(57)【要約】【課題】金属石鹸粒子が、ブレードのエッジ部を容易に通過して、像担持体の表面に塗布され易くなり、金属石鹸粒子の膜が像担持体の表面に均一かつ効率良く形成される画像形成装置を提供する。【解決手段】１次帯電装置２と露光装置３で形成された感光体ドラム１の表面の静電像をトナーで現像する現像装置４１と、感光体ドラム１にカウンター方向に当接するブレード１４ａを有し、転写後のトナー３１を感光体ドラム１からクリーニングするクリーニング装置１４と、感光体ドラム１の表面に対向し、金属石鹸粒子３２を供給する供給装置３４と、を備え、金属石鹸粒子３２の平均粒径は、０．１μｍ≦金属石鹸粒子３２の平均粒径＜トナー粒子の平均粒径であり、金属石鹸粒子３２の平均円形度は、トナー粒子の平均円形度＜金属石鹸粒子３２の平均円形度＜１．００である画像形成装置１００を構成した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電手段によって表面が一様に帯電されて露光手段によって露光されて形成された像担持体の表面の静電像をトナーで現像する現像手段と、
前記像担持体の回転方向に対してカウンター方向に当接するブレードを有し、転写後のトナーを前記像担持体からクリーニングするクリーニング手段と、
前記像担持体の表面に対向し、金属石鹸粒子を供給する供給手段と、
を備え、
前記金属石鹸粒子の平均粒径は、
０．１μｍ≦金属石鹸粒子の平均粒径＜トナー粒子の平均粒径であり、
前記金属石鹸粒子の平均円形度は、
トナー粒子の平均円形度＜金属石鹸粒子の平均円形度＜１．００である
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記金属石鹸粒子は、トナーに外添され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】
前記供給手段は、前記ブレードよりも前記像担持体の回転方向で上流に配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記金属石鹸粒子の形状係数ＳＦ−１の平均値が、１００以上１５０以下であり、前記金属石鹸粒子の形状係数ＳＦ−２の平均値が、１００以上１４０未満であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項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、ブレードを感光体ドラムに当接させて転写残トナーを回収するクリーニング装置を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、金属石鹸をクリーニング助剤としてトナーに添加することで、感光体ドラムのクリーニング性能を向上させる技術が開示される。特許文献２には、飽和脂肪酸金属石鹸や不飽和脂肪族石鹸をクリーニング助剤としてファーブラシで感光体ドラムに塗布してブレードを通過させ、感光体ドラムのクリーニング性能を向上させる技術が開示される。
【０００３】
金属石鹸は、感光体ドラムに供給された後に、クリーニングブレード近傍に送られる。そして、金属石鹸は、クリーニングブレードと感光体ドラムのニップ部分を通過するときに、クリーニングブレードの当接圧によって押し潰され、感光体ドラムの表面に引き伸ばされて膜を形成する。この金属石鹸の膜を形成することで、ファーブラシ又はクリーニングブレード等と感光体ドラムとの間の摩擦が軽減され、感光体ドラムの固着異物の脱離性が向上する。また、撥水性を持つため、放電生成物の付着した感光体ドラムの表面を覆って、高温高湿下での画像流れを防止する。
【０００４】
近年、画像形成装置のプリント画像の高画質化を目的として、小粒径でかつ、円形度の高いトナーが使用されることが多い。これは、トナーの形状が球形に近くなると、トナーとトナー、又は、トナーと感光体ドラムとの接触が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり従って流動性が高くなり、また、トナーと感光体ドラムとの吸着力も弱くなって、転写率は高くなるためである。
【０００５】
一般的に円形度の高いトナーは、クリーニングブレードによるクリーニングが困難である。これは、トナー同士の接触が点接触になるために、トナー同士の吸着力は弱くなり流動性が高くなるためである。クリーニング性向上の対策として、クリーニングブレードの感光体ドラムに対する当接圧を高めたり、クリーニングブレードの前にブラシローラ等のクリーニング補助部材を設けてクリーニング性を向上させたりする。
【０００６】
ただし、クリーニングブレードのエッジ部の近傍にトナーの堆積層が生じると、金属石鹸粒子が堆積層によってブロックされて、クリーニングブレードのエッジ部に到達しにくくなる。同時に、クリーニングブレードにストレスを与えて、最悪の場合にはクリーニングブレードの異常振動（ビビリ）が発生してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５７−１１１５７６号公報
