JP2004240083A

JP2004240083A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004240083A
Application number: JP2003027864A
Authority: JP
Inventors: Masamichi Aoki; 正道青木
Original assignee: Oki Data Corp
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2003-02-05
Filing date: 2003-02-05
Publication date: 2004-08-26
Also published as: US20040151523A1; US6879798B2

Abstract

【課題】粒子が球形あるいは球形に近い形状を有するトナーを使用する場合であっても、クリーニング不良が発生することを確実に防止することができ、画像不良等が発生することのないようにする。
【解決手段】像担持体と、該像担持体上に現像剤を供給し画像を現像する現像手段と、前記像担持体上の現像剤を媒体に転写する転写手段と、前記像担持体表面に接触するブレード部材を備え、転写されずに前記像担持体上に残留した現像剤を除去する現像剤除去手段とを有し、前記現像剤は、粒子の形状が略球形であって、下記式（α）で定義されるかさ密度変化度Ａが３０〜５５の範囲である。
Ａ＝（Ｄ_２−Ｄ_１）／Ｄ_１×１００・・・式（α）
（Ｄ_１は初期かさ密度、Ｄ_２は所定時間経過後のかさ密度）
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真プロセスを利用するプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置においては、感光体や誘電体などから成る像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像剤であるトナーによって現像し、前記像担持体上のトナー像が紙等の媒体に転写されるようになっている。この場合、前記トナー像を構成するトナーの大部分は前記像担持体から媒体に転写されるが、一部のトナーは像担持体上に残留してしまう。そして、前記像担持体上に残留したトナーは、画像不良等が発生する原因となるため、クリーニングブレード等から成るクリーニング装置によって、前記像担持体上から除去されるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２６７５３６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の画像形成装置においては、像担持体上に残留したトナーがクリーニング装置によって完全に除去されずに、クリーニング不良が発生してしまう。特に、近年においては、高い画像品質が要求されることに対応するために、粒子が球形あるいは球形に近い形状を有するトナーが使用されるようになっている。しかし、該トナーを使用した場合、像担持体に残留するトナーがクリーニングブレードをすり抜けやすくなるので、クリーニング不良が発生する可能性が高くなる。
【０００５】
そこで、粒子が球形あるいは球形に近い形状を有するトナーを使用する場合に、クリーニング不良が発生することを防止するために、不定形トナーをクリーニングブレードに塗布する技術が提案されている。しかしながら、塗布された不定形トナーがクリーニングブレードから徐々に失われてしまうために、クリーニング不良の発生を防止する効果が、徐々に弱まってしまう。
【０００６】
本発明は、前記従来の画像形成装置の問題点を解決して、粒子が球形あるいは球形に近い形状を有するトナーを使用する場合であっても、クリーニング不良が発生することを確実に防止することができ、画像不良等が発生することのない画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の画像形成装置においては、像担持体と、該像担持体上に現像剤を供給し画像を現像する現像手段と、前記像担持体上の現像剤を媒体に転写する転写手段と、前記像担持体表面に接触するブレード部材を備え、転写されずに前記像担持体上に残留した現像剤を除去する現像剤除去手段とを有し、前記現像剤は、粒子の形状が略球形であって、下記式（α）で定義されるかさ密度変化度Ａが３０〜５５の範囲である。
