(57)【要約】【課題】長期間にわたってクリーニング部材のクリーニング性能を維持し、常に高品位画像を形成することのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体１と、像担持体１上に形成したトナー像を被転写体５に転写する転写手段６と、トナー像を被転写体５に転写した後に像担持体１上に残留したトナーを除去するために像担持体１に当接されるクリーニング部材１４と、を有し、トナー像の形成に重合法により作製したトナーを用いる画像形成装置は、トナーの凝集度Ｃを１０％以上３０％以下の範囲内とする。【選択図】        図１
2004240211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、前記像担持体上に形成したトナー像を被転写体に転写する転写手段と、トナー像を前記被転写体に転写した後に前記像担持体上に残留したトナーを除去するために前記像担持体に当接されるクリーニング部材と、を有し、前記トナー像の形成に重合法により作製したトナーを用いる画像形成装置において、
トナーの凝集度Ｃは１０％以上３０％以下の範囲内にあることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置等の画像形成装置に関し、より詳しくは被転写体へのトナー画像の転写後に像担持体に残留したトナーのクリーニング部材を備える画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光導電性感光体等の像担持体表面に静電像を形成し、この静電像を現像し、被転写体に転写した後、像担持体表面をクリーニングして再び静電像の形成プロセスを行う電子写真方式等を利用した複写機、プリンタ等の画像形成装置が各種実用に供されている。
【０００３】
像担持体のクリーニング方式としては、クリーニング部材としてクリーニングブレードを用いる方式が広く採用されている。この方式では、像担持体表面に、例えばウレタンゴム等の弾性板を圧接させる。即ち、弾性板の片側をホルダ（保持部材）で支持し、弾性板の弾性を利用して反対側の切断エッジを像担持体表面に圧接させ、両者を相対的に移動させて上記エッジ部で像担持体上の残留トナーを摺擦除去する方式である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、特にフルカラー画像形成装置において、重合法により作られたトナー（以下「重合トナー」という。）が多く用いられている。重合トナーは従来の粉砕法により作られたトナーと比較して球形度が高く、粒径の均一性、転写性に優れる。
【０００５】
しかしながら、重合トナーは懸濁液中で分子の結合反応をさせるので表面に凹凸が無く、ほぼ真球に近い表面性を有しているため最密充填し易い。そのため、クリーニング性に寄与するトナーの対流が起こらないので、転写残トナーのクリーニングが非常に困難であった。そして、クリーニングブレードと像担持体との当接部（クリーニング部位）においてトナーのクリーニングブレードからのすり抜けが発生し、クリーニング性能が安定しないといった問題があった。
【０００６】
重合トナーのクリーニング性を向上させる一つの手段として、クリーニング部材としてのクリーニングブレードの像担時体に対する当接圧を高める方法が知られている。しかし、ある種のトナーにおいては、当接圧を高くして良好なクリーニング性を得る前に、クリーニングブレードの像担持体に対する滑り性が失われて、クリーニングブレードの鳴きやビビリ、めくれ等が発生し、クリーニング装置の機能低下が起こる。
【０００７】
クリーニング性を向上させるために、像担時体にステアリン酸亜鉛などの固形潤滑剤を塗布することによって摩擦を低減する方法が知られているが、これを像担持体に均一に塗布することが難しく、長期的な塗布が困難であり、又構成が複雑になるなどの問題がある。
【０００８】
又、像担持体の回転方向においてクリーニングブレードの手前にブラシローラ等のクリーニング補助部材を取り付ける例もあるが、構成が複雑になるばかりか、大量の転写残トナーがクリーニング部位へ送られた場合に、このクリーニング補助部材のブラシが目詰まりを起こして機能低下する可能性があった。
【０００９】
ところで、従来、像担持体を帯電させる一次帯電手段として、コロナ帯電器と共に、棒状の芯金に発泡導電ゴムを基層として形成した多層の導電性ローラを用いた一次帯電器が広く用いられている。斯かる導電性ローラを用いた帯電方式では、導電性ローラを像担持体に対して圧接させて従動回転させることにより接触帯電を行う。そして、導電性ローラには直流電圧に帯電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧を持つ直流電圧を重畳したバイアスを印加する。この際、導電性ローラに印加するバイアスは、直流電圧は定電圧に制御し、交流電圧は定電流に制御する。導電性ローラに交流電圧を印加することによって、直流電圧のみを印加する場合に対して像担持体の表面電位を目的の電位により収束させ易くなる。
