(57)【要約】【課題】球形小径トナーを用いて潜像を現像する２成分現像剤方式の画像形成において、像担持体表面に残留した球形小径トナーを良好にクリーニングし、良好な画像が得られる画像形成装置とその画像形成装置を用いた画像形成方法を提供する。【解決手段】少なくとも像担持体上の潜像を球形小径トナーにより現像する２成分現像剤方式の現像装置と、現像された顕像を転写材に転写する転写装置と、転写後の残留球形小径トナーを除去する導電性クリーニングブレードを有するブレードクリーニング装置と、帯電した不定形粒子を供給する不定形粒子供給装置を配備した装置とする。この装置の導電性クリーニングブレードに不定形粒子と逆極性の電圧を印加して、クリーニングブレードエッジに不定形粒子を堆積させ、残留球形小径トナーを堰き止めて除去する。【選択図】図１  
2005315962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも像担持体上に形成された潜像を球形小径トナーにより現像する２成分現像剤方式の現像装置と、現像された像担持体上の顕像を転写材に転写する転写装置と、転写後の像担持体表面に残留した球形小径トナーを除去するクリーニングブレードを有するブレードクリーニング装置とを備えた画像形成装置において、
前記画像形成装置は、該クリーニングブレードのエッジに堆積して残留球形小径トナーを堰き止めるための帯電した不定形粒子を供給する不定形粒子供給装置を備えると共に、
前記クリーニングブレードは、導電性を有し、かつ不定形粒子と逆極性に帯電するように電圧が印加されたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記帯電した不定形粒子が、潜像を現像する球形小径トナーと逆極性に帯電された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】
前記不定形粒子の体積平均粒径Ｄfと潜像を現像する球形小径トナーの体積平均粒径Ｄtの比（Ｄf／Ｄt）が２．４＞（Ｄf／Ｄt）の関係を満たす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４】
前記不定形粒子の体積平均粒径Ｄfと潜像を現像する球形小径トナーの体積平均粒径Ｄtの比（Ｄf／Ｄt）が１．２＞（Ｄf／Ｄt）の関係を満たす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】
前記潜像を現像する球形小径トナーの体積平均粒径が９μｍ以下で、円形度が０．９２以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記潜像を現像する球形小径トナーの体積平均粒径が５．５μｍ以下で、円形度が０．９８以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記２成分現像剤方式で使用される現像剤のキャリアの重量平均粒径が５０μｍ以下であ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８】
前記２成分現像剤方式で使用される現像剤のキャリアの重量平均粒径が３０μｍ以下であ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９】
少なくとも像担持体上に形成された潜像を球形小径トナーにより現像する２成分現像剤方式の現像装置と、現像された像担持体上の顕像を転写材に転写する転写装置と、転写後の像担持体表面に残留した球形小径トナーを除去するクリーニングブレードを有するブレードクリーニング装置と、残留球形小径トナーを堰き止めるための不定形粒子供給装置とを備えた画像形成装置を用いた画像形成方法であって、
前記クリーニングブレードを像担持体表面に押圧し、該クリーニングブレードエッジに帯電した不定形粒子を堆積させて残留球形小径トナーを堰き止めると共に、
クリーニングブレードを導電性とし、不定形粒子と逆極性に帯電するように電圧を印加して画像を形成することを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に関し、特には、球形小径トナーにより現像する２成分現像剤方式の画像形成技術に係り、ブレードエッジに安定して不定形粒子の堆積・保持を行うことによって像担持体表面に残留した球形小径トナーを除去し、良好なクリーニング性と良好な画像特性を得るようにした画像形成装置とその画像形成装置を用いた画像形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真法を用いた画像形成装置において高画質化が図られており、その対策の一つの方向性として、トナーの小径化や球形化が挙げられる。すなわち、トナーを小径化することにより、露光によって像担持体（感光体）上に形成された潜像に対して忠実な画像を得ると共に、球形化することによって現像性、転写性を向上して高画質化を図るとする考え方である。