Ａ＝（Ｄ_２−Ｄ_１）／Ｄ_１×１００・・・式（α）
（Ｄ_１は初期かさ密度、Ｄ_２は所定時間経過後のかさ密度）
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００９】
図１は本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の主要部の構成を示す図である。
【００１０】
図において、１０は画像形成装置であり、画像形成ユニットとしての画像形成部２５及び定着装置２１を有する。ここで、前記画像形成装置１０は、例えば、プリンタ、ファクシミリ、複写機等であり、電子写真方式によって、印刷用紙、封筒、ＯＨＰシート等の媒体上に白黒やカラーの画像を形成するようになっている。そして、前記画像形成部２５は媒体としての記録紙２４上にトナー像を形成し、前記定着装置２１は前記トナー像を記録紙２４に定着させる。なお、前記画像形成装置１０は、白黒画像を形成するものであってもよく、カラー画像を形成するものであってもよいが、カラー画像を形成する場合、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色に対応するそれぞれの画像形成部２５が記録紙２４の搬送方向（図における左方向）に沿って順次並ぶように配設される。
【００１１】
また、前記画像形成装置１０は、前記記録紙２４を多数枚収容する図示されない給紙カセット、給紙ローラ、搬送ローラ、搬送ベルト等を備えて前記記録紙２４を搬送する記録媒体搬送装置、前記画像形成部２５、定着装置２１及び記録媒体搬送装置の各種ローラ等の可動部材を駆動するための図示されないモータ、ギヤ、ベルト等を備える駆動装置、図示されない操作パネル、通信インターフェイス等を備え前記画像形成装置１０の動作を制御する制御装置等を有する。
【００１２】
そして、前記画像形成部２５は、像担持体としての感光体ドラム１１、該感光体ドラム１１の感光体表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ１２、レーザ露光装置やＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）ヘッドから照射される光のエネルギーによって露光して、帯電した前記感光体表面に静電潜像を形成するための露光手段としての露光装置１３、前記感光体ドラム１１の感光体表面に現像剤としてのトナー１６を供給して前記静電潜像を現像する現像手段としての現像装置２３を有する。これにより、前記感光体ドラム１１の感光体表面にトナー像が形成される。
【００１３】
ここで、前記感光体ドラム１１は、前記駆動装置によって駆動され、矢印Ａで示される方向に一定周速度で回転する。そして、前記感光体ドラム１１は、金属等から成るドラム形状の導電性支持体及び該導電性支持体上に配設されて光導電層を構成する感光体を備える。本実施の形態において、前記感光体は有機系感光体であるが、セレン感光体、酸化亜鉛感光体、アモルファスシリコン感光体等であってもよい。また、本実施の形態において、前記露光装置１３は、ＬＥＤアレイとセルフォックレンズアレイ（Ｒ）とを組み合わせたＬＥＤヘッドであるが、レーザ発光源とレンズ等の作像光学系とを組み合わせたレーザ露光装置であってもよい。さらに、前記帯電ローラ１２は金属シャフトと該金属シャフトの周囲に配設された半導電性ゴム層とを備える。
【００１４】
そして、前記現像装置２３は、感光体ドラム１１の感光体表面にトナー１６を供給して前記静電潜像を現像する現像ローラ１４、該現像ローラ１４にトナー１６を供給するトナー供給ローラ１５及び前記現像ローラ１４上のトナー１６の厚さを規制する現像ブレード１７を備え、トナー１６を収容する。なお、前記現像ローラ１４及びトナー供給ローラ１５は、前記駆動装置によって駆動され、矢印Ｅ及び矢印Ｆで示される方向に、それぞれ、回転する。また、前記トナー１６は、個々の粒子の形状が球形又は球形に近い形状を有している。