【００１０】
前記のような一次帯電工程で交流／直流バイアスを印加する画像形成装置において、特に、クリーニングブレードの切断エッジ部が像担持体の下方に当接する場合に、電源をオンしてから数十〜数百枚の間でクリーニングブレードの鳴きが発生し、最悪の場合クリーニングブレードのめくれが発生することがあった。
【００１１】
クリーニングブレードの鳴きは、クリーニングブレードと像担持体との間の摩擦力が増加することによって発生する。クリーニングブレードの滑り性は、クリーニング部位へ供給された転写残トナーがクリーニングブレードの切断エッジ近傍に堆積して対流することによって、トナー表面に存在する外添剤の微粒子が遊離し、クリーニングブレードのニップ部に挟まることで保たれると推定される。
【００１２】
しかしながら、特に、導電性ローラに直流電圧と交流電圧とを印加して像担持体の帯電処理を行う画像形成装置においては、交流バイアスによってクリーニングブレードと像担持体とが振動することで、クリーニングブレードと像担持体との当接面（クリーニングニップ部）に介在した微粒子がすり抜ける。そして、クリーニング部位のトナーから再度微粒子が供給されないと、クリーニングブレードと像担持体との間の摩擦が増加する。結果として、クリーニングブレードの鳴きやビビリ、めくれ等が発生し、クリーニング装置の機能低下が起こる。
【００１３】
このようなクリーニングブレードの切断エッジ近傍におけるトナーの枯渇対策として、画像形成装置の電源オン直後や、一定のプリント枚数毎に現像により像担持体に供給したトナーをクリーニング部位へ供給する方法が提案されている。
【００１４】
しかし、特に、クリーニングブレードの切断エッジ部が像担持体の下方に当接するようなクリーニングブレードの配置では、数十回といった相当の回数にわたってクリーニング部位にトナーを供給しなければ効果が見られなかった。
【００１５】
又、クリーニングブレードの切断エッジ近傍にトナーほぐし部材、或いは一度クリーニングされたトナーを保持する部材を設けて、クリーニングブレードと組み合わせる方法も提案されている。しかし、これらをクリーニングブレード近傍に取り付けるために取り付け精度が必要であり、又大量のトナーがクリーニング部位に送られてきた場合に、トナーがクリーニング部位から溢れてしまう可能性があった。
【００１６】
本発明は上述のような従来の問題点に鑑みてなされたものである。
【００１７】
本発明の目的は、長期間にわたってクリーニング部材のクリーニング性能を維持し、常に高品位画像を形成することのできる画像形成装置を提供することである。
【００１８】
本発明の他の目的は、転写残トナーのクリーニングが困難な重合トナーを用いる場合でも、クリーニング部材からトナーがすり抜けるの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。
【００１９】
又、本発明の他の目的は、クリーニング部位にトナーが溜まりにくいクリーニング部材の配置であっても、クリーニング部材近傍のトナーを枯渇させることがなく、特に、電源オン直後におけるクリーニング部材の鳴き、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。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
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、以下の構成を特徴とする。
【００２１】
（１）像担持体と、前記像担持体上に形成したトナー像を被転写体に転写する転写手段と、トナー像を前記被転写体に転写した後に前記像担持体上に残留したトナーを除去するために前記像担持体に当接されるクリーニング部材と、を有し、前記トナー像の形成に重合法により作製したトナーを用いる画像形成装置において、
トナーの凝集度Ｃは１０％以上３０％以下の範囲内にあることを特徴とする画像形成装置。
【００２２】
（２）トナーの球形度Ｒ／ｒが１．００以上１．２０以下であることを特徴とする上記（１）の画像形成装置。
【００２３】
（３）前記クリーニング部材は、前記像担持体に対して一定の侵入量を持って当接するよう保持されており、該侵入量λは０．９ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることを特徴とする上記（１）又は（２）の画像形成装置。
【００２４】
（４）前記クリーニング部材の前記像担持体に対する設定角θは２７°以下であることを特徴とする上記（１）、（２）又は（３）の画像形成装置。
【００２５】
（５）更に、直流バイアスと交流バイアスとを重畳したバイアスが印加されて前記像担持体を帯電させる帯電手段を有することを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００２６】
