニング部材と前記像担持体とを相対的に前記像担持体の回転軸方向に往復移動させる機構を備えたことを特徴とする。
【００２０】
この構成では、クリーニング部材と像担持体とが相対的に像担持体の回転軸方向に往復移動する。このため、クリーニング部材の端部と像担持体とに接するトナー溜りで凝集した残トナーが解砕される。
【００２１】
本発明の請求項７に係る画像形成装置は、請求項１〜６のいずれか１項に記載のクリーニング装置を有することを特徴とする。
【００２２】
本発明の請求項８に係る画像形成装置は、請求項７の構成において、誘電損率が０．００１〜０．０２の範囲内であるトナーを供給して、被転写体へ転写されるトナー像を前記像担持体上に形成するトナー像形成手段を備え、前記クリーニング部材は、前記被転写体へ前記トナー像が転写された後に前記像担持体上に残留する残トナーを掻き取ることを特徴とする。
【００２３】
このように、トナーの誘電損率を０．０２以下とすることにより、被転写体へトナー像を転写する際の高電界下においても電荷注入が起こりにくく、トナー電荷はほとんど変化しない。このため、トナー像の転写後に像担持体上に残留した残トナーの電荷は、転写前の電荷を保持しており、クリーニング部材へバイアス電圧を印加することにより、効率良くトナー溜りを形成することができる。これにより、従来掻き取りが困難であった小径トナーや球状トナーでも、クリーニング部材の吸着力で除去することが可能となる。
【００２４】
本発明の請求項９に係るクリーニング装置は、端部が像担持体へ当接して、前記像担持体上に残留した残トナーを掻き取るクリーニング部材と、前記クリーニング部材に付着した、付着残トナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧を前記クリーニング部材へ印加するバイアス印加手段と、を有することを特徴とする。
【００２５】
この構成では、クリーニング部材の端部が像担持体に当接して、像担持体上に残留した残トナーを掻き取る。掻き取られた残トナーはクリーニング部材に付着し、自然トナー溜り（掻き取られた残トナーで形成される一定の領域をいう。以下同じ）を形成する。自然トナー溜りはトナー溜りと同じ作用をする。
【００２６】
また、バイアス印加手段が、残トナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧をクリーニング部材へ印加し、クリーニング部材の極性を残トナーと逆極性にする。これにより、残トナーがクリーニング部材に吸着しやすくなり、効率良く自然トナー溜りを形成できるので、継続的にクリーニング部材の掻き取り動作が円滑になり、クリーニング部材へ作用する過剰なストレスを低減できる。
【００２７】
本発明の請求項１０に係るクリーニング装置は、請求項９の構成において、前記バイアス印加手段は、付着残トナーを移動させる際に、当該付着残トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧を印加することを特徴とする。
【００２８】
この構成では、バイアス印加手段が、付着残トナーを移動させる際に、その付着残トナーの帯電極性と同極性のバイアス電圧をクリーニング部材へ印加し、クリーニング部材の極性を残トナーと同極性にする。
【００２９】
これにより、付着残トナーは、クリーニング部材と反発し、自然トナー溜りから押し出され、移動する。付着残トナーを移動させることにより、新しい残トナーを掻きとめ、トナー溜りを形成することが可能となる。このように、自然トナー溜りを形成する残トナーを入れ替えることができるので、残トナーが滞留することで生じるパッキング（凝集塊）が発生せず、継続的にクリーニング部材の掻き取り動作が円滑になり、クリーニング部材へ作用する過剰なストレスを低減できる。
【００３０】
本発明の請求項１１に係るクリーニング装置は、請求項９または１０の構成において、前記クリーニング部材と前記像担持体とを相対的に前記像担持体の回転軸方向に往復移動させる機構を備えたことを特徴とする。
【００３１】
この構成では、クリーニング部材と像担持体とが相対的に像担持体の回転軸方向に往復移動する。このため、クリーニング部材の端部と像担持体とに接する自然トナー溜りで凝集した付着残トナーが解砕される。
【００３２】
本発明の請求項１２に係る画像形成装置は、請求項９〜１１のいずれか１項に記載のクリーニング装置を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
本発明は、上記構成としたので、クリーニング部材へ作用する過剰なストレスを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下に、本発明に係るクリーニング装置およびこれを用いた画像形成装置についての実施の形態を図面に基づき説明する。
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態について説明する。図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１００は、表面に感光体層を有するドラム状の像担持体１と、この像担持体１を一様に帯電する帯電器２と、一様に帯電された像担持体１に像光を照射して静電潜像を形成する像書き込み装置３と、それぞれブラック（４ａ）、イエロー（４ｂ）、マゼンタ（４ｃ）、シアン（４ｄ）の４色の現像装置を収容した現像ユニット４（上記の帯電器２、像書き込み装置３、現像ユニット４をまとめてトナー像形成手段とする）と、前記像担持体１に接触し、周回可能に張架された無端ベルト状の中間転写体（被転写体）１２と、前記像担持体１上に形成されたトナー像を上記中間転写体１２へ転写する１次転写ロール５と、転写後に像担持体１に残留した残トナーを除去するクリーニング装置６と、中間転写体１２を回転駆動させるドライブロール１３と、中間転写体１２の張力を調整するテンションロール１４及び１５と、ペーパーガイド９及び１０に沿って搬送ロール１１により搬送されてくる記録用紙（被転写体）８上に中間転写体１２上のトナー像を転写する２次転写ロール（転写手段）１７と、２次転写ロール１７に対向して設けられているバックアップロール１６と、２次転写ロール１７によって記録用紙８上にトナー像を転写した後に中間転写体１２上に残留したトナーを除去するトナー除去装置１８と、記録用紙８上のトナー像を定着する定着装置（定着手段）７とを有している。
【００３５】
像担持体１は、アルミニウム等の金属製支持体（ドラム）に、電荷発生層、電荷輸送層
を順次積層させた機能分離型感光体で、この像担持体の外径は８４ｍｍであり、図１における矢印Ａ方向に回転する。
【００３６】
帯電器２は、金属製の芯金にカーボンを含有するＳＢＲ（スチレン−ブタジエンゴム）からなる弾性層を形成し、該弾性層の上に抵抗層としてイオン導電材を含有するＥＣＯ（エピクロロヒドリンゴム）を成膜し、さらにその上に、カーボンブラックとＳｎＯ2（導電性フィラー）とを含有するポリアミドからなる表面層を成膜した帯電ロールを有するものである。前記弾性層の厚みは２．８ｍｍ、抵抗層の厚みは１５０μｍ、表面層の厚みは１０μｍであり、表面層を含む層全体の抵抗値は１０7〜１０8Ωの範囲に調製してある。また、帯電器２は、芯金にＤＣ電圧を印加し、像担持体１の表面を一様に帯電するものである。なお、帯電器２としては、接触タイプの帯電ロール以外に、スコロトロンや固体放電器など非接触タイプの帯電器を用いてもよい。