【００１５】
また、前記画像形成装置１０は、前記感光体ドラム１１の感光体表面のトナー像を記録紙２４上に転写するための転写手段としての転写ローラ１８及び前記記録紙２４上に転写されずに残留したトナー１６を感光体ドラム１１上から除去するための現像材除去手段として機能するブレード部材としてのクリーニングブレード１９を有する。なお、該クリーニングブレード１９は、ブレード支持部材１９ａを介して前記現像装置２３内に取り付けられている。
【００１６】
ここで、前記画像形成装置１０は、転写ベルトを有するものであってもよい。この場合、感光体ドラム１１の感光体表面のトナー像は媒体としての前記転写ベルトの表面上に転写される。続いて、前記トナー像は、像担持体として機能する前記転写ベルトの表面上から媒体としての記録紙２４上に転写される。そして、前記記録紙２４上に転写されずに残留したトナー１６を前記転写ベルト上から除去するためにクリーニングブレード１９が配設される。なお、本実施の形態においては、画像形成装置１０が転写ベルトを有しておらず、感光体ドラム１１の感光体表面のトナー像が記録紙２４上に直接に転写される場合についてのみ説明する。すなわち、前記クリーニングブレード１９は像担持体としての転写ベルトにも適用することができるものであるが、本実施の形態においては、前記クリーニングブレード１９を像担持体としての感光体ドラム１１に適用する場合についてのみ説明する。
【００１７】
また、前記定着装置２１は、ヒートローラ２１ａと加圧ローラ２１ｂとを備え、前記画像形成部２５から排出された記録紙２４を両面から挟み込んで加熱しながら圧接することによって、トナー像を記録紙２４に定着させる。
【００１８】
次に、前記構成の画像形成装置１０の動作について説明する。まず、画像形成のプロセスについて説明する。
【００１９】
この場合、図示されない駆動装置によって駆動され、感光体ドラム１１は、矢印Ａで示される方向に一定周速度で回転する。また、帯電ローラ１２、現像ローラ１４及びトナー供給ローラ１５も、前記駆動装置によって駆動され、ぞれぞれ、矢印Ｃ、矢印Ｅ及び矢印Ｆで示される方向に回転する。ここで、前記帯電ローラ１２は、感光体ドラム１１の感光体表面に接触もしくは圧接するように配設され、高圧電源から直流電圧が印加されているので、前記感光体ドラム１１の感光体表面が一様、かつ、均一に帯電する。そして、前記感光体ドラム１１が回転することによって帯電した感光体表面が露光装置１３に対向する位置に到達すると、該露光装置１３によって画像信号に対応した光が照射され、前記帯電した感光体表面に静電潜像が形成される。
【００２０】
続いて、前記感光体ドラム１１が回転することによって静電潜像が形成された感光体表面が現像ローラ１４に対向する位置に到達すると、該現像ローラ１４からトナー１６が供給され、感光体表面にトナー１６が付着して、トナー像が形成される。ここで、現像装置２３に収容されたトナー１６は、図示されない高圧電源によって電圧が印加されたトナー供給ローラ１５が回転することによって現像ローラ１４に供給される。そして、該現像ローラ１４の表面に圧接するように配設された現像ブレード１７によって、前記現像ローラ１４の表面に吸着されたトナー１６から成る均一な厚さのトナー層が形成される。
【００２１】
なお、本実施の形態においては反転現像が行われ、感光体ドラム１１の導電性支持体と現像ローラ１４との間に図示されない高圧電源によってバイアス電圧が印加される。そのため、現像ローラ１４と感光体ドラム１１との間に、感光体表面に形成された静電潜像による電気力線が発生する。そして、該電気力線によって、現像ローラ１４上の帯電したトナー１６は、感光体ドラム１１の感光体表面に移動して付着し、現像されたトナー像が形成される。
【００２２】