トナーの小径化のために従来の代表的なトナー製造法である粉砕法を用いた場合、歩留まりが悪く、コスト高くなってしまう。このような経緯から最近では、小径化、球形化を行ってもコスト面で有利な重合法を用いたトナーが製造されるようになり、例えば、懸濁重合方法、乳化重合方法、あるいは分散重合方法などを適用して製造された球形小径トナーが得られている。
【０００３】
しかし、小径化、球形化したトナーを用いて現像する場合、感光体上に残留した球形小径トナーをクリーニングすることが難しいという欠点がある。例えば、広く用いられているゴムブレードを感光体に押し当てて残留トナーを除去するブレードクリーニング方式でも、ブレードと感光体の間をトナーがすり抜けてしまうという現象がある。
このすり抜け現象の発生理由として、球形で特に粒径分布が狭い場合にはブレードエッジで堰きとめられたトナーが最密充填されやすく、堰きとめられたトナー層が1つの集合体のように挙動してブレードを押し上げる力が働き、すり抜けが起るとする考え方や、あるいは小径トナーの場合にはブレードエッジの微小に変形した隙間に球形であるトナーが転がりながら侵入しやすく、すり抜けを起こしてしまうという考え方がある。
【０００４】
このため、上記問題を解決する手段として、ブレードエッジに圧密や転がりが起こりにくい不定形粒子を堆積させ、この堆積させた不定形粒子によって堰きとめ層を形成することにより、球形小径トナーのブレードクリーニングを行う方法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
しかしながら、上記方法における不定形粒子の堰きとめ層は、単にブレードエッジに堆積しているだけであり、ブレードの振動によって不定形粒子がはじき飛ばされるため、不定形粒子の堆積が十分保持されず、安定して良好なクリーニング性が得られないという難点があった。
【０００５】
そこで、不定形粒子の堆積層を強固に保持するため、不定形粒子に磁性粉を含有し、ブレードに磁場発生部を設け、磁力によって不定形粒子をブレードエッジに堆積、保持する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
しかし、ブレードに磁場発生部を設けることによって、不定形粒子以外の磁性体もブレードエッジに堆積、保持してしまうため、様々な不具合を生じる。例えば、２成分現像剤を用いて潜像を現像する方式（以下、２成分現像方式と呼称する。）ではキャリアとして磁性体を使用しているため、感光体に付着した除去すべきキャリアも堆積・保持してしまうことになり、これによって感光体に傷をつけ異常画像を引き起こす問題が生じる。このような観点から２成分現像剤方式では磁力により不定形粒子をブレードエッジに堆積、保持する方法は使用が困難である。特に最近では、緻密な磁気ブラシが形成できる小径キャリアが使用されて高画質化が図られている。しかし、キャリア粒径を小径化した場合、感光体にキャリア付着が起きやすく、磁力によって不定形粒子をブレードエッジに堆積、保持する方法は特に大きな問題を引き起こす。
上記問題以外にも、適用できるトナーが非磁性のみに限られたり、ブレードに磁場発生部を設けることでクリーニング装置が大型化するなどの問題もある。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２５４８７３号公報
【特許文献２】特開２００１−１６６６５９号公報
【特許文献３】特開２００２−６７１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、球形小径トナーにより潜像を現像する２成分現像剤方式の画像形成において、ブレードエッジに安定して不定形粒子の堆積・保持を行うことによって像担持体（感光体）表面に残留した球形小径トナーを除去し、良好なクリーニング性と良好な画像特性を得るようにした画像形成装置とその画像形成装置を用いた画像形成方法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】
【０００８】
本発明者らは鋭意検討した結果、球形小径トナーにより現像する２成分現像剤方式の画像形成において、帯電した不定形粒子を不定形粒子供給装置から供給し、この不定形粒子を導電性クリーニングブレードエッジに堆積させ、かつ導電性クリーニングブレードに不定形粒子の帯電特性と逆極性の電圧を印加してブレードエッジに不定形粒子を強固に保持させることによって、像担持体（感光体）表面に残留した球形小径トナーが除去されて良好なクリーング特性と高画質な画像特性が得られ、上記課題が解決されることを見出し本発明に至った。
すなわち、本発明は、以下に記載する請求項１〜請求項９の画像形成装置と画像形成方法に係るものであり、これにより前記課題を解決する。以下、本発明について具体的に説明する。
【０００９】
請求項１の発明は、少なくとも像担持体上に形成された潜像を球形小径トナーにより現像する２成分現像剤方式の現像装置と、現像された像担持体上の顕像を転写材に転写する転写装置と、転写後の像担持体表面に残留した球形小径トナーを除去するクリーニングブレードを有するブレードクリーニング装置とを備えた画像形成装置において、