【００３７】
像書き込み装置３は、像担持体１の回転方向（矢印Ａ方向）とほぼ垂直に発光素子（ＬＤ）のレーザ光Ｌを繰り返し走査し、この発光素子が画像信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦすることによって回転駆動される像担持体１に像露光を行うようになっている。
【００３８】
現像ユニット４における４つの現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、回転駆動される１台の基部４ｅに支持されており、順次像担持体１と近接・対向するようになっており、各色に対応する潜像にトナーを転移して可視化してトナー像を形成する。
【００３９】
また、現像ユニット４で用いられる現像剤のトナーは、乳化重合法により製造されたもので、平均粒径は6.5μm、形状係数は132±2のポテト形状である。なお、形状係数は、光学顕微鏡のトナー拡大像を(株)ニレコ製イメージアナライザLuzexIIIで画像解析し
て求めた値であり、次式で示される。
【００４０】
形状係数＝（トナー径の絶対最大径）2/（トナーの投影面積）×π/４×100
また、トナーの粒径は画質に大きな影響を与え、粒径が大きくなるほど画像は粗くなる。平均粒径が20μm程度のトナーでも実用上の問題はないが、細線の解像力を高くするためには、平均粒径が10μm以下のトナーを用いるのが望ましい。しかしながら、トナー径が小さくなるとトナーとキャリアの間に作用する物理的付着力が支配的となり現像性が低下する。また、トナー径が小さくなるとトナーの凝集も起こりやすく取扱いの問題が生じる。このような観点から本実施形態で用いるトナーは、平均粒径5μm以上10μm以下のものが望ましい。
【００４１】
さらに、トナーには帯電制御剤や転写助剤として、平均粒径10〜150nm程度のシリカ及びチタニア等の微粒子（外添剤）が適当量外添されている。
【００４２】
なお、トナーとしては、本製造法に限らず、例えば懸濁重合法、懸濁造粒法、溶解懸濁法、混練粉砕法等により製造されたものでもよい。
【００４３】
キャリアは、フェライトの芯材表面に、カーボンブラック等の導電材料が分散された樹脂被覆層を有する樹脂コートキャリアで、平均粒径は４５μmである。
【００４４】
上記トナーとキャリアとを混合した現像剤としては、例えば、トナー濃度(TC: Toner Concentration)は8wt%、現像剤中トナー帯電量を20〜30μC/gとしたものを用いることができる。ここでTCは次式で示される。
【００４５】
ＴＣ（wt%）＝（現像剤に含まれるトナーの重量(ｇ)）／（現像剤の総重量(ｇ)）×100
上記トナーとキャリアを混合して現像剤としたときのトナーの電荷量は、高すぎるとトナーのキャリアに対する付着力が高くなりすぎて、トナーが現像されないといった現象が発生する。一方、電荷量が低すぎるとトナーのキャリアに対する付着力が弱くなり遊離トナーによるトナークラウドが発生し、プリントにおけるカブリが問題となる、トナーを転移して良好な現像を行うという観点からは、現像剤中のトナーの電荷量が絶対値で5〜50μC/g、好ましくは、10〜40μC/gの範囲にあることが望ましい。なお、本実施形態のトナー電荷量は30μC/gである。
【００４６】
中間転写体１２は、ポリイミド樹脂中にカーボンブラックを分散させ、厚さ８０μｍの無端状ベルトにしたものである。ベルトの体積抵抗率は１０9Ωｃｍ、表面抵抗率は１０12Ω／□とした。
【００４７】
１次転写ロール５は、金属製の芯金にウレタン発泡体の層を形成したもので、ロールの抵抗値は１０8Ωに調製してある。また、１次転写ロール５の外径は１８．５ｍｍとした。
【００４８】
なお、１次転写ロールを含む画像形成装置におけるロール抵抗値は、各ロールをアースに接続した金属板の上に乗せ、ロール両端に５００ｇ計１ｋｇの荷重をかけ、ロールの芯金と金属板との間に１ｋＶの直流電圧を印加し、測定される電流値から換算して求めた。
【００４９】
２次転写ロール１７は、外径２８ｍｍで２層構成となっており、高抵抗で薄い表面層と、その内側に表面層より低い抵抗で弾性を有する弾性層を有している。表面層は、体積抵抗率が１０8〜１０13Ωｃｍの範囲であり、弾性層の抵抗は表面層の抵抗より低くしてあり、ロール全体の抵抗値として１０8〜１０9Ωの範囲に調整してある。
【００５０】
トナー除去装置１８は、金属製の芯金にナイロン製繊維を織った織布を巻き付けて製造した外径１７．５ｍｍのブラシで、繊維の太さは０．６７テックス（６デニール）、パイル長は５．５ｍｍで、中間転写体への食込み量は約１ｍｍに設定してあり、中間転写体ベルト搬送方向（矢印Ｂ）とは逆方向に回転してトナーや紙粉を除去する。なお、ブラシにはフリッカーバー１９が接触しており、ブラシ繊維に付着したトナー等を掻き落とすようになっている。なお、フリッカーバー１９はフッ素樹脂をコーティングしてあり、フリッカーバー表面にトナー等が付着・堆積するのを防止している。
【００５１】
定着装置７は、記録用紙８上に転写されたトナー像を定着して記録画像とするものである。
【００５２】
次に、本実施形態に係るクリーニング装置６について、図２に基づき説明する。
【００５３】
図２に示すように、クリーニング装置６は、像担持体１に近接して配置され、像担持体１に対向する側に開口するクリーナハウジング２５を備えている。クリーナハウジング２５の下側開口端部には、シール部材２６が固定されている。シール部材２６は、像担持体１とクリーナハウジング２５との間の隙間をほぼ塞ぎ、除去された残トナー等がクリーナハウジング２５内から外部へ漏れるのを防ぐ。本実施形態では、シール部材２６として、厚さ０．２ｍｍの熱可塑性ポリウレタンフィルムを使用した。
【００５４】
また、クリーニング装置６には、シール部材２６よりも像担持体１の回転方向（図２において矢印Ａ方向）下流側に、クリーニング部材として、像担持体表面に先端部が当接し、像担持体表面に残留する残トナーＴを掻き落とす（掻き取る）クリーニングブレード２０が配設されている。このクリーニングブレード２０の後端部は、断面形状がＬ字形の板金２１に接着されており、止めネジ２２によりクリーナハウジング２５に固定されている。
【００５５】
クリーニングブレード２０の背面側（像担持体１が配置されている側に対して反対側）には、クリーニングブレード２０が掻き落とした残トナーＴを塞き止め、クリーニングブレード２０の先端と像担持体１とに接するトナー溜りを形成する板状の塞き止め部材２３が設けられている。塞き止め部材２３は、上端部がブレード板金２１とクリーナハウジング２５との間に狭持されており、長手方向に沿って形成された３箇所の取付孔２３ａ（図６参照）へ止めネジ２２が挿通されて固定されている。塞き止め部材の長手方向幅は、クリーニングブレード２０の長手方向幅とほぼ同様の寸法とされている。図２に示されるように、塞き止め部材２３の下端部はクリーニングブレード２０と接触し、ブレード先端部より２〜１０ｍｍ程度せり出している。塞き止め部材２３は樹脂材料からなる板バネ状に形成されていることが好ましく、上述のようにクリーニングブレード２０と接触するようにクリーナハウジング２５に固定されることにより、トナー溜りを像担持体１へ押し付ける圧力が作用することになる。