【特許文献２】特開昭５７−７３７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、金属石鹸粒子の粒径が大きすぎると金属石鹸粒子はブレードのエッジ部を通過し難くてブレードにクリーニングされてしまう。また、金属石鹸粒子の粒径が小さすぎると金属石鹸粒子はトナーに担持されてトナーと一緒にクリーニングされてしまったり、ブレードに押し潰されずにブレードを通過してしまう。
【０００９】
また、金属石鹸粒子の円形度が真円から程遠いと、金属石鹸粒子は、トナーとの接触面積が大きくなってトナーから遊離され難くなり、ブレードのエッジ部の手前で堆積したり、ブレードによって押し潰され難くなったりして、感光体ドラムの表面に塗布され難い。
【００１０】
上記実情に鑑み、本発明は、金属石鹸粒子が、ブレードのエッジ部を容易に通過して、像担持体の表面に塗布され易くなり、金属石鹸粒子の膜が像担持体の表面に均一かつ効率良く形成される画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、帯電手段によって表面が一様に帯電されて露光手段によって露光されて形成された像担持体の表面の静電像をトナーで現像する現像手段と、前記像担持体の回転方向に対してカウンター方向に当接するブレードを有し、転写後のトナーを前記像担持体からクリーニングするクリーニング手段と、前記像担持体の表面に対向し、金属石鹸粒子を供給する供給手段と、を備え、前記金属石鹸粒子の平均粒径は、０．１μｍ≦金属石鹸粒子の平均粒径＜トナー粒子の平均粒径であり、前記金属石鹸粒子の平均円形度は、トナー粒子の平均円形度＜金属石鹸粒子の平均円形度＜１．００であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、金属石鹸粒子は、ブレードのエッジ部を容易に通過して、像担持体の表面に塗布され易くなり、金属石鹸粒子の膜が像担持体の表面に均一かつ効率良く形成される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１に係る画像形成装置の断面図である。
【図２】供給装置の断面図である。
【図３】耐久試験による性能比較の結果を示した表である。
【図４】平均円形度がトナーよりも小さい金属石鹸粒子を用いた場合の図である。
【図５】平均円形度がトナーよりも大きい金属石鹸粒子を用いた場合の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、この発明を実施するための形態を実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置等は、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるから、特に特定的な記載が無い限りは、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。
【実施例１】
【００１５】
（画像形成装置の構成）
図１は、実施例１に係る画像形成装置１００の断面図である。画像形成装置１００は装置本体１００Ａを有する。装置本体１００Ａの内部には、感光体ドラム１が配置される。感光体ドラム１の周囲には、１次帯電装置２、露光装置３、現像装置４１、転写装置２０、クリーニング装置１４が、感光体ドラム１の回転方向に順に配置される。これらのうちの感光体ドラム１および現像装置４１は、それぞれモータ（図示せず）により駆動される。
【００１６】
『帯電手段』としての１次帯電装置２は、『像担持体』としての感光体ドラム１の表面を帯電させる。『露光手段』としての露光装置３は、感光体ドラム１を露光して静電像を形成する。『現像手段』としての現像装置４１は、露光装置３が形成した静電像をトナーで現像する。『クリーニング手段』としてのクリーニング装置１４は、感光体ドラム１の回転方向Ｊに対してカウンター方向に当接するブレード１４ａを有し、転写後のトナー３１（図２参照）を感光体ドラム１からクリーニングする。『供給手段』としての供給装置３４は、感光体ドラム１の表面に対向し、金属石鹸粒子３２（図２参照）を供給する。
【００１７】
供給装置３４は、ブレード１４ａよりも感光体ドラム１の回転方向Ｊで上流に配置される。このような配置により、金属石鹸粒子３２がブレード１４ａのエッジにより感光体ドラム１の表面に容易に所定の膜厚で形成される。
【００１８】
転写装置２０は、中間転写ベルト２０ａと、中間転写ベルト２０ａを懸架するローラ２０ｂ、ローラ２０ｃ、２次転写内ローラ２０ｄ及び１次転写ローラ４と、を有する。『転写手段』としての１次転写ローラ４は、トナー像を記録材Ｐに転写する。
【００１９】
一方で、装置本体１００Ａの下部には、記録材Ｐを収納するカセット９が配置される。カセット９の上方には、給送ローラ１０、レジストローラ１１、２次転写外ローラ６、定着装置１７が順に配置される。定着装置１７は加熱ローラ１６と加圧ローラ１５とを有する。
【００２０】
（画像形成動作の説明）
感光体ドラム１の表面は、１次帯電装置２によって一様に帯電され、露光装置３によって静電像が形成され、現像装置４１によってトナーで現像されてトナー像が形成される。このトナー像は、１次転写ローラ４によって中間転写ベルト２０ａに転写された後に、中間転写ベルト２０ａと２次転写外ローラ６とのニップへと搬送される。