前記画像形成装置は、該クリーニングブレードのエッジに堆積して残留球形小径トナーを堰き止めるための帯電した不定形粒子を供給する不定形粒子供給装置を備えると共に、
前記クリーニングブレードは、導電性を有し、かつ不定形粒子と逆極性に帯電するように電圧が印加されたことを特徴とする画像形成装置である。
【００１０】
請求項２の発明は、前記帯電した不定形粒子が、潜像を現像する球形小径トナーと逆極性に帯電されたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。
【００１１】
請求項３の発明は、前記不定形粒子の体積平均粒径Ｄfと潜像を現像する球形小径トナーの体積平均粒径Ｄtの比（Ｄf／Ｄt）が２．４＞（Ｄf／Ｄt）の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。
【００１２】
請求項４の発明は、前記不定形粒子の体積平均粒径Ｄfと潜像を現像する球形小径トナーの体積平均粒径Ｄtの比（Ｄf／Ｄt）が１．２＞（Ｄf／Ｄt）の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。
【００１３】
請求項５の発明は、前記潜像を現像する球形小径トナーの体積平均粒径が９μｍ以下で、円形度が０．９２以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置である。
【００１４】
請求項６の発明は、前記潜像を現像する球形小径トナーの体積平均粒径が５．５μｍ以下で、円形度が０．９８以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置である。
【００１５】
請求項７の発明は、前記２成分現像剤方式で使用される現像剤のキャリアの重量平均粒径が５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。
【００１６】
請求項８の発明は、前記２成分現像剤方式で使用される現像剤のキャリアの重量平均粒径が３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。
【００１７】
請求項９の発明は、少なくとも像担持体上に形成された潜像を球形小径トナーにより現像する２成分現像剤方式の現像装置と、現像された像担持体上の顕像を転写材に転写する転写装置と、転写後の像担持体表面に残留した球形小径トナーを除去するクリーニングブレードを有するブレードクリーニング装置と、残留球形小径トナーを堰き止めるための不定形粒子供給装置とを備えた画像形成装置を用いた画像形成方法であって、
前記クリーニングブレードを像担持体表面に押圧し、該クリーニングブレードエッジに帯電した不定形粒子を堆積させて残留球形小径トナーを堰き止めると共に、
クリーニングブレードを導電性とし、不定形粒子と逆極性に帯電するように電圧を印加して画像を形成することを特徴とする画像形成方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の画像形成装置において、不定形粒子を供給する不定形粒子供給装置を備えると共に、ブレードクリーニング装置のクリーングブレードを導電性とし、不定形粒子の帯電特性と逆極性となるように電圧を印加する構成とすることにより、帯電した不定形粒子が逆極性のクリーングブレードエッジに静電的に吸着、堆積するため、ブレードエッジ部に強固な不定形粒子の堰きとめ層が形成される。そのため、クリーングブレードエッジから球形小径トナーが侵入せず、残留球形小径トナーの極めて良好なクリーニングが可能となると共に、良好な画像特性が得られる。
特に、不定形粒子の体積平均粒径Ｄfと球形小径トナーの体積平均粒径Ｄtの比（Ｄf／Ｄt）が２．４＞（Ｄf／Ｄt）の関係を満たす場合、さらに好適には１．２＞（Ｄf／Ｄt）の関係を満たす場合に球形小径トナーの侵入を好適に防止することができる。
また、球形小径トナーの体積平均粒径が９μｍ以下で、円形度が０．９２以上である場合、さらに好適には体積平均粒径が５．５μｍ以下で、円形度が０．９８以上である場合に良好な現像性と転写性、ならびに高精細な画質が得られる。
また、磁場などの手段を使用していないため、２成分現像剤を用いた場合に磁性体粒子であるキャリアがブレードエッジに吸着・保持されて感光体に傷をつけ、異常画像を引き起こす問題も生じない。さらに、適用できるトナーが非磁性のみに限られたり、クリーニング装置が大型化するなどの問題もない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