（６）前記クリーニング部材の前記像担持体への接触位置Ｐは、断面円形の回転体である前記像担持体を外周が円形に見える方向から見た時の、該像担持体の外周上の左端位置及び該像担持体の回転中心を通る直線と、当該接触位置Ｐ及び該像担持体の回転中心を通る直線とが成す時計方向に増加する角度で定義するとき１８０°以上３６０°以下の範囲内にあることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００２７】
（７）断面円形の回転体である像担持体と、直流バイアスと交流バイアスとを重畳したバイアスが印加されて前記像担持体を帯電させる帯電手段と、帯電した前記像担持体に形成したトナー像を被転写体に転写する転写手段と、トナー像を前記被転写体に転写した後に前記像担持体上に残留したトナーを除去するために前記像担持体に当接されるクリーニング部材と、を有し、前記トナー像の形成に重合法により作製したトナーを用いる画像形成装置において、
前記クリーニング部材の前記像担持体への接触位置Ｐは、前記像担持体を外周が円形に見える方向から見た時の、該像担持体の外周上の左端位置及び該像担持体の回転中心を通る直線と、当該接触位置Ｐ及び該像担持体の回転中心を通る直線とが成す時計方向に増加する角度で定義するとき１８０°以上３６０°以下の範囲内にあり、
トナーの凝集度Ｃは１０％以上３０％以下の範囲内にあることを特徴とする画像形成装置。
【００２８】
（８）トナーの球形度Ｒ／ｒが１．００以上１．２０以下であることを特徴とする上記（７）の画像形成装置。
【００２９】
（９）更に、前記被転写体上のトナーを帯電させるトナー帯電部材を有し、該トナー帯電部材にトナーの帯電極性と逆極性のバイアスを印加して前記被転写体上のトナーを前記像担持体へ転写した後、前記クリーニング部材へと搬送することを特徴とする上記（７）又は（８）の画像形成装置。
【００３０】
【発明の実施の形態】
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。
【００３１】
実施例１
（画像形成装置の全体構成・動作）
先ず、本実施例の画像形成装置の全体構成・動作について説明する。図１は、本実施例の画像形成装置１００の概略全体構成を示す。本実施例において、画像形成装置１００は、複写機、レーザビームプリンタ等とされる電子写真プロセスを利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。
【００３２】
画像形成装置１００は、第１の像担持体として、繰り返して使用される回転ドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という。）を有する。感光ドラム１は、矢示の反時計方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。
【００３３】
感光ドラム１は、回転過程で一次帯電器２により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。本実施例では、一次帯電器２には棒状の芯金に発泡導電ゴムを基層として形成した多層の導電性ローラを用いた。この導電性ローラを感光ドラム１に対して圧接従動回転させることにより接触帯電を行う。導電性ローラには直流電圧に帯電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧を持つ交流電圧を重畳したバイアスを印加する。この際、直流電圧は定電圧に制御し、交流電圧は定電流に制御する。交流電圧を印加することで、直流電圧のみを印加する場合に対して、より感光ドラム１の表面電位を目的の電位に収束させ易くなる。本実施例では交流成分は周波数約１３００Ｈｚの正弦波であり、電流値は約１９００μＡとした。
【００３４】
次いで、帯電した感光ドラム１の表面は、画像露光手段（カラー原稿画像の色分解・結像露光光学系、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザービームを出力するレーザースキャナによる走査露光系など）３による画像露光Ｌを受けることにより、目的の成分像に対応した静電潜像が形成される。その後、その静電潜像が現像手段としての回転式現像装置４で着色微粒子（トナー）により現像される。
【００３５】
回転式現像装置４は、本実施例では、それぞれ現像剤としてイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナーを収容した現像器４１、４２、４３、４４を、回転可能な現像器支持体たる回転体４５に有しており、感光ドラム１に順次形成される各色の画像に対応した静電潜像を現像すべく、所定タイミングで、回転体４５を回転させることで指定の色用の現像器を感光ドラム１との対向部（現像部）へと移動させ、現像動作を行う。
【００３６】