【００２１】
他方で、トナー像が感光体ドラム１から中間転写ベルト２０ａに１次転写された後に、感光体ドラム１の表面に残存するトナーは、クリーニング装置１４のブレード１４ａによって掻き取られ、トナー容器１４ｂに回収される。なお、連続したプリント動作を行う場合、記録材Ｐは、所定のシートの間隔をおいて順次転写部位に搬送されて、その表面に画像が形成される。
【００２２】
図２は、供給装置３４の断面図である。図２に示されるように、供給装置３４は、金属石鹸粒子３２を感光体ドラム１に供給する装置である。供給装置３４はケース３４Ａを有する。ケース３４Ａの中には、金属石鹸粒子３２が粉体の状態で収納されている。ケース３４Ａの開口３４Ａ１の部位には、ブラシローラ３５（供給部材）が回転自在に取り付けられる。
【００２３】
金属石鹸粒子３２は、感光体ドラム１と接触または所定の間隔を持って回転しているローラ状のブラシローラ３５から、感光体ドラム１の表面へ供給される。本実施例では、ローラ状のブラシとして、小径の金属ローラの表面に静電的に短い毛を付着させたブラシローラ３５を用いている。
【００２４】
このブラシローラ３５の特徴として、金属石鹸粒子３２を少量ずつ感光体ドラム１へ供給できるとともに、感光体ドラム１よりも上流方向から来る転写残トナーを保持しにくいことが挙げられる。このような金属石鹸粒子３２の供給装置３４を用いれば、トナーに外添した場合と比較して、プリントの画像濃度が低い場合に、シート間などで現像装置４１からトナー帯の供給することによる生産性のダウンが防止できる。ただし、金属石鹸粒子３２がトナー３１に外添される構成を取ることも可能ではある。
【００２５】
供給装置３４としては、ブラシローラ３５に替えて、スポンジロール、パッド、及びゴムロール等が用いられても良い。また、供給装置３４にバイアス等を印加して感光体ドラム１の表面と電位差を付けたり、ブラシローラ３５の回転速度等を変化させて、金属石鹸粒子３２の供給量をコントロールしても良い。
【００２６】
また、金属石鹸粒子３２を供給装置３４を介在させて感光体ドラム１の表面に塗布する場合、供給元の金属石鹸粒子３２の形状は特に限定しないが、例えば、固体状、ワックス状又は粉体を固めたブロック状、あるいは溶剤分散体などが適用できる。要は本発明で金属石鹸粒子３２の状態で感光体ドラム１の表面へ供給できる装置と組み合わせられれば良い。また、供給装置３４が転写残トナーの一部を回収する、所謂クリーニング補助部材を兼用しても良い。
【００２７】
（用いられる金属石鹸粒子）
金属石鹸粒子３２として、平均粒径が０．１μｍ≦金属石鹸粒子３２の平均粒径＜トナー粒子の平均粒径のものが用いられる。また、金属石鹸粒子３２として、平均円形度がトナー粒子の平均円形度＜金属石鹸粒子３２の平均円形度＜１．００であるものが用いられる。
【００２８】
（金属石鹸粒子の製法）
次に、金属石鹸微粒子の製造方法について説明する。ここでは、脂肪酸塩水溶液と無機金属塩の水溶液又は分散液を反応させる複分解法を用いる。脂肪酸塩水溶液の調製に用いられる脂肪酸塩としては、炭素数４〜３０の脂肪酸のアルカリ金属塩又はアンモニウム塩が挙げられる。該脂肪酸は飽和又は不飽和のいずれであってもよく、また、直鎖状又は分岐状のいずれであってもよい。
【００２９】
このような脂肪酸塩の例としては、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ミリストレイン酸、パルミチン酸、イソパルミチン酸、パルミトレイン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸等の単体脂肪酸のナトリウム、及びカリウム等のアルカリ金属塩又はアンモニウム塩等が挙げられる。
【００３０】
あるいは、モンタン酸、イソステアリン酸、オレイン酸、アラキン酸、リシノレイン酸、リノレイン酸、ベヘニン酸及びエルカ酸などの単体脂肪酸のナトリウム、及びカリウムなどのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩等が挙げられる。あるいは、牛脂脂肪酸、大豆油脂肪酸、やし油脂肪酸及びパーム油脂肪酸などの動植物油脂由来の脂肪酸のナトリウム、及びカリウムなどのアルカリ金属塩又はアンモニウム塩が挙げられる。
【００３１】
これらの中で、炭素数１０〜２４、特に炭素数１２〜２２を有する脂肪酸のアルカリ金属塩又はアンモニウム塩が好ましい。これらの脂肪酸塩は、単独で用いてもよく、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。炭素数３以下の脂肪酸のアルカリ金属塩やアンモニウム塩を用いた場合、選られる金属石鹸の水に対する溶解度が高いので、収率が低下する。一方、炭素数３１以上の脂肪酸のアルカリ金属塩やアンモニウム塩を用いた場合、水に対する溶解度が低すぎて、水溶液濃度が低くなり、生産効率が低下する。
【００３２】