前述のように本発明の画像形成装置は、像担持体（感光体）上に形成された潜像を球形小径トナーにより現像する２成分現像剤方式の現像手段（現像装置）と、現像された像担持体上の顕像を転写材に転写する転写手段（転写装置）と、転写後の像担持体表面に残留した球形小径トナーを除去するクリーニングブレードを有するブレードクリーニング手段（ブレードクリーニング装置）と、さらに、残留球形小径トナーを堰き止めるために、像担持体表面に押圧したクリーニングブレードエッジに堆積させる帯電した不定形粒子を供給する不定形粒子供給手段（不定形粒子供給装置）を備えると共に、該クリーニングブレードは、導電性を有し、かつ不定形粒子と逆極性に帯電するように電圧が印加されたことを特徴とする。以下に、本発明の特徴である、帯電した不定粒子の供給装置、不定形粒子、導電性のクリーニングブレード、および２成分現像剤（球形小径トナーと、キャリア）について説明する。
【００２０】
［帯電した不定形粒子の供給装置］
前記のように本発明における画像形成装置には、帯電した不定形粒子を供給する不定形粒子供給装置が配備されているが、この不定形粒子供給装置は、帯電した不定形粒子が導電性のクリーニングブレードエッジ（ブレードエッジと略す。）で堆積される装置であれば良く、特に制限はない。  例えば、不定形粒子供給装置として、通常用いられている潜像現像トナー（不定形粒子）が格納されている専用の現像装置（１成分現像装置）の場合と同様の装置を適用することができる。
これによって、像担持体に現像・供給された、帯電した不定形粒子がブレードエッジで集積して堰き止め層を形成し、像担持体表面に残留する球形小径トナーを除去することができる。
また、中間転写体を備える画像形成装置の場合には、中間転写体で不定形粒子を現像・供給、すなわち中間転写体を介して帯電した不定形粒子を像担持体（感光体）に供給し、ブレードエッジに堆積させる方法を適用しても構わない。
なお、不定形粒子供給装置の具体的例は後述する。
【００２１】
［不定形粒子］
本発明において不定形粒子供給装置から供給される不定形粒子は、所定の極性に帯電することができ、かつ像担持体表面に当接して押圧されたブレードエッジに堆積し、このブレードエッジ微小変形部から球形小径トナーが進入したり、圧密化するのを抑制することができるものであれば良く、特に制限はない。例えば、突起や稜角部を有する、通常の粉砕法により製造したトナー粒子でも構わない。
なお、不定形粒子の極性は、不定形粒子供給装置（例えば、１成分現像装置）に設けられる帯電部材によって所定の極性に帯電するように制御することができる。
【００２２】
上記不定形粒子の体積平均粒径Ｄfについては、潜像を現像する球形小径トナーの体積平均粒径Ｄtとの比（Ｄf／Ｄt）が２．４より小さいことが好ましく、１．２より小さいとさらに好ましい。
Ｄf／Ｄtが大きい（２．４以上）場合、ブレードエッジに堆積した不定形粒子間の隙間が大きくなって球形小径トナーの侵入が起こりやすくなり、クリーニング性が低下する傾向がある。なお、上記体積平均粒径は、以降に記載する方法によって測定される。
【００２３】
また、本発明における帯電した不定形粒子の帯電極性については、より好ましくは潜像を現像する球形小径トナーと逆の極性であることが好ましい。
すなわち、導電性のクリーニングブレードは、不定形粒子と逆極性に帯電するように電圧が印加されるため、不定形粒子の極性が球形小径トナーと逆の極性とされれば、クリーニングブレードと球形小径トナーが同極になる。これによって、球形小径トナーがクリーニングブレードに対して反発し、ブレードエッジ部からトナーが侵入し難くなる。
【００２４】
［導電性のクリーニングブレード］
前述のように本発明の画像形成装置に配備されるブレードクリーニング装置は、球形小径トナーを除去するためのクリーニングブレードを有しており、不定形粒子と逆極性に帯電するように電圧が印加されるため、導電性を保持するように構成されている。例えば、本発明において用いられる導電性のクリーニングブレードの例としては、導電性のゴム製ブレード（導電性ブレード）が挙げられる。
このような導電性ブレードとしては、例えば、ウレタンゴムを練りこむ際にカーボンブラックや、イオン導電性材料などの導電性材料を分散させて構成したものを用いても良いし、あるいはウレタンゴムをブレード形状にした後で、その表面に導電性材料をコーティングして構成したものを用いても良い。
導電性ブレードは金属ホルダに取り付けられ、導電性ブレードと金属ホルダとは導通されるように構成される。この場合、導電性ブレードと金属ホルダとを圧着して導通を確保しても良いし、導電性の接着材を用いて接着しても良く、あるいは導電性テープや導電性塗料を用いて導通を確保しても良い。なお、金属ホルダは直流電源と接続していて、不定形粒子と逆の極性の電圧が印加されるように制御される。
【００２５】
［球形小径トナー］
本発明において２成分現像剤方式の現像装置から供給されて潜像を現像するトナーは、前記のように球形小径トナーである。
具体的には、トナー粒子の円形度は０．９２以上で、体積平均粒径は、９μｍ以下である。円形度が０．９２より小さい場合は、現像性と転写性が良好ではなく、体積平均粒径が９μｍより大きいと高精細な画像が得られない。また、体積平均粒径は５．５μｍ以下であることがさらに好ましい。体積平均粒径を５．５μｍ以下の粒径とすることによって、さらに高精細で高画質の画像が得られる。一方、円形度は０．９８以上であることがさらに好ましい。円形度を０．９８以上とすることによって、現像性、転写性が向上し、さらに高画質な画像が得られる。