【００５６】
クリーニングブレード２０の後端部には、電源（バイアス印加手段）２７が接続され、この電源２７は、クリーニングブレード２０へのバイアス電圧を印加する。この電源２７には、制御部７１が接続され、この制御部７１は、電源２７が印加する極性を制御する。また、クリーニング装置６内の下部にはオーガ２４が配設され、このオーガ２４により残トナーＴをクリーニング装置６の外に排出し、排出された残トナーＴは、回収ボックス（不図示）で回収される。
【００５７】
また、クリーニングブレード２０の構成には、同一材料タイプの層で構成される単層タイプや、異なる材料タイプの層で構成される多層タイプがある。多層タイプとしては、例えば、図３に示されるように２層構成になっており、像担持体１の表面に直接当接する側の第１層２０ａと背面側の第２層２０ｂとによって構成される。この第１層２０ａは導電剤としてイオン導電剤を使用した半導電層、第２層２０ｂは導電剤として電子伝導剤を使用した導電層である。
【００５８】
クリーニングブレード２０の材料には、耐磨耗性、耐欠け性、耐クリープ性など機械的性質に優れる熱硬化型ウレタンゴムが使用され、本実施形態では、以下のように、クリーニングブレード２０にバイアス電圧を作用させるために導電性を付与している。この導電性付与は、例えば、このウレタンゴム内に導電剤を分散させる方法が採られる。
【００５９】
具体的な材料としては、イオン導電剤にはアルカリ金属塩を使用し体積抵抗率を１０8〜１０9Ωｃｍの範囲に調整し、電子伝導剤にはカーボンブラックを使用し体積抵抗率を１０5〜１０6Ωｃｍの範囲に調整してある。導電剤としては、電子伝導剤として、カーボンブラックの他に、金属（Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｇ等）、金属酸化物、グラファイト、導電性高分子などが使用され、イオン導電剤として、ナトリウム、カリウム、リチウムなどのアルカリ金属塩の他に、アルカリ土類金属塩、４級アンモニウム塩、臭化物、亜硝酸塩、硫酸塩、過塩素酸塩などが使用される。
【００６０】
なお、クリーニングブレード２０を半導電層と導電層との２層構成にした理由は以下の通りである。
【００６１】
電子伝導剤を分散させたウレタンゴム層を像担持体１の表面と接触させる側に設けると、当接面に電子伝導剤が露出（顔出し）していまい、ブレードエッジ欠けが発生しやすくなる。この現象は、ブレードエッジと像担持体表面との摺擦によりブレード当接面が磨耗することにより発現しやすい。その結果、早期にクリーニング不良が発生しやすくなるという不具合を生じ実用的でない。一方、イオン導電剤のみを分散させて導電性を付与した場合、所望とする導電性である体積抵抗率（１０5〜１０6Ωｃｍ）を得る目的でイオン導電剤の配合量を増やしていくと、イオン導電剤の染み出しによる感光体汚染が発生しやすくなるという問題が発生する。したがって、イオン導電剤の染み出しがない範囲で配合することとする結果、体積抵抗率は１０8〜１０9Ωｃｍの範囲とせざるを得ない。そこで、像担持体表面と接触する側に導電剤としてイオン導電剤を使用した半導電層、その背面側に所望の導電性を付与できる電子伝導剤を使用した導電層を設け、感光体汚染と抵抗値とを両立できる２層構成とした。なお、前記半導電層は効率良くバイアス電圧を印加するために、できるだけ薄くすることが好ましく、０．０５〜０．５ｍｍの範囲程度に設定される。本例では半導電層を０．０１ｍｍ、半導電層と導電層を含むブレード厚を２ｍｍとした。
【００６２】
単層タイプとしては、図４に示されるように、同一材料タイプの層２０ｃで構成され、材料として例えば、電子伝導剤とイオン導電剤とを混入した所謂ハイブリッド材料などが使用される。これは、電子伝導剤とイオン導電剤とを併用することで、電子伝導剤の含有量を減らしても所望の導電性を得られ、かつ電子伝導剤の不均一分散による抵抗率のバラツキを抑えることができるものである。具体的な材料として電子伝導剤にカーボンブラックを使用し、イオン導電剤にはアルカリ金属塩を使用して、厚さ２ｍｍ、体積抵抗率を１０5〜１０6Ωｃｍの範囲のクリーニングブレード２０を得ることができる。
【００６３】
また、単層タイプの変形例として、図５に示すように、先端面と背面を導電性コート剤でコートした導電コート層20ｄを有するクリーニングブレード２０を使用することができる。導電性コート材料は導電材料として、カーボンブラック、金属（Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｇ等）、金属酸化物、グラファイト、導電性高分子などの電子伝導剤や、ナトリウム、カリウム、リチウムなどのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、４級アンモニウム塩、臭化物、亜硝酸塩、硫酸塩、過塩素酸塩などのイオン導電剤を含有する材料が使用され、体積抵抗率を１０8〜１０9Ωｃｍの範囲に調整してある。導電性コート層の厚みは、０．００５〜０．１ｍｍ範囲程度に設定され、本例では０．０１ｍｍとした。なお、このタイプの場合、クリーニングブレード２０のゴム材料は必ずしも導電性が付与されている必要はない。
【００６４】
なお、本例におけるブレード加圧方式は、構造が簡単で低コストの定変位方式を用いており、具体的な加圧力は１９．６Ｎ／ｍ（２ｇｆ／ｍｍ）に設定してある。ただし、ブレード加圧方式は定変位方式に限られるものではなく、当接圧の経時変化がほとんどない定荷重方式を用いてもよい。
【００６５】
次に、上記の実施形態について作用を説明する。
【００６６】
図２に示すように、像担持体１の表面に残留した転写残トナーＴは、像担持体１の回転方向（Ａ方向）の上流側から運ばれ、シール部材２６の前をそのまま通過し、クリーニングブレード２０の先端で掻き落とされる（掻き取られる）。掻き落とされた転写残トナーＴは、塞き止め部材２３によって、クリーニングブレード２０の先端部に一時的に塞き止められ、トナー溜りを形成する。塞き止められたトナー溜りの転写残トナーＴは、塞き止め部材２３により、クリーニングブレード２０の先端部側へ押圧され、トナー溜りに転写残トナーＴが効率良く供給される。
【００６７】
また、残トナーＴのクリーニング時に、電源２７によりクリーニングブレード２０へ、残トナーＴと逆極性のプラスのバイアス電圧を印加する。これにより、残トナーに対して吸着力が働き、クリーニングブレード２０の先端部にトラップされるため、小径トナーや球状トナーでも、クリーニングブレード２０と像担持体１との接触領域におけるすり抜けを防止すると同時に、トナー溜りに残トナーＴを効率的に供給することが可能になる。これは、残トナーＴがクリーニングブレード２０と像担持体１との接触領域に到達する前に、クリーニングブレード２０の端面電位と像担持体１の表面電位との差により生じる電界により、残トナーＴがクリーニングブレード２０の端面に飛翔する現象が寄与している。
【００６８】
このように、クリーニングブレード２０の先端部に形成されたトナー溜りへ残トナーＴが供給されることにより、転写残トナー（外添剤）による摺擦力で像担持体１表面に付着している放電生成物を除去することができる。このため、クリーニングブレード２０の滑りが良くなり、クリーニングブレード２０へ過剰なストレス（応力）が作用しにくくなる。また、像担持体１に付着した放電生成物が水分を吸着することを起因して発生する像担持体の像流れ現象（画像のかすれ、滲み等の現象）を防止することができる。