脂肪酸塩水溶液中の上記脂肪酸のアルカリ金属塩又は  アンモニウム塩の含有量は、０．００１〜２０重量％の範囲で選定される。この含有量が０．００１重量％未満では、得られる金属石鹸量が反応液量に対して著しく低くなるため、生産効率が悪く、現実的ではない。また、２０重量％を超えると、得られる金属石鹸粒子の平均粒径が大きくなるおそれがある。得られる金属石鹸の量及びその粒径などを考慮すると、水溶液中の上記脂肪酸のアルカリ金属塩又はアンモニウム塩の好ましい含有量は、０．５〜１５重量％の範囲である。
【００３３】
無機金属塩の水溶液又は分散液の調製に用いられる無機金属塩の例としては、カルシウム、バリウム及びマグネシウムなどのアルカリ土類金属の塩化物、硫酸塩、炭酸塩、硝酸塩あるいは燐酸塩等が挙げられる。あるいは、チタン、亜鉛、銅、マンガン、カドミウム、水銀、ジルコニウム、鉛、鉄、アルミニウム、コバルト、ニッケル及び銀などの金属の塩化物、硫酸塩、炭酸塩、硝酸塩あるいは燐酸塩等が挙げられる。これらの物質は単独で用いてもよく、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３４】
無機金属塩の水溶液又は分散液中の上記無機金属塩の含有量は０．００１〜２０重量％の範囲で選定した。この含有量が０．００１重量％未満では、得られる金属石鹸量が反応液量に対して著しく低くなるため、生産効率が悪く、実用的ではない。また、２０重量％を超えると、得られる金属石鹸粒子の平均粒径が大きくなるおそれがある。得られる金属石鹸の量及びその粒径などを考慮すると、水溶液又は分散液中の上記無機金属塩の好ましい含有量は、０．０１〜１０重量％の範囲である。
【００３５】
脂肪酸塩水溶液及び無機金属塩水溶液の調製に用いられる水としては特に制限はなく、一般的に使用されるものを用いても良いが、イオン交換水、精製水、又は蒸留水などのように、金属イオンなどの不純物の少ないものが好ましい。
【００３６】
脂肪酸塩と無機金属塩の混合割合は、特に制限はなく、状況に応じて適宜選定すればよいが、通常は無機金属塩に対する、脂肪酸塩の当量比が０．９〜１．１の範囲になるように選ぶのが有利である。その当量比が上記範囲を逸脱すると未反応原料が多く残存し、その除去工程が必要となる場合がある。残存不純物を少なくするためには、該当量比は０．９５〜１．０５の範囲が好ましい。
【００３７】
複分解法以外の金属石鹸の製造方法として、脂肪酸と無機金属化合物を高温下で混錬して反応する方法（溶融法）が挙げられる。また、平均粒径５〜１０μｍの金属石鹸微粒子を得ることのできる連続的製造方法が開示（特開平１−２９９２４７号公報）されている。また、得られた金属石鹸を、さらに粉砕分級し、より微細な金属石鹸を得る方法もある。繰り返し粉砕分級を行うことで、金属石鹸粒子表面を細かくすることが出来る。
【００３８】
また、特開平１１−３２３３９６号公報のような構成であっても良い。すなわち、ａ）Ｃ４〜３０の脂肪酸アルカリ金属塩またはアンモニウム塩の０．００１〜２０重量％水溶液と、ｂ）無機金属塩０．００１〜２０重量％水溶液又は分散液とを、生成する金属石鹸の結晶転移開始温度以下で混合して金属石鹸スラリーを調製し、次いでこれを金属石鹸の結晶転移開始温度以下で乾燥処理しても良い。また、上述の各製法により作成した金属石鹸粒子を加熱処理して球形化しても良い。
【００３９】
（金属石鹸粒子およびトナーの粒径）
このようにして得られた金属石鹸粒子０．５ｇに１０ｍｌのエタノールを加え、日本精機株  式会社製の超音波分散器を用いて５分間超音波分散を行った。次に、測定溶媒としてエタノールを循環している、日機装株式会社製マイクロトラック粒度分布測定装置（ＳＰＡ型）に、得られた金属石鹸分散液を、ＤＶ値が０．６〜０．８になるまで添加し、この状態における粒度分布を測定した。
【００４０】
また、トナーの平均粒径測定は、コールターカウンターのマルチサイザーを用いて行った。測定装置としてはコールターカウンターのマルチサイザーＩＩ型（コールター社製）を用いた。また、個数分布，体積分布を出力するインターフェイス（日科機製）及びＣＸ−１パーソナルコンピューター（キヤノン製）を接続し、電解液は特級または１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。
【００４１】
測定法として前記電解水溶液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、さらに測定試料を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分間分散処理を行う。そして、前記コールターカウンターのマルチサイザーＩＩ型により、アパーチャーとして、トナー粒径を測定するときは１００μｍアパーチャーを用い、無機微粉末粒径を測定するときは１３μｍアパーチャーを用いて測定する。トナー及び無機微粉末の体積，個数を測定して、体積分布と、個数分布とを算出した。それから体積分布から求めた重量基準の重量平均径を求める。
【００４２】
（円形度の説明）
本発明における円形度はトナー粒子の凹凸の度合いの指標であり、トナーが完全な球形の場合１．００を示し、表面形状が複雑になるほど円形度は小さな値となる。また、円形度分布のＳＤは、ばらつきの指標であり、数値が小さいほどシャープな分布であることを示す。