（円形度）
トナーの円形度の計測方法としては、粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、ＣＣＤカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この手法で得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値で円形度が計算される。
この値はフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００（東亜医用電子株式会社製）により平均円形度として計測できる。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水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に加え、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器で約１〜３分間分散処理を行い、分散液濃度を３０００〜１万個／μｌとして前記装置によりトナーの形状を測定する。
（体積平均粒径）
トナーの平均粒径及び粒度分布はコールターカウンターＴＡ−II型あるいはコールターマルチサイザー(コールター社製)等種々の方法で測定可能であるが、本発明においてはコールターカウンターＴＡ−II型(コールター社製)を用いた。個数分布、体積分布を出力するインターフェース(日科機製)及びＰＣ９８０１パーソナルコンピューター（ＮＥＣ製）を接続し、電解液は１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液を調製する。その他に、ＩＳＯＴＯＮ-II(コールターサイエンスティフィックジャパン社製)が使用できる。測定法としては、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１％のアルキルベンゼンスルホン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、更に測定試料を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分間分散処理を行い前記コールターカウンターＴＡ−II型によりアパーチャーとして体積平均径が４．０１〜９．０μｍのトナーは１００μｍアパーチャーを用いて、体積平均径が４μｍ以下のトナーは５０μｍアパーチャーを用いて、トナーの体積、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、本発明に係わる体積分布から求めた体積基準の体積平均粒径を算出した。
【００２６】
本発明における球形小径トナーの例としては、例えば、有機溶媒中に少なくともバインダー用の樹脂材料または／およびそのプレポリマーと、着色剤と、離型剤とを含むトナー材料溶液を水系媒体中に微細液滴状にして分散させた後、有機溶媒と水系媒体を除去することにより製造して得られたもの、あるいは該トナー材料溶液を水系媒体中に微細液滴状にしている間もしくはその後に、液滴中のプレポリマーを架橋および／または伸長反応させた後、有機溶媒と水系媒体を除去することにより製造して得られたものなどが用いられる。
好適には、活性水素を有する化合物とこの活性水素と反応可能な部位を有する重合体か／もしくは分子内に活性水素とこの活性水素に反応可能な部位を同時に有する自己重合性材料と、着色剤と、離型剤とを組成物として有機溶媒中に溶解または分散させ、該活性水素と反応可能な部位を反応させた後、もしくは反応させながら、該有機溶媒および水系媒体を除去した後、洗浄、乾燥して製造することができる。
前記反応時に攪拌強さを調整したり、乾燥後に強強攪拌することによって、トナーの円形度を調整しても良い。
上記樹脂材料または／およびプレポリマーとしては、各種の材料を用いることができ、特にポリエステル樹脂およびポリエステルプレポリマーを好ましく用いることができる。
これらは単なる一例であって、球形小径トナーは、このような製法以外の方法で製造しても構わない。
【００２７】
［キャリア］
本発明の２成分現像剤方式の現像装置に充填される２成分現像剤の、いわゆる球形小径トナーと混合するキャリアは、重量平均粒径が好ましくは５０μｍ以下、さらに好ましくは３０μｍ以下である。
重量平均粒径を５０μｍ以下とすることによって画質向上が見られ、３０μｍ以下とすることにより、画質がさらに向上する。このように、キャリアを小径化することにより、緻密な磁気ブラシが形成され、潜像に忠実な現像が可能になり、高画質化が図られるものと考えられる。