又、画像形成装置１００には、第２の像担持体として回転ドラム型の中間転写体（以下「中間転写ドラム」という。）が設けられている。中間転写ドラム５は、感光ドラム１に対して所定の押圧力をもって圧接した状態に保持されており、感光ドラム１と中間転写ドラム５との間には転写部としての一次転写ニップ部Ｎ１が形成されている。中間転写ドラム５は矢示の時計方向に感光ドラム１と若干異なる周速度を持って回転駆動されている。一次転写ニップ部Ｎ１では、中間転写ドラム５を介して一次転写手段たる一次転写ローラ６が感光ドラム１に当接されており、この一次転写ローラ６に、第１のバイアス電源（図示せず）から画像のトナー帯電極性（本実施例ではマイナス）とは逆極性（本実施例ではプラス）の一次転写バイアスが印加されることで、感光ドラム１に順次形成された各色のトナー像が、中間転写ドラム５に重ね合わせて転写される。
【００３７】
一次転写終了後に、感光ドラム１上の表面は、クリーニング部材としてのクリーニングブレード１４により、その上に残留しているトナーが除去されることで清掃される。
【００３８】
次いで、給紙カセット９から給紙ローラ１０によって転写材（紙葉体）２４が１枚づつ分離搬送され、レジストローラ対１１、転写ガイド１２を経て転写部としての二次転写ニップ部Ｎ２に所定のタイミングで給送される。このタイミングに合わせて、二次転写ニップ部Ｎ２では、中間転写ドラム５に対して二次転写手段たる二次転写ローラ７が転写ベルト７ａを介して当接される。そして、中間転写ドラム５上に一次転写されて合成されたカラートナー像のトナーと同極性（本実施例ではマイナス）のバイアスが、第２の電源（図示せず）から二次転写ローラ７に印加されることで、二次転写ニップ部Ｎ２に対して給送された転写材２４の面に中間転写ドラム５上のトナー像が一括して転写される。
【００３９】
二次転写ニップ部Ｎ２を通って中間転写ドラム５上からトナー像の転写を受けた転写材２４は、続いて定着器１５へ導入される。転写材２４は、定着器１５において所定に加熱温調された定着ローラ１６と加圧ローラ１７とにより加熱・加圧されて、トナー像の定着処理を受け、画像形成物として画像形成装置１００の外部に出力される。
【００４０】
一方、二次転写終了後の中間転写ドラム５上の転写残トナーは、ローラ方式の中間転写体クリーニング装置１８を用いて除去される。即ち、中間転写体クリーニング装置１８は、中間転写ドラム５に接触する導電性ローラ（接触帯電部材）を具備し、これによって現像器内のトナーの極性とは逆極性（本実施例ではプラス）の電荷が中間転写度ドラム５上のトナーに付与される。このトナーは、一次転写ニップ部Ｎ１で感光ドラム１上に逆転写された後、クリーニング部位に搬送され、クリーニングブレード１４によって除去される。
【００４１】
（トナー）
本実施例では、トナーとして以下のものを使用した。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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、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、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、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、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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
トナー粒子は、転写性等の点から実質的に球形であることが好ましく、トナー粒子の投影面に対し、少なくとも３点で接する半径ｒの内接円と半径Ｒの外接円との間に、下記式、
１．００≦Ｒ／ｒ≦１．２０
の関係があることが好ましい。Ｒ／ｒが大きくなるとその形状は球形から離れる方向であり、１．２０を超えると、球形トナーの特徴が現れなくなる。
【００５２】
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、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。
【００５３】
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、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、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、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、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、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。
【００５４】