【００４３】
なお、測定装置である「ＦＰＩＡ−１０００」は、各粒子の円形度を算出後、平均円形度及び円形度標準偏差の算出に当たって、以下のようにする。すなわち、粒子を得られた円形度によって、円形度０．４〜１．０を６１分割したクラスに分け、分割点の中心値と頻度を用いて平均円形度及び円形度標準偏差の算出を行う算出法を用いている。
【００４４】
しかしながら、この算出法で算出される平均円形度及び円形度標準偏差の各値と、上述した各粒子の円形度を直接用いる算出式によって算出される平均円形度及び円形度標準偏差の各値との誤差は、非常に少なく、実質的には無視できる程度である。そこで、本発明においては、算出時間の短縮化や算出演算式の簡略化の如きデータの取り扱い上の理由で、上述した各粒子の円形度を直接用いる算出式の概念を利用し、一部変更したこのような算出法を用いても良い。
【００４５】
具体的な測定方法としては、容器中の予め不純物を除去した水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フォン酸塩を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機で約１〜３分間分散処理を行い、分散液濃度を１．２〜２．０万個／μｌとして、上記フロー式粒子像測定装置を用い、０．６０μｍ以上１５９．２１μｍ未満の円相当径を有する粒子の円形度分布を測定する。尚、分散液濃度を１．２〜２．０万個／μｌとする事で、カット率が大きくなった場合でも装置の精度が保てるだけの粒子濃度を維持する事ができる。
【００４６】
測定の概略は、東亜医用電子社（株）発行のＦＰＩＡ−１０００のカタログ（１９９５年６月版）、測定装置の操作マニアル及び特開平８−１３６４３９号公報に記載されているが、以下の通りである。
【００４７】
試料分散液は、フラットで扁平な透明フローセル（厚み約２００μｍ）の流路（流れ方向に沿って広がっている）を通過させる。フローセルの厚みに対して交差して通過する光路を形成するように、ストロボとＣＣＤカメラが、フローセルに対して、相互に反対側に位置するように装着される。試料分散液が流れている間に、ストロボ光がフローセルを流れている粒子の画像を得るために１／３０秒間隔で照射され、
【００４８】
その結果、それぞれの粒子は、フローセルに平行な一定範囲を有する２次元画像として撮影される。それぞれの粒子の２次元画像の面積から、同一の面積を有する円の直径を円相当径として算出する。それぞれの粒子の２次元画像の投影面積及び投影像の周囲長から上記の円形度算出式である次式（１）を用いて各粒子の円形度を算出する。
【００４９】
［数１］円形度ａ＝Ｌ０／Ｌ・・・（１）
Ｌ０は粒子像と同じ投影面積を持つ円の周囲長を示し、Ｌは粒子像の周囲長を示す。
【００５０】
（球形度（ＳＦ−１、ＳＦ−２）の説明）
本発明において、画像形成方法に適用するための金属石鹸粒子３２としては、形状が球形に近いことが良い。金属石鹸粒子３２の形状係数ＳＦ−１の平均値が、１００以上１５０以下であり、より好ましくは１００〜１４０、より好ましくは１００〜１３０の範囲内であることが良い。また、金属石鹸粒子３２の形状係数ＳＦ−２の平均値が、１００以上１４０未満であり、より好ましくは１００〜１３０、より好ましくは１００〜１２０の範囲内であることが良い。このように、金属石鹸粒子３２が平滑な真球又はそれに近い形状に形成されることで、金属石鹸粒子３２の機能がより高まる。
【００５１】
トナー粒子の形状係数ＳＦ−１が１５０を超える場合またはＳＦ−２が１４０を超える場合には、トナーの転写効率の低下、トナーの再転写率の増大、感光体ドラム１の表面の摩耗量の増加が生じ易くなり好ましくない。
【００５２】
本発明に用いられるトナー粒子の形状係数を示すＳＦ−１、ＳＦ−２は、日立製作所ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用い拡大倍率３０００倍のトナー粒子像を１００個無作為にサンプリングする。そして、その画像情報はインターフェースを介してニコレ社製画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）に導入し解析を行い下式より算出し得られた値をもって定義した。
【００５３】
トナー粒子の形状係数ＳＦ−１は球形度合を示し、１００から大きくなるにつれ、球形から徐々に不定形となる。ＳＦ−２は凹凸度合を示し、１００の場合トナー表面に凹凸が存在しなくなり１００から大きくなるにつれ、トナー粒子表面の凹凸が顕著となる。
【００５４】
形状係数ＳＦ−１、形状係数ＳＦ−２を説明するためにトナーの形状を模式的に表した図である。形状係数ＳＦ−１は、トナー形状の丸さの割合を示すものであり、下記式（２）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる形状の最大長ＭＸＬＮＧの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００π／４を乗じた値である。
【００５５】
［数２］ＳＦ−１＝｛（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００π／４）・・・式（２）