本発明においてキャリアに関して言う重量平均粒径はＤｗは、個数基準で測定された粒子の粒径分布(個数頻度と粒径との関係)に基づいて算出されたものである。
この場合の重量平均粒径Ｄｗは下記（１）式で表される。
ＤＷ＝｛１／Σ（ｎＤ３）｝×｛Σ（ｎＤ４）｝    ・・・（１）
（１）式中、Ｄは各チャネルに存在する粒子の代表粒径（μｍ）を示し、ｎは各チャネルに存在する粒子の総数を示す。
なお、チャネルとは、粒径分布図における粒径範囲を等分に分割するための長さを示すもので、本発明の場合には、２μｍの長さを採用した。
また、各チャネルに存在する粒子の代表粒径としては、各チャネルに保存する粒子粒径の下限値を採用した。
本発明において粒径分布を測定するための粒度分析計としては、マイクロトラック粒度分析計（モデルＨＲＡ９３２０−×１００：Ｈｏｎｅｗｅｌｌ社製）を用いた。
その条件は以下の通りである。
粒径範囲：１００〜８μｍ
チャネル長さ（チャネル幅）：２μｍ
チャネル数：４６
【００２８】
キャリアを構成するキャリア芯材（コア材）としては特に制限されないが、従来公知の磁性粒子が使用できる。
磁性粒子としては、例えば、マグネタイト、ヘマタイト、Ｌｉ系フェライト、Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｂａフェライト、鉄、コバルト、ニッケルなどが挙げられる。これらを芯材として用いる場合、単結晶／またはアモルファスの粒子、単独／または複合の焼結体、あるいは単独／または複合の粒子等の各種粒子を樹脂等の高分子材料中に分散させて用いることができ、いずれのコア材形態で使用しても良い。
【００２９】
また、キャリアを構成するキャリアコート層の材料組成成分としても特に制限はされず、従来公知の材料が使用できる。
用いられるキャリアコート層の材料組成成分としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂；ポリスチレン、アクリル樹脂（例えば、ポリメチルメタクリレート）、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン等のポリビニルおよびポリビニリデン系樹脂；塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体；オルガノシロキサン結合からなるシリコーン樹脂またはその変性品（例えば、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂等による変性品）；ペルヒドロポリシラザンまたはその変性品（部分酸化品を含む）；ポリテトラフルオロエチレン、ポリ弗化ビニル、ポリ弗化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン等の弗素樹脂；ポリアミド；ポリエステル；ポリウレタン；ポリカーボネート；ユリア樹脂；メラミン樹脂；ベンゾグアナミン樹脂；エポキシ樹脂等が挙げられる。中でも本発明の構成要件を満たすために好ましいコート層材料としては、シリコーン樹脂またはその変性品、弗素樹脂、特にシリコーン樹脂またはその変性品がより好ましい。
【００３０】
次に、本発明の画像形成装置とそれを用いた画像形成方法について図を参照して説明する。
図1は本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。なお、本発明の画像形成装置は図1に示される画像形成装置に何ら限定されるものではない。
図１において、像担持体８は負の帯電特性を示す有機感光体である。また、本発明の特徴である不定形粒子供給装置６としては、例えば、不定形粒子として粉砕トナーが充填された１成分現像装置を配備することができる。不定形粒子供給装置６の要部拡大構成図を図２に示す。
不定形粒子供給装置６は、図２に示すように、不定形粒子である粉砕トナー２７を像担持体８（図１）に対して現像・供給を行う現像ローラー２１と、粉砕トナーを供給する補給ローラ２２と、補給ローラー２２に向けて粉砕トナーを搬送する粉砕トナー搬送材２３と、現像ローラ２１上に供給された粉砕トナーを薄層化する粉砕トナー規制ローラ２４とこれらを取りつけるケース２５と、粉砕トナー規制ローラ２４と、これらを現像ローラ２１に向けて付勢する金属ばね２６とを備えている。
【００３１】
粉砕トナー２７は、トナー搬送部材２３および補給ローラ２２を介して現像ローラ２１の表面に供給される。現像ローラ２１上に供給された粉砕トナー２７は、さらにトナー規制ローラ２４の当接圧によって所定量に薄層化され、現像ローラ２１を回転させることによって図１の像担持体８（感光体）に搬送される。現像ローラ２１は、感光体に平行して接触され、感光体の帯電電位と光書きこみ後における残留電位のほぼ中間のバイアスが印加される。現像ローラ２１上の粉砕トナー２７が感光体と接触され、感光体電位と現像バイアスによる現像電界で粉砕トナーが感光体に供給される。
【００３２】
粉砕トナー２７が負の帯電極性を示すものは感光体にレーザー光の照射を行い、感光体への不定形粒子の供給を行い、粉砕トナー２７が正の帯電極性を示すものはレーザー光の書きこみを行なわないで帯電電位部に供給できる。