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。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。
【００５５】
（クリーニング部材）
本実施例にて用いるクリーニングブレード１４について更に説明する。本実施例において、クリーニングブレード１４は図２に示すような形状を有する。
【００５６】
クリーニングブレード１４は、本実施例では、ウレタンゴムの弾性材料からなり、厚さ１．６ｍｍのものを用いた。又、本実施例ではクリーニングブレード１４のウォーレス硬度は約７０°であり、感光ドラム１に対して設定角θ＝３０°、侵入量λ＝１．２ｍｍで当接している。静止状態でのニップ幅ａは約１００μｍである。クリーニングブレード１４は、弾性板の片側をホルダ（保持部材）１４ａで支持し、その自由端側を感光ドラム１の回転方向上流側に向けて感光ドラム１に当接されている。
【００５７】
但し、クリーニングブレード１４は、転写残トナーを良好にクリーニングできるものであれば、特に、その形状は問わない。
【００５８】
ここで、図２に示すように、設定角θとは、感光ドラム１の接線αと、変形していないクリーニングブレード１４の図中下面（感光ドラム１に対向する面）との間の角度をいい、侵入量λとは、クリーニングブレード１４の先端（変形していないクリーニングブレード１４の自由端の当接側エッジ部）が感光ドラム１の仮想外周から侵入する量をいう。又、ニップ幅ａとは、図３に示すように、クリーニングブレード１３と感光ドラム１とが当接している部分の感光ドラム１の回転方向の長さをいう。
【００５９】
（トナー凝集度とクリーニング性）
本発明者が鋭意検討した結果、トナーのすり抜け現象は、トナーの凝集度に大きく依存することが分かった。重合トナーの凝集度が外添剤の粒径、種類、及び含有量によって変化することが知られている。本発明者らは、良好なクリーニング性を得られるトナーには凝集度の最適な範囲があることを突き止めた。即ち、転写残トナーとしてクリーニング部位に送られたトナーは、クリーニングブレード１４の感光ドラム１との当接部位近傍で堆積層を形成し、対流することでクリーニング性とクリーニングブレード１４の滑り性を保持する。凝集度の低いトナーでは、トナー同士の結びつきが弱いため、堆積層を形成せず噴流してしまう。又その球形状からクリーニングブレード１４に過度の滑り性を付与し、トナーがクリーニングブレード１４をすり抜け易くなる。反対に凝集度が極端に高いとクリーニングブレード１４の感光ドラム１との接触部位近傍でトナーの対流が起こらず、クリーニングブレード１４に滑り性を付与することができずにトナーがクリーニングブレード１４をすり抜けてしまう。
【００６０】
本発明者は、球形トナーに粒径や処理の異なるシリカを加えてその凝集度を測定した後、上記構成の画像形成装置１００を用いてそのクリーニング性を確認した。試料は、トナー１００重量部に、外添剤としてシリカと酸化チタンをそれぞれ０．７重量部添加したものであった。尚、クリーニングブレード１４の侵入量λを上記設定（１．２ｍｍ）から変化させた場合についてもクリーニング性を確認した。結果を表１に示す。尚、凝集度の測定は次のようにして行った。
【００６１】
凝集度測定：外添剤を有するトナーの流動特性を測定する一手段として凝集度を用いる。凝集度の値が大きいほど試料の流動性は悪いと判断する。測定装置としては、パウダーテスター（細川ミクロン社製）を用いた。測定方法は、次のようなものであった。振動台に３９０メッシュ、２００メッシュ、１００メッシュの篩を目開の狭い順に、即ち、１００メッシュの篩が最上位にくるように３９０メッシュ、２００メッシュ、１００メッシュの順に重ねてセットする。このセットした１００メッシュの篩の上に正確に秤量した試料５ｇを加え、振動台への入力電圧を２１．７Ｖになるようにし、その際の振動台の振幅が６０〜９０μの範囲に入るように調整し（レオスタット目盛約２．５）、約１５秒間振動を加える。その後、各篩の上に残った試料の重量を測定して下式に基づいて凝集度を得る。
【００６２】
【数１】
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【００６３】
試料は２３℃、６０％ＲＨの環境下で約４８時間放置したものを攪拌せずにそのまま使用した。測定環境は２３℃、６０％ＲＨである。
【００６４】
【表１】
2004240211.tif 000004
【００６５】
表１に示す結果から、凝集度が１０〜３０％の間では、侵入量λが１．６ｍｍの場合を除いて、良好なクリーニング性が得られることが分かった。トナーの凝集度が３０％を超えるとクリーニングブレード１４の切断エッジ近傍にクリーニングされたトナーが堆積して、クリーニングブレード１４にストレスを与え、その結果、クリーニング不良が発生した。クリーニングブレード１４の侵入量λを１．６ｍｍ以上にすると、クリーニングブレード１４と感光ドラム１の摩擦力が増加し、クリーニングブレード１４が滑らず、駆動負荷が急激に大きくなり、トナーのすり抜けが発生した。
【００６６】