ＳＦ−１の値が１００の場合トナーの形状は真球となり、ＳＦ−１の値が大きくなるほど不定形になる。
【００５６】
また、形状係数ＳＦ−２は、トナーの形状の凹凸の割合を示すものであり、下記式（３）で表される。トナーを２次元平面に投影してできる図形の周長ＰＥＲＩの二乗を図形面積ＡＲＥＡで除して、１００／４πを乗じた値である。
【００５７】
［数３］ＳＦ−２＝｛（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ｝×（１００／４π）・・・式（３）
【００５８】
（塗布方法についての説明（トナー外添））
トナーにおける外添剤の添加量は、実際に用いられる現像装置の条件等により適正値は異なるが、トナーの平均粒径を用いて、球形近似した比表面積比で決定してもよい。本発明において、トナー粒子と外添剤との混合は、ヘンシェルミキサー、ボールミル、コーヒーミルの如き混合手段を用いて混合することが出来る。
【００５９】
（トナーの説明）
本実施例では、トナーとして以下のものを使用した。懸濁重合によるトナー（重合トナー）は、液体のモノマーを重合して製造するため、せん断力や、造粒温度などの制御によって容易に粒径をコントロールすることが可能である。
【００６０】
ここで使用し得るトナーは、少なくともＡ及びＢの２種の樹脂成分をＡ：Ｂ＝５０：５０〜９５：５の範囲で含有し、Ａを主体とする相とＢを主体とする相とに分離した構造を有する。Ａを主体とする相が表層部となり、Ｂを主体とする相が中心部に存在する。Ａを主体とする相が高軟化点で、Ｂを主体とする相が低軟化点である場合に好ましい組み合わせとなるが、トナーとなった時にＡを主体とする相とＢを主体とする相に相分離する組み合せであれば、何ら限定するものではない。
【００６１】
樹脂Ａは、ＧＰＣによるＭｗが５，０００〜２００，０００の範囲であり、フローテスターによる流出開始点が６５〜１００℃の範囲であることが好ましい。樹脂Ａは、懸濁重合で得られる樹脂であれば、いずれの樹脂も用いることができるが、帯電サイトとなり得る官能基や紙との接着性を高める官能基を有していてもよい。
【００６２】
上記懸濁重合に使用できる重合性単量体としては、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、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−エチルスチレン等のスチレン系単量体；アクリル酸メチル等の単量体が挙げられる。あるいは、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ｎ−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等の単量体が挙げられる。
【００６３】
その他、アクリル酸２−クロルエチル、アクリル酸フェニル等のアクリル酸エステル類；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−オクチル等の単量体が挙げられる。あるいは、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、メタクリル酸ジメチルアミノエチル等の単量体が挙げられる。
【００６４】
あるいは、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル類；その他のアクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等の単量体が挙げられる。
【００６５】
これらの単量体は単独、又は混合して使用し得る。上述の単量体の中でも、スチレン又はスチレン誘導体を単独で、又は他の単量体と混合して使用することがトナーの現像特性及び耐久性の点から好ましい。
【００６６】
樹脂Ｂは、ＧＰＣによるＭｗが３００〜１０，０００の範囲であることが好ましく、又融点が３０〜１３０℃の範囲であることが好ましく、６０〜１００℃がより好ましい。融点が３０℃よりも低いと、定着する時に低温オフセットなどを助長して悪影響を与えてしまう。又、融点が１３０℃よりも高いと、トナー製造時に樹脂Ｂが固化し、造粒性が悪化する。
【００６７】
樹脂Ｂとしてワックスを用いることができる。ワックス類としては、パラフィン、ポリオレフィン系ワックス及びこれらの変性物、例えば、酸化物やグラフト処理物の他、高級脂肪酸及びその金属塩、アミドワックスなどが挙げられる。
【００６８】
樹脂Ａと樹脂Ｂの成分比としては、Ａ：Ｂ＝５０：５０〜９５：５である必要があり、好ましくはＡ：Ｂ＝７０：３０〜９０：１０である。この比が５０：５０よりも樹脂Ｂが多いとカプセル構造が保てなくなり、又９５：５よりも樹脂Ｂが少ないと樹脂Ｂの作用効果が発揮されなくなる。
【００６９】
本発明では、トナー表面からトナー粒径の０．１５倍の深さまでの表面近傍には、Ｂを主体とする相が存在しない。即ち、概念的には表面層がトナー粒径の０．１５倍の厚みがあるということであるが、例えばクラック等があり、０．１５倍の厚さがない部分があっても、その部分にＢを主体とする相が存在しなければよい。トナー表面からトナー粒径の０．１５倍の深さまでの表面近傍にＢを主体とする相が存在すると、カプセル構造が不安定となり、例えば耐ブロッキング性が悪化してしまう。