次に、図示されない給紙カセットに収容された記録紙２４は、図示されない供給ローラによって、給紙カセットから取り出され、回転が停止された図示されない搬送ローラに送られてスキューが矯（きょう）正される。続いて、搬送ローラが起動し、記録紙２４は画像形成部２５の転写部に搬送される。該転写部においては、感光体ドラム１１に対向して配設された転写ローラ１８が図示されない駆動装置によって駆動され、矢印Ｄで示される方向に回転する。また、前記転写ローラ１８には、高圧電源によって電圧が印加されている。そのため、感光体ドラム１１の感光体表面のトナー像は、転写部において記録紙２４に転写される。
【００２３】
続いて、前記記録紙２４は定着装置２１に送り込まれ、図示されない駆動装置によって駆動され、矢印Ｇで示される方向に回転するヒートローラ２１ａと、矢印Ｈで示される方向に回転する加圧ローラ２１ｂとによって、両面から挟み込まれて、加熱されながら加圧される。これにより、ヒートローラ２１ａの熱によってトナー像を構成するトナー１６が溶融し、溶融した該トナー１６が加圧の作用によって記録紙２４の繊維間に浸透して、トナー像の定着が行われる。なお、トナー像が定着した記録紙２４は画像形成装置１０の外部へ排出される。
【００２４】
一方、転写後の感光体ドラム１１には若干のトナー１６が残留する場合があるが、該トナー１６はクリーニングブレード１９によって除去される。本実施の形態において、該クリーニングブレード１９は、感光体ドラム１１に荷重５〔ｇ／ｍｍ〕で当接して設けられ、２５〔℃〕での反発弾性が３０〔％〕であるウレタンエラストマ等のゴム弾性体から成る。なお、前記クリーニングブレード１９を構成するゴム弾性体は、いかなる材質のものであってもよい。
【００２５】
本実施の形態における画像形成プロセスにおいては、以上のような動作が繰り返される。
【００２６】
次に、前記クリーニングブレード１９による感光体ドラム１１のクリーニングについて説明する。
【００２７】
図２は本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の現像材除去手段の動作を示す図である。
【００２８】
転写後の感光体ドラム１１の感光体表面に残留するトナー１６としての未転写トナー１６ａは、前記感光体ドラム１１が矢印Ａで示される方向に回転することによって、クリーニングブレード１９が前記感光体ドラム１１に当接する位置にまで搬送される。ここで、前記未転写トナー１６ａはクリーニングブレード１９の端部としてのクリーニングブレードエッジ部によって感光体ドラム１１の感光体表面から掻（か）き落とされて、矢印Ｂで示される方向に落下して、図示されない廃トナー回収部分において回収される。
【００２９】
しかし、クリーニングブレードエッジ部において凝集したトナー１６としての凝集トナー１６ｂの一部が、前記クリーニングブレードエッジ部をすり抜けて、クリーニング不良トナー１６ｃとして下流側へ搬送されてしまうことがある。この場合、クリーニング不良トナー１６ｃは、帯電ローラ汚染トナー１６ｄとして帯電ローラ１２に付着してしまう。そこで、本実施の形態においては、所定の構成を有するトナー１６を使用することによって、クリーニング不良トナー１６ｃが発生しないようになっている。
【００３０】
次に、本実施の形態において、各種のトナーを使用した実験例について説明する。まず、実験に使用したトナーを実際に製造した例について説明する。
【００３１】
この場合、スチレン８０重量部、アクリル酸−ｎ−ブチル２０重量部に低分子量ポリエチレン４重量部、帯電制御剤（製品名「アイゼンスピロンブラックＴＲＨ」、保土ヶ谷化学社製）１重量部、カーボンブラック７重量部、ｔ−ドデシルメルカプタン１重量部及び２，２’−アゾビスイソブチロニトリル１重量部を加え、アトライター（製品名「ＭＡ−０１ＳＣ」、三井三池化工機社製）に投入して１５〔℃〕にて１０時間分散し、重合性組成物を得ることができた。
【００３２】