また、この不定形粒子供給装置には像担持体８（感光体）との接離機構が付いており、不定形粒子供給時のみ感光体に接触して不定形粒子の供給を行い、通常は感光体に接触していない。この不定形粒子の供給はコントローラにより制御されており、所望のタイミングで供給することができる。
【００３３】
前記図１において不定形粒子供給装置６から感光体である像担持体８に供給された不定形粒子は、像担持体８の回転により下流にあるブレードクリーニング装置７の導電性のクリーニングブレードエッジに堆積される。ブレードクリーニング装置７のクリーニングブレード部拡大模式図を図３に示す。
図３中の３１は、ウレタンゴムにカーボンブラックが分散された導電性のクリーニングブレードである。このクリーニングブレードは、導電性接着剤３４で金属支持体３３に取りつけらていて、金属支持体との導通が確保されいる。さらに、この金属支持体３３には図１に示すように直流電源が接続されていて、不定形粒子と逆の帯電極性の電圧が印加される。前記不定形粒子の場合、負の帯電極性とされているので、正の電圧（例えば、１００Ｖ）が印加されている。像担持体８に当接し押圧された導電性のクリーニングブレード３１によって堰き止められた不定形粒子３５は、静電的に吸着してクリーニングブレード３１のエッジに強固な不定形粒子の堆積層として保持される。
【００３４】
上記のように構成された図1の画像形成装置において、まず、帯電装置１によって像担持体８が一様に帯電された後、露光装置２からレーザービームが照射されて潜像の書き込みが行なわれ、像担持体８表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像は、２成分現像剤方式の現像装置３から供給される球形小径トナーによりトナー像に現像される。現像されたトナー像（顕像）は、転写ローラ４により、例えば、転写紙などの転写材８に転写された後、定着装置５によって転写材８へのトナー像の定着を行う。
像担持体８表面上に残存した転写残の残留トナーは、導電性のクリーニングブレード３１のエッジに不定形粒子が強固に保持された前記のブレードクリーニング装置７によりクリーニングされる。
【００３５】
本発明の画像形成方法は、前記図1のように構成された装置を用いて、クリーニングブレードを像担持体表面に押圧し、該クリーニングブレードエッジに帯電した不定形粒子を堆積させて残留球形小径トナーを堰き止めると共に、クリーニングブレードを導電性とし、不定形粒子と逆極性に帯電するように電圧を印加して画像を形成するものである。
【実施例】
【００３６】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその趣旨を逸脱しない限り下記実施例に限定されるものではない。
実施例１
前記図１に例示した概略構成の画像形成装置を使用して、下記条件によりクリーニング性および画像特性を評価した。
図１の２成分現像剤方式の現像装置３に充填した球形小径トナーとキャリアが混合された現像剤は次のように調製したものを用いた。
トナー：重合法により作製した平均円形度０．９５、体積平均粒粒６．５μｍの球形小径トナーを使用した。
キャリア：Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトの芯材にシリコーンコートした重量平均粒径５５μｍのキャリアを使用した。
２成分現像剤：球形小径トナーとキャリアを７：９３（重量部）の割合で混合して２成分現像剤とし、これを充填して使用した。
なお、トナーは負極性に帯電した。
また、不定形粒子供給装置６に充填する不定形粒子としては、体積平均粒径１４μｍの粉砕トナーを使用した。この不定形粒子は、不定形粒子供給装置６の現像ローラ２１上で負の帯電極性を示した。
導電性のクリーニングブレード７’には＋１００Ｖの電圧を印加して、不定形粒子がクリーニングブレードエッジに堆積・吸着するようにした。
【００３７】
〔評価〕
不定形粒子供給装置６から上記不定形粒子をクリーニングブレードエッジに供給した後、Ｓ−５チャートの画像を印刷するランニングを行った。印刷枚数は１５万枚（１５０Ｋ枚）行い、初期と、５Ｋ枚、５０Ｋ枚、１５０Ｋ枚の各時に下記評価基準によってクリーニング性と画質の評価を行った。
クリーング性の評価：
クリーニング性のランク評価を行い、５段階で評価した。５が最良で、１が劣悪である。実際の使用に耐え得る許容レベルは３以上である。
画質の評価：
画質評価としてはハーフトーンのムラ、解像力、シャープネスなどを総合評価し、５段階のランク評価を行った。５が最良で、１が不良である。実際の使用に耐え得る許容レベルは３以上である。
試験条件を下記表１に、評価結果を下記表２にそれぞれ示す。
【００３８】
実施例２
実施例１において、不定形粒子の帯電極性を負から正に変更し、クリーニングブレードに印加する電圧を＋１００Ｖから−１００Ｖに変えた以外は、実施例１と全く同様にしてクリーニング性と画質の評価を行った。試験条件を下記表１に、評価結果を下記表２にそれぞれ示す。