【００７０】
又、トナーの帯電性を制御する目的でトナー材料中に荷電制御剤を添加しておくことが望ましい。これら荷電制御剤としては、公知のもののうち、重合阻害性、水相移行性の殆ど無いものが用いられ、例えば正荷電制御剤としてニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、四級アンモニウム塩、アミン系及びポリアミン系化合物等が挙げられる。負荷電制御剤としては、含金属サリチル酸系化合物、含金属モノアゾ系染料化合物、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体等が挙げられる。
【００７１】
着色剤としては公知のものが使用でき、例えば、カーボンブラック、鉄黒の他、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド４、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１、Ｃ．Ｉ．ベーシックレッド１、Ｃ．Ｉ．モーダントレッド３０等の染料、黄鉛等の顔料がある。あるいは、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー２、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー９、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１５、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー３等の占領、黄鉛等の顔料がある。
【００７２】
あるいは、Ｃ．Ｉ．ベーシックブルー５、Ｃ．Ｉ．モーダントブルー７、Ｃ．Ｉ．ダイレクトグリーン６、Ｃ．Ｉ．ベーシックグリーン４、Ｃ．Ｉ．ベーシックグリーン６等の染料、黄鉛等の顔料がある。
【００７３】
その他、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ等の顔料が挙げられる。その他、ベンジジンオレンジＧ、カドミウムレッド、パーマネントレッド４Ｒ、ウォッチングレッドカルシウム塩、ブリリアントカーミン３Ｂ、ファストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ、紺青、等の顔料が挙げられる。
【００７４】
その他、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、キナクリドン、ローダミンレーキ、フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、ピグメントグリーンＢ、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンＧ等の顔料がある。
【００７５】
重合法を用いてトナーを得る場合、着色剤の持つ重合阻害性や水相移行性に注意を払う必要があり、好ましくは、表面改質、例えば、重合阻害のない物質による疎水化処理を施しておいた方が良い。特に、染料系やカーボンブラックは、重合阻害性を有しているものが多いので使用の際に注意を要する。
【００７６】
染料系を表面処理する好ましい方法としては、予めこれら染料の存在下に重合性単量体を重合せしめる方法が挙げられ、得られた着色重合体を単量体系に添加する。又、カーボンブラックについては、上記染料と同様の処理の他、カーボンブラックの表面官能基と反応する物質、例えば、ポリオルガノシロキサン等でグラフト処理を行っても良い。
【００７７】
使用するトナーは、ここで用いられた懸濁重合法で作られたものだけでなく、粉砕法、乳化重合法などを使って作成したものを用いても良い。
【比較例】
【００７８】
従来の画像形成装置で用いていた金属石鹸粒子と本発明の金属石鹸粒子３２の性能比較をおこなった結果について説明する。尚、本比較例では、金属石鹸粒子としてステアリン酸亜鉛粒子を用いた。また、トナー粒子として、平均粒径６．８μｍ、平均円形度０．９７５のトナーを用いた。
【００７９】
性能比較試験は、キヤノン製ＬＢＰ５９００改造機に、実施例で作成した種々の金属石鹸粒子をトナーに外添し、画像比率３％の画像で連続１万枚の通紙試験をおこなった。性能として、ステアリン酸亜鉛の感光体ドラム１の表面への被覆率測定と、クリーニングブレードのビビリ現象の発生有無、それにトナーが感光体ドラム１の表面に固着する所謂フィルミング現象による画像不良の発生有無について確認した。
【００８０】
ステアリン酸亜鉛の感光体ドラム１表面への被覆率を測る手法として、亜鉛の被覆率を定量化するＸＰＳ分析法を用いた。低塗布領域における少量の亜鉛量を検出する分析手法としてＸＰＳ分析が適している。ＸＰＳ分析が少量の亜鉛量を検出するのに適している理由は、極表面の元素分析定量法として一般的に使われている分析法であり、本発明における検出範囲の中で感度および再現性に優れる分析方法であるからである。