【００６９】
また、トナー溜りへ残トナーＴが供給されることにより、転写残トナーＴの外添剤がクリーニングブレード２０の先端部で潤滑剤として作用し、クリーニングブレードの先端部における摺動性が向上する。像担持体１との摺動によるクリーニングブレード２０の微小振動が低減され、異常音やクリーニングブレード２０の先端部の損傷を防止できる。
【００７０】
次に、トナー溜りに溜まった残トナーＴを入れ替える際には、電源２７によりクリーニングブレード２０へ、残トナーＴと同極性のマイナスのバイアス電圧を印加する。これにより、残トナーＴに対しては反発力が作用し、トナー溜りに溜まった残トナーＴを積極的に押し出す作用が発生する。これにより、トナー溜りに溜まっていた残トナーＴはクリーナハウジング２５の下部に吐き出され、オーガ２４により廃トナーとしてクリーニング装置６の外に排出され、回収ボックス（不図示）で回収される。
【００７１】
トナー溜りに溜まっていた残トナーＴを、クリーナハウジング２５の下部に吐き出した後は、電源２７によりクリーニングブレード２０へ、残トナーＴと逆極性のプラスのバイアス電圧を印加し、トナー溜りへ新しい残トナーＴを供給し、トナー溜りに溜まった残トナーＴを入れ替える。トナー溜りでパッキング（凝集塊）が発生しにくくなる。これにより、クリーニングブレード２０の先端部における摺動性を継続的に維持するでき、トナー溜りに溜まっている転写残トナーＴ自身による摺擦作用を継続的に維持できる。
【００７２】
残トナーＴの入れ替えは、残トナー量、すなわち画像形成時の印字パターン(トナー濃度やその連続印字枚数)などに影響を受けるが、トナー溜りで残トナーＴのパッキングが生じない限りほぼ一定であり、数１０〜数１００枚に１回、ジョブエンド時など非画像形成サイクル中に行われる。
【００７３】
なお、前記塞き止め部材２３としては、図６に示したようなウィンドーのないタイプと、図７に示したようなウィンドー２３ｂが複数設けられているタイプとが使用できる。このウィンドーがあることにより、トナー溜りに溜まったトナーの入れ替えをスムーズに行うことができる。本実施形態の画像形成装置１００においては、長期的に安定してトナーの入れ替えをスムーズに行い、また継続的にパッキング発生防止を維持するために、ウィンドーを設ける方がより好ましい。
（試験例）
次に、本発明の効果を確かめるために行った試験例について説明する。
【００７４】
富士ゼロックス製カラー複合機DCC500のクリーニング部を図２に示すような構成に改造し、クリーニング性評価を実施した。評価条件としては、クリーニングにストレスとなる球形トナー（形状係数115）を使用した。球形トナーは上記乳化重合法により作製し、形状が異なる以外は平均粒径や外添仕様など同一条件に調整した。また、比較のため、クリーニング装置として、トナー溜りのないタイプ（Type-A）、トナー溜りはあるがバイアス印加による入れ替えを実施しないタイプ（Type-B）を用意し、本実施形態によるトナー溜りとバイアス印加による入れ替えを実施するタイプ（Type-C）との比較実験を行った。評価尺度はクリーニング不良が発生するまでの像担持体の走行サイクル数とし、それを各クリーナ装置毎に走行試験で求めた。なお、バイアス電圧は、通常のクリーニング時には＋５００Ｖ、トナー溜りのトナー入れ替え時には−５００Ｖを印加した。
【００７５】
この結果を図７に示す。本実施形態のトナー溜りとトナー入れ替えバイアス印加ケースでは、どちらも使用しないケースと比較して約８倍信頼性が向上したことが確認できた。また、トナー入れ替えバイアス印加を実施しないケースと比較しても、約２倍信頼性が向上したことも確認された。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、画像形成装置の全体構成については、第１実施形態と同一であるので説明を省略する。
【００７６】
まず、第２実施形態のクリーニング装置６の構成について、図８に基づき説明する。なお、クリーナハウジング２５、シール部材２６、クリーニングブレード２０、塞き止め部材２３、電源（バイアス印加手段）２７、制御部７１の構成は、第１実施形態と同一であるので説明を省略し、異なる部分について説明する。
【００７７】
クリーニングブレード２０の後端部が接着されている板金２１は、ホルダ２８に固定されている。ホルダ２８は、回転軸２８ａに固定され、回転軸２８ａを中心に回転可能とされている。ホルダ２８の上面（図８の上側端面）には、横方向へ延びる圧力印加プレート２９が接着されている。圧力印加プレート２９の先端部（図８の左側端部）には差込み孔３３が形成され、この差込み孔３３にスプリング３０の一端側が取り付けられ、このスプリング３０の他端側はフレーム３１に取り付けられている。
【００７８】
この構成によれば、フレーム３１に取り付けられたスプリング３０の引張力（矢印Ｅ方向への力）が圧力印加プレート２９に作用すると、圧力印加プレート２９は、ホルダー回転軸２８ａを支点として回転する。この圧力印加プレート２９の回転にクリーニングブレード２０がこれに連動することで、クリーニングブレード２０の先端部が像担持体１と接触する。このように、クリーニングブレード２０の加圧手段として、上記のような所謂定荷重方式を用いることで、常に安定した所望の当接圧でクリーニングブレード２０を像担持体１に接触させることができる。これにより、クリーニングブレード２０は、像担持体１の表面に残留した残トナーＴを確実に掻き落とす。
【００７９】
塞き止め部材２３は上端部がブレード板金２１とホルダー２８との間に狭持されており、端部に形成された３箇所の取付孔（図９（Ａ）（Ｂ）参照）へ止めネジ２２が挿通されて固定されている。クリーニングブレード２０と接触するようにホルダー２８に固定されることにより、トナー溜りでトナーを像担持体１に押し付ける圧力が作用することになる。
【００８０】
なお、本実施の形態においても、第１実施形態の場合と同様に、クリーニングブレード２０の構成として、同一材料タイプの層で構成される単層タイプ、異なる材料タイプの層で構成される多層タイプを用いることができる。
【００８１】
ところで、第１実施形態のようにトナー溜りにおける転写残トナーＴの入れ替え動作を行っても、トナー粒径が小さい場合やトナー形状が球形に近い場合などブレードの先端でトナーパッキング状態が発生しやすい場合、トナーパッキング状態が発生することがあり、結果として像担持体表面に過剰な圧力がかかり、像担持体表面の磨耗が進んでライフが短くなったり、像担持体表面に傷が発生したりするトラブルが発生することがある。
【００８２】
本実施形態の画像形成装置においては、このようなパッキングが起こった場合でも、クリーニングブレード２０と像担持体１とで相対的に像担持体の回転軸方向に往復移動させる（オシレーション）機構を設けることで、トナーのパッキングを解砕し、像担持体やクリーニングブレードに過剰な圧力がかかるのを防ぐことができる。
【００８３】
本実施形態では、クリーニングブレード２０と像担持体１とで相対的に像担持体の回転軸方向に移動させる機構として、クリーニングブレード２０のみを移動させる機構を採用している。