【００３９】
実施例３
実施例２において、不定形粒子の体積平均粒径を１４μｍから１２μｍのものに変更して使用した以外は、実施例２と全く同様にしてクリーニング性と画質の評価を行った。試験条件を下記表１に、評価結果を下記表２にそれぞれ示す。
【００４０】
実施例４
実施例３において、不定形粒子の体積平均粒径を１２μｍから７μｍのものに変更して使用した以外は、実施例３と全く同様にしてクリーニング性と画質の評価を行った。試験条件を下記表１に、評価結果を下記表２にそれぞれ示す。
【００４１】
実施例５
実施例４において、使用するトナーの体積平均粒径を６．５μｍから５．４μｍに変更し、不定形粒子の体積平均粒径を７μｍから６．２μｍに変更して使用した以外は、実施例４と全く同様にしてクリーニング性と画質の評価を行った。試験条件を下記表１に、評価結果を下記表２にそれぞれ示す。
【００４２】
実施例６
実施例５において、トナーの円形度を０．９５から０．９８のものに変更して使用した以外は、実施例５と全く同様にしてクリーニング性と画質の評価を行った。試験条件を下記表１に、評価結果を下記表２にそれぞれ示す。
【００４３】
実施例７
実施例６において、使用するキャリアの重量平均粒径を５５μｍから４５μｍに変更した以外は、実施例６と全く同様にしてクリーニング性と画質の評価を行った。試験条件を下記表１に、評価結果を下記表２にそれぞれ示す。
【００４４】
実施例８
実施例６において、キャリアの重量平均粒径を４５μｍから２８μｍに変更したものを使用した以外は、実施例６と全く同様にしてクリーニング性と画質の評価を行った。試験条件を下記表１に、評価結果を下記表２にそれぞれ示す。
【００４５】
比較例１
実施例１において、使用する導電性のクリーニングブレードを、カーボンブラックが分散さておらず導電性を示さないウレタンゴムのブレード（略、通常ブレード）に変更し、ブレードを支持する金属板に接続していた直流電源の接続を切って電圧の印加をせず、また、不定形粒子供給装置を取りはずして不定形粒子の供給を中止したこと以外は、実施例１と同様にしてクリーニング性と画質の評価を行った。試験条件を下記表１に、評価結果を下記表２に示す。
なお、初期の状態において、クリーニング性が不良で極めてひどい状態であるため、それ以降のランニングは中止した。
【００４６】
比較例２
実施例１において、使用する導電性のクリーニングブレードを、カーボンブラックが分散さておらず導電性を示さないウレタンゴムのブレード（通常ブレード：非導電性）に変更し、ブレードを支持する金属板に接続していた直流電源の接続を切って電圧の印加を中止したこと以外は、実施例１と同様にしてクリーニング性と画質の評価を行った。試験条件を下記表１に、評価結果を下記表２にそれぞれ示す。
【００４７】
【表１】
2005315962.tif 000003
【００４８】
【表２】
2005315962.tif 000004
【００４９】
上記評価結果から、配備された不定形粒子供給装置から供給される不定形粒子に帯電し、導電性としたクリーングブレードに電圧を印加するようにした構成とすることにより、帯電した不定形粒子が逆極性のクリーングブレードエッジに静電的に吸着、堆積して不定形粒子の堰きとめ層が形成され、クリーングブレードエッジから球形小径トナーが侵入せず、良好なクリーニング性が実現し、良好な画質が得られることが確認された。
なお、上記実施例における条件では、不定形粒子の体積平均粒径Ｄfと球形小径トナーの体積平均粒径Ｄtの比（Ｄf／Ｄt）が小さい（例えば、１．１）ほどクリーニング性良好であり、また円形度が大きく（例えば、０．９８）、球形小径トナーの体積平均粒径Ｄfが小さく（例えば、５．４μｍ）、さらにキャリアの重量平均粒径の小さい（例えば、２５μｍ）ほど、画質が良好であった。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の画像形成装置に配備される不定形粒子供給装置６の要部拡大構成図である。
【図３】本発明の画像形成装置に配備されるブレードクリーニング装置７のクリーニングブレード部拡大模式図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  帯電装置
２  露光装置
３  ２成分現像剤方式の現像装置
４  転写装置
５  定着装置
６  不定形粒子供給装置
７  ブレードクリーニング装置
７’導電性のクリーニングブレード
８  像担持体
９  転写材
２１  現像ローラ
２２  補給ローラ
２３  粉砕トナー搬送材
２４  粉砕トナー規制ローラ
２５  ケース
２６  金属バネ
２７  粉砕トナー
３１  導電性のクリーニングブレード
３２  像担持体
３３  金属支持体
３４  導電性接着剤
３５  不定形粒子（粉砕トナー）
【図１】
2005315962.tif 000005
【図２】
2005315962.tif 000006
【図３】
2005315962.tif 000007