このように、トナーの凝集度Ｃを１０％〜３０％の範囲とすることにより、トナーのすり抜けを防止することができる。より好ましくは、１５％〜２８％とする。
【００６７】
以上、本実施例によれば、トナーのすり抜けの問題が無い、安定したクリーニング性能を保持することが可能となる。
【００６８】
実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本構成・動作は実施例１の画像形成装置１００と同じである。以下、本実施例にて特徴的な部分のみ説明する。
【００６９】
本実施例では、実施例１にて説明したクリーニングブレード１４におけるトナーのすり抜けを防止するのに加えて、クリーニングブレード１４の不安定な挙動による鳴きを低減することを特徴とする。
【００７０】
即ち、本実施例では、図１に示す画像形成装置において、トナーの凝集度Ｃを実施例１で説明した範囲にすると共に、クリーニングブレード１４の感光ドラム１に対する設定角θを２７°以下とすることを特徴とする。
【００７１】
通常、ブレードの設定角が高くなると同じブレード侵入量ではクリーニング性能が向上するが、設定角が２７°より大きくなると、クリーニング性は保持できるが、温度・湿度等の条件によっては高周波の音、所謂、ブレード鳴きが発生することがある。これは、クリーニングブレード１４の挙動が不安定になって、感光ドラム１４に細かい振動が伝わるためであり、感光ドラム１４の円筒内で共鳴して耳障りな音を発生する。
【００７２】
但し、クリーニング性の点から、設定角θは１８°以上とすることが好ましい。
【００７３】
表２に、５００枚通紙時のクリーニング性とブレード鳴きの発生について、クリーニングブレード１４の設定角θを変化させて検討した結果を示す。
【００７４】
【表２】
2004240211.tif 000005
【００７５】
表２に示すように、クリーニングブレード１４の設定角θが３０°である場合、クリーニング性は保持するものの、クリーニングブレード１４の鳴きが発生した。一方、設定角θが２７°以下である場合、クリーニングブレード１４の鳴きは発生しなかった。
【００７６】
以上、本実施例によれば、トナー凝集度の設定により実施例１と同様に転写残トナーのクリーニング性を保持しつつ、ブレード先端の挙動を安定化させ、ブレード鳴きを抑える効果をも得ることができる。
【００７７】
実施例３
次に本発明の他の実施例について説明する。
【００７８】
（画像形成装置の全体構成・動作）
図４は、本実施例の画像形成装置２００の概略構成を示す。図４中、上記実施例１、２の画像形成装置と同一若しくは相当する機能を有する要素には同一の符号を付している。本実施例の画像形成装置２００の基本構成・動作は、実施例１、２のものと概略同様である。
【００７９】
本実施例では、第２の像担持体としてベルト型の中間転写体である中間転写ベルト５を有する。又、本実施例では、現像手段として単色の現像器４を有し、感光ドラム１に形成されたトナー像は、直ちに一次転写ニップ部Ｎ１で中間転写ベルト５に転写され、次いで二次転写ニップ部Ｎ２において転写剤２４に転写される。但し、これに限定されるものではなく、例えば、現像手段として、図１に示したように、複数の現像器を備えた回転式現像装置を具備し、カラー画像が形成可能な構成であってもよいことは勿論である。
【００８０】
一次転写終了後の感光ドラム１の表面は、クリーニング部材としてのクリーニングブレード７によって転写残トナーが除去されて清掃される。一方、本実施例では、二次転写終了後の中間転写ベルト５上の転写残トナーは、ブレード方式の中間転写体クリーニング装置（中間転写体クリーニングブレード）１９によって除去される。
【００８１】
実施例１、２の画像形成装置１００と同様に、本実施例では、帯電手段として感光ドラム１に接触する導電性ローラを用い、これに直流電圧と交流電圧を重畳した帯電バイアスを印加する。又、現像器４が用いるトナーとして、実施例１、２と同様の重合トナーを用いた。
【００８２】
（クリーニング部材）
本実施例で用いるクリーニングブレード１４について更に説明する。本実施例において、クリーニングブレード１４は、実施例１、２のものと概略同様の構成・形状を有する。
【００８３】
クリーニングブレード１４は、ウレタンゴムの弾性材料からなり、厚さ１．６ｍｍのものを用いた。又、本実施例ではクリーニングブレード１４のウォーレス硬度は約７０°であり、感光ドラム１に対して設定角θ＝２４°、侵入量λ＝１．２ｍｍで当接している。静止状態でのニップ幅ａは約１００μｍである。
【００８４】
但し、クリーニングブレード１４は、転写残トナーを良好にクリーニングできるものであれば、特に、その形状は問わない。
【００８５】
（トナー凝集度とブレード鳴き・めくれ）
本発明者が鋭意検討した結果、特に、帯電手段に交流バイアスを印加する場合に顕著となる、画像形成装置２００の電源オン直後のクリーニングブレード１４の鳴き、めくれの発生は、感光ドラム１に対するクリーニングブレード１４の配置と、重合トナーの凝集度に関係することが分かった。