【００８４】
すなわち、図９（Ａ）においては、クリーニングブレード２０がホルダー２８に止めネジ５５Ａにより固定され、このブレードを備えたホルダー２８の両端部が、本体フレーム３２に設けられた貫通孔（この貫通孔にはブレードがスムーズに移動できるように樹脂製の滑り軸受（不図示）がはめ込まれている）にはめ込まれ、図９（Ａ）における左右に移動可能なように支持されている。ホルダー５５の一端部がフェイスカム３４の回転により左右に往復運動する機構となっている。
【００８５】
具体的には、図９（Ａ）に示すように、駆動系ギアの１つをフェイスカム３４兼用にし、ホルダー２８のもう一方の端部にはめ込まれたスプリング３０による押圧力を利用して、ホルダー２８の軸方向（像担持体回転軸方向）にクリーニングブレード２０を往復運動させる。これにより、トナー溜りにパッキングされたトナーが解砕される。なお、図９（Ｂ）に示すように、ホルダー２８は略矩形状をしており、ホルダー２８におけるクリーニングブレード２０を固定する板金２１に長さは、最低像担持体１の感光層の幅であることが必要である。また、オシレーションに必要なストロークは０．５〜2ｍｍ程度の範囲であるが、ブレード先端部でトナーのパッキングを解砕できればよいため、必ずしもこの距離に限定されることはない。
【００８６】
次に、第２実施形態における現像ユニット４で用いられる現像剤について以下に詳細に説明する。
【００８７】
本実施形態において、上記現像剤に含まれるトナーの誘電損率は０．００１〜０．０２の範囲であることが必要である。従来の湿式法で得られるトナーの誘電損率は０．０２を超えており高い。この誘電損率は、交流電場下に置かれた誘電体の抵抗を表し、値が大きいほど抵抗は低下することが知られている。そして、トナーの抵抗が低い場合には、トナーの帯電量あるいは帯電分布が変化しやすいと考えられる。
【００８８】
本発明者等が鋭意検討したところ、トナーの誘電損率（比誘電損率ともいう）を０．００１〜０．０２の範囲とすることにより、現像後の像担持体上のトナー像におけるトナー、あるいは転写後の転写残トナーの帯電量が安定し、湿式法で作製される小粒径、球状のトナーであっても、高い転写効率、及び前記バイアス印加を備えたクリーニングシステムでの良好なクリーニング特性が得られることがわかった。
【００８９】
上記誘電損率は０．００５〜０．０１５の範囲が好ましく、０．０１〜０．０１２の範囲がより好ましい。誘電損率が０．０２を超えると、像担持体上でのトナーの電荷量が不安定となり転写性、クリーニング性が悪化し、特にクリーニングトナーを再利用するシステム、及びクリーナーレスシステムにおいて長期に渡る信頼性を確保することができない。また、０．００１に満たないトナーは実際上ほとんど製造できない。
【００９０】
誘電損率の測定は、例えばトナー粉体を錠剤に成型し、誘電体測定用電極に設置し、１００ｋＨｚまでの交流電場をかけて測定される。トナーの誘電損率の具体的な測定方法は、次の通りである。すなわち、トナー５ｇをペレット成型し、電極〔ＳＥ−７１型固体用電極、安藤電気（株）製〕間にセットし、ＬＣＲメーター（４２７４Ａ型、横川ヒューレットパッカード製）にて５Ｖで電導度を測定し、下記の式（１）によって求められる。
誘電損率＝〔１４．３９／（Ｗ×Ｄ2）〕×ＧX×ＴX×１０12  ・・・  式（１）
（ここで、Ｗ＝２πｆ（ｆ：測定周波数１００ｋＨｚ）、Ｄ：電極直径（ｃｍ）、ＧX：試料の電導度（Ｓ）、ＴX：試料厚み（ｃｍ）を表す。）
本実施形態におけるトナーは、以下のようにして製造される。
【００９１】
トナー粒子は乳化重合凝集法等により作製され、樹脂粒子と着色剤とを分散させた分散液中で攪拌しながら、凝集／会合させて造粒して形成される。また、樹脂粒子と着色剤の他に必要に応じて、無機微粒子、離型剤微粒子、帯電制御剤微粒子等を添加することができる。これらの微粒子分散液を複数回に分けて添加混合することが望ましい。
【００９２】
トナー粒子の製造においては、少なくとも樹脂粒子を分散させた分散液中で凝集粒子を形成し凝集粒子分散液を調製する第１の工程と、前記凝集粒子分散液中に、微粒子を分散させた微粒子分散液を添加混合して前記凝集粒子に微粒子を付着させて付着粒子を形成する第２の工程と、この付着粒子を加熱して融合する第３の工程を有することが望ましい。
【００９３】
前記第２の工程は複数回行われるのが望ましい。この第２の工程においては、凝集粒子分散液中に、離型剤微粒子を分散させてなる離型剤微粒子分散液を添加混合して凝集粒子に離型剤微粒子を付着させて付着粒子を形成した後、樹脂含有微粒子を分散させてなる樹脂含有微粒子分散液を添加混合して前記付着粒子に樹脂含有微粒子をさらに付着させて付着粒子を形成する工程であるのが好ましい。
【００９４】
また、前記第２の工程は、樹脂微粒子の凝集粒子分散液中に、着色剤微粒子を分散させてなる着色剤微粒子分散液を添加混合して凝集粒子に着色剤微粒子を付着させて付着粒子を形成した後、樹脂含有微粒子を分散させてなる樹脂含有微粒子分散液を添加混合して前記付着粒子に樹脂含有微粒子をさらに付着させて付着粒子を形成する工程であるのが好ましい。
【００９５】
さらにこの第２の工程は、凝集粒子分散液中に、樹脂含有微粒子を分散させてなる樹脂含有微粒子分散液を添加混合して凝集粒子に樹脂含有微粒子を付着させて付着粒子を形成した後、無機微粒子を分散させてなる無機微粒子分散液を添加混合して前記付着粒子に無機微粒子をさらに付着させて付着粒子を形成する工程であるのが好ましい。
【００９６】
前記第２の工程においては、第１の工程において調製された凝集粒子分散液中に、前記微粒子分散液を添加混合して、前記凝集粒子に前記微粒子を付着させて付着粒子を形成する。前記微粒子は、前記凝集粒子から見て新たに追加される粒子に該当するので、「追加粒子」と称されることがある。
【００９７】
前記微粒子分散液の添加混合の方法としては、特に制限はなく、例えば、徐々に連続的に行ってもよいし、複数回に分割して段階的に行ってもよい。このようにして、前記微粒子（追加粒子）を添加混合することにより、微小な粒子の発生を抑制し、得られるトナー粒子の粒度分布をシャープにすることができる。なお、複数回に分割して段階的に添加混合を行うと、前記凝集粒子の表面に段階的に前記微粒子による層が積層され、トナー粒子の内部から外部にかけて構造変化や組成勾配をもたせることができ、粒子の表面硬度を向上させることができ、しかも、第３工程における融合時において、粒度分布を維持し、変動を抑制することができると共に、融合時の安定性を高めるための界面活性剤や塩基又は酸等の安定剤の添加を不要にしたり、それらの添加量を最少限度に抑制したりすることができ、コストの削減や品質の改善が可能となる点で有利である。
【００９８】
上記の樹脂粒子に使用される樹脂としては、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸２−エチルヘキシル等のビニル基を有するエステル類；アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類；ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類；エチレン、プロピレン、ブタジエンなどのポリオレフィン類；などの単量体などの重合体またはこれらを２種以上組み合せて得られる共重合体またはこれらの混合物、さらにはエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂等、非ビニル縮合系樹脂、あるいはこれらと前記ビニル系樹脂との混合物やこれらの共存下でビニル系単量体を重合する際に得られるグラフト重合体等を挙げることができる。