【００８１】
以下に、ＸＰＳ分析による亜鉛の被覆率の測定方法について述べる。ＸＰＳ分析による亜鉛の被覆率は、ＪＰＳ−９０１０（日本電子（株）製）により測定したＺｎの全元素に対する比の値に基づいて決定した。ＸＰＳ分析は感光体ドラム１の極表面の分析であるため、ステアリン酸亜鉛の塗布量の増加に対してＺｎの全元素に対する比の値が飽和する。飽和したＺｎ比の値を被覆率１００％として感光体ドラム１の表面の亜鉛の被覆率を決定した。
【００８２】
感光体ドラム１の表面の亜鉛の被覆率を規定することにより、潤滑剤であるステアリン酸亜鉛の実効塗布量を制御することが可能となる。また、感光体ドラム１の表面の亜鉛の量をその被覆率によって規定すると、以下のような利点がある。ステアリン酸亜鉛の塗布量を増加させていくとＸＰＳ分析における亜鉛に関連するピークの強度は増加し、ある一定量で飽和する。この状態をステアリン酸亜鉛が感光体最表面を１００％被覆率とする目安を設けることで、下地の感光体またはトナー成分の付着状態にの影響を受けない絶対的な定量値として扱うことが出来る。
【００８３】
図３に上記耐久試験による性能比較の結果を示した。本発明１のように平均粒径がトナーよりも小さく、平均円形度がトナーよりも大きい金属石鹸粒子を用いた場合（図４参照）、ブレードのビビリも発生せず、亜鉛被覆率も高いため、フィルミングによる画像不良も発生しなかった。なお、図４に示されるように、金属石鹸粒子３２は、ブレード１４ａのエッジ部を通過する際に、ブレード１４ａによって押し潰されて感光体ドラム１の表面に膜状に形成されて金属石鹸粒子３３となる。
【００８４】
さらに、本発明２のように平均粒径がトナーよりも小さく、平均円形度が本発明１よりも更に大きい金属石鹸粒子を用いた場合でも、本発明１と同等の結果が得られた。
【００８５】
比較例１（従来例１）のように平均粒径がトナーよりも小さく、平均円形度がトナーよりも小さい金属石鹸粒子を用いた場合、ブレードのビビリは発生しなかったが、亜鉛被覆率が低いため、フィルミングによる画像不良が発生した。
【００８６】
比較例２（従来例２）のように平均粒径がトナーよりも大きく、平均円形度がトナーよりも大きい金属石鹸粒子を用いた場合（図５参照）、ブレードのビビリが発生した。また亜鉛被覆率が低いため、フィルミングによる画像不良も若干発生した。
【００８７】
比較例３（従来例３）では比較例１よりも金属石鹸粒子の供給量を増やした。この場合、フィルミングによる画像不良も起こらなかったが、ブレードのビビリが発生した。
【００８８】
比較例４（従来例４）では比較例２よりも金属石鹸粒子の供給量を増やした。この場合、フィルミングによる画像不良が若干発生し、ブレードのビビリも発生した。
【００８９】
実施例の構成によれば、金属石鹸粒子３２の平均粒径をトナー３１よりも小さく、金属石鹸粒子３２の平均円形度をトナーよりも大きくする。このことで、感光体ドラム１の回転方向でブレード１４ａのエッジ部の手前にトナーと外添剤の堆積層があっても、金属石鹸粒子３２をブレード１４ａのエッジ部に到達させることができる。その結果、金属石鹸粒子３２は、ブレード１４ａのエッジ部を容易に通過して、感光体ドラム１の表面に塗布され易くなり、金属石鹸粒子３２の膜が感光体ドラム１の表面に均一かつ効率良く形成される。
【００９０】
ひいては、金属石鹸粒子３２が感光体ドラム１の回転方向でブレード１４ａのエッジ部の手前に堆積してブレード１４ａのビビリが発生する現象が抑制される。また、感光体ドラム１の表面のトナーのフィルミングや長期放置後の画像流れによる画像不良が抑制される。
【００９１】
なお、金属石鹸粒子３２の平均粒径の下限は、金属石鹸粒子３２がトナーから容易に遊離するために必要な粒径である。金属石鹸粒子３２の平均粒径が下限値よりも小さいと、金属石鹸粒子３２は、トナー３１に担持されてトナー３１と一緒にクリーニングされてしまったり、ブレード１４ａに押し潰されずにブレード１４ａを通過してしまう。反対に、金属石鹸粒子３２の平均粒子が大きいと、金属石鹸粒子３２は、ブレード１４ａを通過し難くてトナー３１と一緒にケース３４Ａに回収されてしまう。
【００９２】
また、金属石鹸粒子３２の平均円形度が真円から程遠いと、金属石鹸粒子３２がブレード１４ａのエッジ部の手前で堆積したり、ブレード１４ａによって潰され難くなったりして、感光体ドラム１の表面に塗布され難い。
【符号の説明】
【００９３】
１      感光体ドラム（像担持体）
２      １次帯電装置（帯電手段）
３      露光装置（露光手段）
４      １次転写ローラ（転写手段）
１４    クリーニング装置
１４ａ  ブレード
３１    トナー
３２    金属石鹸粒子
３４    供給装置（供給手段）
４１    現像装置（現像手段）
１００  画像形成装置
Ｊ      回転方向
Ｐ      記録材
【図１】
2015114467.tif 000003
【図２】
2015114467.tif 000004
【図３】
2015114467.tif 000005
【図４】
2015114467.tif 000006
【図５】
2015114467.tif 000007