【００８６】
上述のように、重合トナーの凝集度が外添剤の粒径、種類、及び含有量によって変化することが知られている。重合トナーは従来用いられている粉砕トナーと比較して、懸濁液中で分子の結合反応をさせて作成するので表面に凹凸が無く、ほぼ真球に近い表面性を有している。又、内部にワックスを内包している構造のため、表面にワックス成分が露出していない。このような重合トナーは凝集した場合に最密充填し易く、放置して一度凝集すると分散し難い。よって、クリーニングブレード１４の切断エッジ近傍のトナーの堆積、対流のし易さは粉砕トナーと比較して不利になる傾向がある。
【００８７】
外添処方を変更したトナーの凝集度が極端に高い場合、画像形成装置２００の電源オフによりクリーニングブレード１４の切断エッジ近傍に溜まったトナーは凝集塊を形成する。そして、特に、クリーニングブレード１４が被清掃体たる感光ドラム１４の下方に位置する場合、凝集したトナーは、再度画像形成装置２００を電源オンした時に、一次帯電における交流／直流バイアスの印加によるクリーニングブレード１４と感光ドラム１の振動により、クリーニングブレード１４の切断エッジ近傍で対流せずに重力で廃トナー容器（図示せず）に落下し、クリーニングブレード１４に滑り性が付与できない。結果として、クリーニングブレード１４と感光ドラム１との間の摩擦力が増加してブレード鳴きが発生する。
【００８８】
反対にトナーの凝集度が低い場合、転写残トナーはクリーニング部位へ送られた時にブレードとの衝突により噴流してクリーニングブレード１４の切断エッジ近傍から飛散してしまい、クリーニング部位からトナーが枯渇する。そして、画像形成装置２００を再度電源オンした直後にクリーニングブレード１４と感光ドラム１との間に摩擦力が増大し、ブレード鳴きやめくれが発生する。
【００８９】
本発明者は、球形トナーに粒径や処理の異なるシリカを加えてその凝集度を測定した後、上記構成の画像形成装置２００を用いてブレード鳴きの状態を確認した。凝集度の測定は実施例１にて説明した通りであるが、ここでは、振動台の振幅が１．０〜１．１ｍｍの範囲に入るように調整した（レオスタット目盛約２．５）。そして、上記構成の画像形成装置２００を用いて５００枚のプリントを行った後、装置本体の電源をオフした。２日間放置した後、装置本体の電源を再度オンして１００枚のプリント動作を行った。
【００９０】
表３に、凝集度を３３％に調整した重合トナーを用いた場合のクリーニングブレード１４の鳴きと、トナーの保持状態を観察した結果を示す。結果は、クリーニングブレード１４の感光ドラム１への接触位置Ｐを、図５に示すように、断面円形の回転体である感光ドラム１を長手方向一端側から外周が円形に見えるように（ここでは、感光ドラム１の回転方向が時計方向となる方向から）見た時に、感光ドラム１の外周上の左端位置及び感光ドラム１の回転中心を通る直線と、接触位置Ｐ及び回転中心を通る直線とが成す時計方向に増加する角度で０°（３６０°）、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°、３１５°と変化させた場合についてそれぞれ示す。
【００９１】
【表３】
2004240211.tif 000006
【００９２】
表３に示すように、トナーの凝集度が３３％である場合、クリーニングブレード１４の感光ドラム１への接触位置Ｐが１８０°から３６０°の範囲では、トナーが落下するような構成となり、クリーニングブレード１４の鳴きが発生する。
【００９３】
表４に、クリーニングブレード１４の感光ドラム１への接触位置Ｐを９０°、１８０°、２７０°、３６０°の４箇所に変更した場合のクリーニングブレード１４の鳴きを、トナーの凝集度８％、１２％、１６％、２８％、３３％で観察して比較した結果を示す。
【００９４】
【表４】
2004240211.tif 000007
【００９５】
表４に示す結果から、特に、クリーニングブレード１４の配置が、クリーニング部のトナーが枯渇し易い配置（１８０°〜３６０°）である場合には、トナーの凝集度Ｃを１０％〜３０％内に収めることで、ブレード鳴きを好適に防止し得ることが分かる。より好ましくはトナーの凝集度Ｃは、１５％〜２８％とする。
【００９６】
斯かるトナーの凝集度の設定により、クリーニングブレード１４の鳴きと同様の発生傾向を示すクリーニングブレード１４のめくれも同様に防止することができる。
【００９７】
以上、本実施例によれば、特に、電源オン直後に発生するクリーニングブレード１４の鳴き、めくれを解消することが可能である。
【００９８】
実施例４
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。本実施例は上記実施例３の変形例である。
【００９９】
本実施例では、放置後の画像形成装置の電源オン時に問題となるクリーニングブレード１４の鳴きを抑える効果を更に確実にする。
【０１００】