【００９９】
樹脂粒子分散液は、上記の樹脂を水中に２〜４０質量％の濃度になるように分散させて形成されるが、分散する樹脂粒子の体積平均粒径は１μｍ以下が望ましく、より望ましくは０．０１〜１μｍの範囲である。樹脂粒子の体積平均粒径が１μｍを越えると、最終的に得られるトナーの粒径分布が広くなったり、遊離粒子の発生が生じたりして、性能や信頼性の低下につながる。一方、樹脂粒子の体積平均粒径が前記範囲内にあると、前記欠点がない上、トナー間の偏在が減少し、トナー中での分散が良好となり、性能や信頼性のバラツキが小さくなる点が有利である。なお、樹脂粒子の体積平均粒径は、例えば、コールターカウンター等を用いて測定することができる。
【０１００】
なお、前記ビニル系単量体の場合は、イオン性界面活性剤などを用いて乳化重合やシード重合を実施して樹脂粒子分散液を作成することができ、その他の樹脂の場合は油性で水への溶解度の比較的低い溶剤に溶解するものであれば樹脂をそれらの溶剤に解かして水中にイオン性の界面活性剤や高分子電解質とともにホモジナイザーなどの分散機により水中に微粒子分散し、その後加熱または減圧して溶剤を蒸散することにより、樹脂粒子分散液を作製することができる。
【０１０１】
着色剤の例としては、カーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアントカーミン３Ｂ、ブリリアントカーミン６Ｂ、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンＢレーキ、レーキレッドＣ、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコローズベンオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレート、などの種々の顔料、アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、チオインジゴ系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジゴ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアジン系、チアゾール系、キサンテン系などの各種染料、など着色剤は１種または複数種類を併せて使用することができる。
【０１０２】
着色剤分散液は、上記の着色剤を水中に２〜４０質量％の濃度になるように添加し、使用する樹脂とは逆極性のイオン性界面活性剤を用い、回転剪断型ホモジナイザーやボールミル、サンドミル、ダイノミル等の公知の分散装置によって作製することができる。着色剤の体積平均粒径は、散乱式の粒度分布測定機（ＨＯＲＩＢＡ製、ＬＡ７００）等の測定機によって、０．０５〜０．５０μｍの範囲にあることが好ましい。
【０１０３】
本実施形態において、前記樹脂粒子分散液と上記着色剤分散液とを混合する際に、内添剤を添加しても良い。内添剤としてフェライト、マグネタイト、還元鉄、コバルト、ニッケル、マンガン等の金属、合金、又はこれら金属を含む化合物などの磁性体を使用することができる。
【０１０４】
また、帯電制御剤として４級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、アルミ、鉄、クロムなどの錯体からなる染料やトリフェニルメタン系顔料など通常使用される種々の帯電制御剤を使用することができるが、凝集や会合時の安定性に影響するイオン強度の制御と廃水汚染減少の点から水に溶解しにくい材料が好適に使用される。
【０１０５】
また、前記樹脂粒子分散液と前記着色剤分散液とを混合する際に、離型剤微粒子分散液を添加するのが好ましい。離型剤の例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類、加熱により軟化点を有するシリコーン類、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等のような脂肪酸アミド類やカルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等のような植物系ワックス、ミツロウのような動物系ワックス、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等のような鉱物、石油系ワックス、及びそれらの変性物が使用できる。
【０１０６】
これらのワックス類は、水中にイオン性界面活性剤や高分子酸や高分子塩基などの高分子電解質とともに分散し、融点以上に加熱するとともに強い剪断をかけられるホモジナイザーや圧力吐出型分散機により微粒子化し、体積平均粒径が１μｍ以下の粒子の分散液として添加することができる。
【０１０７】
前記樹脂粒子分散液と着色剤分散液、及び必要によりその他の成分を所定の割合で混合し、室温から樹脂粒子のガラス転移温度までの範囲おいて加熱することにより樹脂粒子と着色剤を凝集させ、凝集粒子を形成する。凝集体微粒子の体積平均粒径は、２〜６μｍの範囲にあることが好ましい。次いで、凝集粒子を含む混合液を樹脂の軟化点以上の温度、一般には７０〜１２０°Ｃで加熱処理して凝集粒子を融合させてトナー粒子を含有するトナー粒子含有液（トナー粒子分散液）を得ることができる。
【０１０８】
なお、乳化重合、シード重合、顔料分散、樹脂粒子、離型剤分散、凝集、またはその安定化などに用いる界面活性剤の例としては、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤、アミン塩型、４級アンモニウム塩型等のカチオン系界面活性剤、またポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン性界面活性剤を併用することも効果的であり、分散のため手段としては、回転せん断型ホモジナイザーやメデイアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミルなどの一般的なものが使用可能である。
【０１０９】
次いで、得られたトナー粒子含有液は、遠心分離または吸引濾過によりトナー粒子を分離して、イオン交換水にて１〜３回洗浄する。前記トナーの誘電損率は、この洗浄過程におけるトナー中の前記安定剤の残量により左右される。
【０１１０】
そして、トナー中の残留安定剤量は以下のように測定することができる。すなわち、トナーを有機溶媒１〜１０質量部に溶解させた後、この溶液に脱イオン水を１０〜１００質量部程度添加する。残留安定剤は水層あるいは油層に抽出できるので、抽出液の電気伝導度および表面張力を測定することで残留安定剤量を測定できる。有機溶媒としては極性の大小問わず、一般公知のものを用いることができる。
【０１１１】
本実施形態に用いられるトナー粒子は、前記のような水洗浄を実施した後、トナー粒子を再度洗浄水に分散し、トナー粒子を構成する樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ）以上に加熱して撹拌する洗浄方法が用いられる。これによって洗浄後のトナー粒子を有機溶媒中に溶解した後、脱イオン水と混合した際の溶液の電気伝導度、表面張力をある一定の範囲にまで制御できる。
【０１１２】
より具体的には、トナー粒子をイオン交換水中に再度分散したのち、トナー粒子を構成する樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）以上に加熱し、３０分〜２時間程度撹拌する。そして、室温まで冷却後再度トナー粒子を濾別し、イオン交換水にて１〜５回程度洗浄し、乾燥することによって、本実施形態におけるトナー粒子を得ることができる。
【０１１３】
トナー粒子を構成する樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）以上に加熱するに際しては、余り高い温度であると、トナー粒子中の着色剤、離型剤が製造時に遊離しやすく、帯電性、誘電特性を悪化させやすくなり、また、Ｔｇ未満では、内部に残存する安定剤を抽出する効果が小さく、良好な帯電性、誘電特性を得ることが困難となるので特にＴｇよりも１０〜３５℃程度高い温度に加熱することが望ましい。
【０１１４】
また、この加熱工程の前のトナー粒子含有液（トナー粒子分散液）のｐＨを７〜１２の範囲に調整して攪拌することが望ましい。トナー粒子含有液（トナー粒子分散液）のｐＨが７よりも低いと、安定剤の抽出が不十分となりやすく、低帯電トナーの発生や、高温での安定性が低下しやすく、特に解離基を有するトナーにおいては著しい。また、１２よりも高いと、アルカリが残存しやすく、帯電特性が不十分となりやすい。
【０１１５】
このようにして得られたトナー粒子についての前記電気伝導度は１００μＳ／ｃｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは５０μＳ／ｃｍ以下、さらに好ましくは２０μＳ／ｃｍ以下にすることが好ましい。また、溶液の表面張力は３０ｍＮ以上とすることが好ましく、より好ましくは４０ｍＮ以上、さらに好ましくは５０ｍＮ以上にすることが好ましい。
【０１１６】
この電気伝導度が１００μＳ／ｃｍよりも高い場合、また、表面張力が２０ｍＮより低い場合、トナーの抵抗が低下し、前記トナーの誘電損率を本実施形態に規定する範囲にすることができ難くなるばかりでなく、特に高温高湿下での帯電不良によりかぶり、飛び散りなどを生じ、画質低下をもたらす場合がある。
【０１１７】
図１０及び図１１に、トナー粒子についての電気伝導度、表面張力と帯電特性との関係を示す。図１０、１１中、●はトナー粒子を湿式製法で製造する際に従来洗浄方法によって得られたトナー粒子についてのプロットであり、■はトナー粒子を湿式製法で製造する際に前記本実施形態における洗浄方法によって得られたトナー粒子についてのプロットである。なお、縦軸の「帯電レベル」は、後述するＣＳＧ（チャージスペクトログラフ）測定装置を用いて、２８℃、８０％ＲＨ環境に２４時間放置しておいたトナー及びキャリアを、トナー濃度が８％になるように同環境でガラス瓶に入れ、ターブラミキサー（１２０rpm）で２分間攪拌した後、測定により観察される各トナーの帯電量分布のピーク部分のベースラインからの距離を示すものである。また、該ベースラインとは、ＣＳＧ測定装置の電圧を０Ｖにしたときの測定値である。
【０１１８】
ここで、従来の洗浄方法とは、トナー粒子分散液を水洗浄よりトナー粒子を得た場合であり、本実施形態における洗浄方法とは、トナー粒子分散液を水洗浄した後、トナー粒子を再度洗浄水に分散し、その後トナー粒子をＴｇ以上に加熱した場合であり、その他の条件と実質的に両者同じである。
【０１１９】
図１０に示すように、本実施形態における洗浄方法で得られたトナー粒子は、従来の洗浄方法で得られたトナー粒子に比べて電気伝導度が低く、帯電レベルが高い。また、図１１に示されるように、本実施形態における洗浄方法で得られたトナー粒子は、従来の洗浄方法で得られたトナー粒子に比べて表面張力が高く、帯電レベルが高くなっている。したがって、本実施形態の洗浄方法で得られたトナー粒子は、従来の洗浄方法で得られたトナー粒子に比べて帯電特性が高いことを示している。
【０１２０】
本発明者等の検討では、前記本実施形態における洗浄方法によって得られたトナーのうち、少なくとも、電気伝導度が約２５〜３０μＳ／ｃｍ程度の範囲内とし、表面張力が約３２〜４４ｍＮ程度の範囲とすれば、最終的なトナーの誘電損率を０．００１〜０．０２の範囲とすることができることがわかった。
【０１２１】
以上のようにして最終的に加熱して得られたトナー粒子には、シリカ、アルミナ、チタニア、炭酸カルシウムなどの無機粒子や、ビニル系樹脂、ポリエステル、シリコーンなどの樹脂微粒子を乾燥状態で剪断力をかけて表面へ添加して流動性助剤やクリーニング助剤として用いることもできる。
【０１２２】
本実施形態に用いられるトナーは、体積平均粒子径Ｄ50v が２．０〜６．０μｍの範囲であることが好ましい。また、体積平均粒径は２．０〜４．０μｍの範囲がより好ましい。トナーの体積平均粒径が６．０μｍを超えると、粗大粒子の比率が高くなり、定着工程を経て得られる画像の細線や微小ドットの再現性、および階調性が低下する。一方、トナーの体積平均粒径が、２．０μｍ未満となると、トナーの粉体流動性、現像性、あるいは転写性が悪化し、像担持体表面に残留するトナーのクリーニング性が低下する等、粉体特性低下に伴う他の工程における種々の不具合が生じる。
【０１２３】
本実施形態におけるトナーの体積粒度分布指標ＧＳＤｖは１．３以下であることが好ましく、１．２５以下であることがより好ましい。また、個数粒度分布指標ＧＳＤｐは１．３以下であることが好ましく、１．２５以下であることがより好ましい。
【０１２４】
ＧＳＤｖが１．３よりも大きいと、トナー中の粗粉が多いことを示し、画像の飛び散りが発生する場合がある。ＧＳＤｐが１．４よりも大きいと、トナー中の微粉が多いことを示し、トナー飛散による機内のトナー汚染が多くなる場合がある。
【０１２５】
前記体積平均粒径、ＧＳＤｖ、及びＧＳＤｐは、以下のように求められる。まず、例えば、コールターカウンターＴＡII（ベックマン−コールター社製）、などの測定器で測定される粒度分布を基にして、体積、数をそれぞれ小粒径側から累積分布を引いて、累積１６％となる粒径を体積Ｄ16v、数Ｄ16p、累積５０％となる粒径を体積Ｄ５０ｖ（これを体積平均粒径とする）、数Ｄ50p、累積８４％となる粒径を体積Ｄ84v、数Ｄ84pと定義する。
【０１２６】
そして、体積粒度分布指数ＧＳＤｖは、（Ｄ84v／Ｄ16v）1/2として算出され、数平均粒度分布指数ＧＳＤｐは、（Ｄ84p／Ｄ16p）1/2として算出される。
【０１２７】
さらに、本実施形態におけるトナーの形状係数ＳＦ１は１００〜１４０の範囲にあることが好ましい。形状係数が１４０より大きいと、転写性が悪くなる。特に形状が球形（真球）に近い形状である程、通常の水あるいはアルカリによる表面の洗浄だけでは、安定剤の除去が困難になり、帯電性への悪影響があり、画像濃度の低下など実使用上好ましくないことがあるが、本実施形態におけるトナーは形状が球状でも安定した帯電特性を達成することが可能である。トナーの流動性が低下し、部分的に強いストレスが加わったり、搬送力、攪拌力を上げる必要が生ずるなどして、現像剤の劣化が促進される。