図６は、本実施例の画像形成装置３００の概略構成を示す。本実施例の画像形成装置３００は、実施例４の画像形成装置２００（図４）と概略同様であり、中間転写ベルト５のクリーニング方法のみが異なる。
【０１０１】
本実施例では、中間転写ベルト５上の転写残トナーを、ローラ方式の中間転写体クリーニング装置１８を用いて除去する。即ち、中間転写体クリーニング装置１８は、中間転写ベルト５に当接して回転する導電性のクリーニングローラ（接触帯電部材）を具備している。そして、このローラにトナーの帯電極性と逆極性のバイアスを印加することでその極性を反転させ、一次転写ニップ部Ｎ１にいて感光ドラム１上に再転写させ、感光ドラム１のクリーニング部、即ち、クリーニングブレード１４の感光ドラム１への接触位置へ供給する。
【０１０２】
つまり、重合トナーは、その球形度から帯電性能、転写性能が優れているので、濃度の薄い画像のみをプリントしていると、転写残トナーがクリーニング部へ供給されない場合がある。
【０１０３】
本実施例では、上述のように二次転写終了後に中間転写ベルト５に残留したトナーをもクリーニングブレード１４と感光ドラム１との接触部に供給する構成とすることで、クリーニングブレード１４の切断エッジ近傍のトナー枯渇を防止する。
【０１０４】
本実施例の方法は、中間転写体を用いたカラー画像形成のような、二次転写効率が悪化するような構成である場合に特に効果がある。
【０１０５】
（その他の実施例）
上記各実施例では、現像器において、重合トナーを用いた非磁性一成分現像方式を採用していたが、更に磁性キャリアを用いた二成分現像方式に変更して検討を行った。その結果、キャリアとしてフェライト及びニッケル粉を用いた５千枚の耐久においても上記各実施例と同様の結果が得られ、本発明の効果が見られた。
【０１０６】
又、上記各実施例では、像担持体からトナー像が転写される被転写体が中間転写体である場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、像担持体に形成したトナー像を被転写体として転写材に直接転写する画像形成装置であってもよいし、又上記中間転写体の代わりに転写材担持体を有しており、斯かる転写材担持体上の転写材に像担持体からトナー像を繰り返し転写した後これを定着する当業者には周知の転写材上多重転写方式の画像形成装置であっても、本発明は等しく適用可能である。
【０１０７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、転写残トナーのクリーニングが困難な重合トナーを用いる場合でも、クリーニング部材からトナーがすり抜けるのを防止することができ、又、クリーニング部位にトナーが溜まりにくいクリーニング部材の配置であっても、クリーニング部材近傍のトナーを枯渇させることがなく、特に、電源オン直後におけるクリーニング部材の鳴き、めくれを防止することができる。これにより、長期間にわたってクリーニング部材のクリーニング性能を維持し、常に高品位画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用し得る画像形成装置の一例の概略構成図である。
【図２】クリーニングブレードの像担持体に対する侵入量λ及び設定角θを説明するための説明図である。
【図３】クリーニングブレードのニップ幅ａを説明するための説明図である。
【図４】本発明を適用し得る画像形成装置の他の例の概略構成図である。
【図５】クリーニングブレードの像担持体への接触位置を説明するための説明図である。
【図６】本発明を適用し得る画像形成装置の更に他の例の概略構成図である。
【符号の説明】
１          像担持体（感光ドラム）
２          一次帯電器
３          画像露光手段
５          中間転写体（中間転写ドラム、中間転写ベルト）
６          一次転写手段（一次転写ローラ）
７          二次転写手段（二次転写ローラ）
９          給紙カセット
１０        給紙ローラ
１１        レジストローラ
１２        転写ガイド
１４        クリーニング部材（クリーニングブレード）
１５        定着器
１６        定着ローラ
１７        加圧ローラ
１８        中間転写体クリーニング装置（ローラ方式）
１９        中間転写体クリーニング装置（ブレード方式）
２４        転写材
４１        現像器
Ｎ１        一次転写ニップ部
Ｎ２        二次転写ニップ部
θ          ブレード設定角
ａ          ブレードニップ幅
λ          ブレード侵入量
【図１】
2004240211.tif 000008
【図２】
2004240211.tif 000009
【図３】
2004240211.tif 000010
【図４】
2004240211.tif 000011
【図５】
2004240211.tif 000012
【図６】
2004240211.tif 000013