【０１２８】
なお、上記ＳＦ１は１００〜１２５の範囲がより好ましい。
【０１２９】
ここで上記形状係数ＳＦ１は、下記式（２）により求められる。
【０１３０】
ＳＦ１＝（ＭＬ2／Ａ）×（π／４）×１００    ・・・    式（２）
上記式（２）中、ＭＬはトナー粒子の絶対最大長、Ａはトナー粒子の投影面積を各々示す。
【０１３１】
前記ＳＦ１は、主に顕微鏡画像または走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を画像解析装置を用いて解析することによって数値化され、例えば、以下のようにして算出することができる。すなわち、スライドガラス表面に散布したトナーの光学顕微鏡像をビデオカメラを通じてルーゼックス画像解析装置に取り込み、１００個以上のトナー粒子の最大長と投影面積を求め、上記式（２）によって計算し、その平均値を求めることにより得られる。
【０１３２】
次に、本実施形態において、トナーの誘電損率を０．０２以下としたことにより、高い転写性と良好なクリーニング性が得られる点について説明する。
【０１３３】
図１２に、トナーの誘電損率と転写効率との関係を示す。なお、転写効率は富士ゼロックス社製 Ａｂｌｅ１３０２改造機を用い、体積平均粒径が４．０μｍ、形状係数ＳＦ１が１２２のトナーを使用して測定したものである。
【０１３４】
図１２に示されるトナーにおける誘電損率と転写効率との相関をみると、誘電損率が低いと転写効率が高いことがわかる。なお、ここでの転写効率とは、像担持体上の現像トナー像と、未転写残像の反射濃度の比率を表したものであり、現像トナー像濃度が０．７のときの転写効率を示している。そして、この図より転写効率を９５％以上とするためには、トナーの誘電損率を０．０２以下とする必要があることがわかる。
【０１３５】
また、本実施形態では、トナーの誘電損率を０．０２以下とすることにより、転写時の高電界下においても電荷注入が起こりにくくトナー電荷はほとんど変化しないことが見出された。このため、トナー電荷量が像担持体への現像後、さらには転写後も安定し、転写後に像担持体表面に残留したトナーの電荷は転写前の電荷を保持している。
【０１３６】
これにより、クリーニングブレード２０へ電源２７でバイアス電圧を印可した際、クリーニングブレード２０が残トナーＴを吸着又は反発するという作用が効果的発揮される。したがって、従来クリーニングが困難であった小径トナーや球状トナーでも、良好にクリーニングすることが可能となる。なお、転写時にトナー電荷が変化しにくいということは、転写電界によりトナーが有効に移動することを意味し、これにより前記のように高転写効率を得ることができる。
（試験例）
次に、本発明の効果を確かめるために行った試験例について説明する。
【０１３７】
富士ゼロックス製カラー複合機DCC500のクリーニング部を図８に示すような構成に改造し、クリーニング性評価を実施した。評価条件としては、クリーニングにストレスとなる形状が球形（形状係数115）で、体積平均粒径が３．６μmのトナーを使用した。球形トナーは上記乳化重合法により作製し、形状が異なる以外は外添仕様など同一条件に調整した。また比較のため、クリーニングユニットとして、トナー溜りもオシレーションもないタイプ（Type-A）、トナー溜りのみあるがバイアス印加による入れ替えを実施しないタイプ（Type-B）、トナー溜りのみがありバイアス印加による入れ替えを実施するタイプ（Type-C）、オシレーション機構のみあるタイプ（Type-D）を用意し、トナー溜りとバイアス印加による入れ替えを実施しオシレーション機構もあるタイプ（Type-E）との比較実験を行った。評価尺度はクリーニング不良が発生するまでの像担持体の走行サイクル数とし、それを各クリーナユニット毎に走行試験で求めた。なお、バイアス電圧は、通常のクリーニング時には＋５００Ｖ、トナー溜りのトナー入れ替え時には−５００Ｖを印加した。
結果を図１３に示す。トナー溜り+トナー入れ替えバイアス印加＋オシレーション機構有りのケースでは、どれも使用しないケースと比較して約１０倍信頼性が向上したことが確認できた。また、トナー溜り、入れ替えバイアス印加、オシレーションそれぞれの効果も確認された。
【０１３８】
本発明は、上記の実施の形態に限るものではなく、種々の形態が可能である。
【０１３９】
例えば、本実施形態においては、クリーニング部材は、クリーニングブレードとしたが、これに限られず、クリーニング部材としては、ブラシ（導電性繊維製など）や磁気ブラシを併用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４０】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係るクリーニング装置の概略構成図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係るクリーニング装置の他の構成例を示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係るクリーニング装置の他の構成例を示す図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係るクリーニング装置の他の構成例を示す図である。
【図６】図６（Ａ）は、第１実施形態に係る塞き止め部材の概略構成図である。図６（Ｂ）は、第１実施形態に係る塞き止め部材の他の構成例を示す図である。
【図７】図７は、第１実施形態に係るクリーニング装置において、クリーニング評価を比較実験した結果を示す表である。
【図８】図８は、第１実施形態に係るクリーニング装置の概略構成図である。
【図９】図９（Ａ）は、第２実施形態に係るクリーニングブレードを往復運動させる機構を示す図である。図９（Ｂ）は、第２実施形態に係るホルダーを示す斜視図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態に係るトナー粒子抽出液の電気伝導度と帯電特性との関係を示すグラフである。
【図１１】図１１は、第２実施形態に係るトナー粒子抽出液の表面張力と帯電特性との関係を示すグラフである。
【図１２】図１２は、第２実施形態に係るトナーの誘電損率と転写効率との関係を示すグラフである。
【図１３】図１３は、第２実施形態に係るクリーニング装置において、クリーニング評価を比較実験した結果を示す表である。
【符号の説明】
【０１４１】
２  帯電器（トナー形成手段）
３  像書き込み装置（トナー形成手段）
４  現像ユニット（トナー形成手段）
６  クリーニング装置
２０  クリーニングブレード（クリーニング部材）
２３  塞き止め部材
２７  電源（バイアス印加手段）
１００  画像形成装置
【図１】
2006259397.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006259397.tif 000011
【図１０】
2006259397.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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