また、ポリアクリル酸８重量部及びジビニルベンゼン０．３５重量部を溶解したエタノール１８０重量部を用意し、これに蒸留水６００重量部を加え重合のための分散媒を用意する。続いて、該分散媒に前記重合性組成物を添加し、ＴＫホモミキサー（製品名「Ｍ型」、特殊機化工業製）によって、１５〔℃〕、８０００〔ｒｐｍ〕の条件下において１０分間分散させて分散液を得た。次に、該分散液を１〔リットル〕のセパラブルフラスコ中に移し、窒素気流下において１００〔ｒｐｍ〕で攪拌（かくはん）しながら８５〔℃〕にて１２時間重合反応させて、分散質を得た。ここで、該分散質を中間粒子と呼ぶこととする。
【００３３】
次に、超音波発振機（製品名「ＵＳ−１５０」、株式会社日本精機製作所製）によって、メタクリル酸メチル９．２５重量部、アクリル酸−ｎ−ブチル０．７５重量部、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル０．５重量部、ラウリル硫酸ナトリウム０．１重量部及び水８０重量部から成る水乳濁液Ａを調整した。そして、該水乳濁液Ａ９重量部を前記中間粒子の水系懸濁液中に滴下し、前記中間粒子を膨潤させた。ここで、水乳濁液Ａを前記中間粒子の水系懸濁液中に滴下後、直ちに光学顕微鏡にて観察を行ったところ、乳濁液滴は全く見られず、膨潤が極めて短時間のうちに完了していることが確かめられた。
【００３４】
続いて、窒素下雰囲気において攪拌を続けながら、二段目の重合工程として８５〔℃〕において１０時間反応させた。続いて、冷却させた後、０．５Ｎ塩酸水溶液によって分散媒を溶かし、濾（ろ）過及び水洗を経て風乾を行った。続いて、１０〔ｍｍＨｇ〕の減圧下で４０〔℃〕にて１０時間減圧乾燥を行った後、風力分級機にて分級し、平均粒径が７〔μｍ〕の次の式（１）で定義される円形度が０．９７のトナー粒子を得た。
円形度＝Ｌ１／Ｌ２・・・式（１）
ここで、Ｌ１＝粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長、Ｌ２＝粒子投影像の周囲長である。
【００３５】
なお、本実施の形態におけるトナー粒子は、円形度が０．９７以上の球形及び球形に近い形状を有するものであれば、いかなる方法によって製造されたものであってもよく、例えば、乳化重合法、懸濁重合法といった化学的に重合する方法によって製造されたものであってもよいし、熱処理を施し球形化処理を施すことによって製造されたものであってもよい。
【００３６】
次に、前記トナー粒子に外添剤を外添して、種々のかさ密度を有するトナーを得た。
（１）前記トナー粒子に平均粒径１２〔ｎｍ〕のシリカ０．５重量部、平均粒径４０〔ｎｍ〕のシリカ２．０重量部及び平均粒径１００〔ｎｍ〕のアルミナを２．０重量部外添したものを第１トナーとした。
（２）前記トナー粒子に平均粒径１２〔ｎｍ〕のシリカ０．５重量部、平均粒径４０〔ｎｍ〕のシリカ２．０重量部及び平均粒径１００〔ｎｍ〕のアルミナを１．５重量部外添したものを第２トナーとした。
（３）前記トナー粒子に平均粒径１２〔ｎｍ〕のシリカ０．５重量部、平均粒径４０〔ｎｍ〕のシリカ２．０重量部及び平均粒径１００〔ｎｍ〕のアルミナを１．０重量部外添したものを第３トナーとした。
（４）前記トナー粒子に平均粒径１２〔ｎｍ〕のシリカ０．５重量部、平均粒径４０〔ｎｍ〕のシリカ２．０重量部及び平均粒径１００〔ｎｍ〕のアルミナを０．５重量部外添したものを第４トナーとした。
（５）前記トナー粒子に平均粒径１２〔ｎｍ〕のシリカ０．５重量部、平均粒径４０〔ｎｍ〕のシリカ２．０重量部及び平均粒径１００〔ｎｍ〕のアルミナを０．３重量部外添したものを第５トナーとした。
（６）前記トナー粒子に平均粒径１２〔ｎｍ〕のシリカ０．５重量部、平均粒径４０〔ｎｍ〕のシリカ２．０重量部及び平均粒径１００〔ｎｍ〕のアルミナを０．１重量部外添したものを第６トナーとした。
【００３７】
なお、前記第１〜第６トナーを統合的に説明する場合には、トナー１６として説明する。
【００３８】
次に、前記第１〜第６トナーのそれぞれのかさ密度の測定及び前記第１〜第６トナーをそれぞれ使用した場合の初期トナーすり抜け性の評価について説明する。
【００３９】
図３は本発明の第１の実施の形態における初期トナーすり抜け性の評価結果を示す図である。
【００４０】
クリーニングブレード１９のクリーニングブレードエッジ部において凝集したトナー１６の一部が、前記クリーニングブレードエッジ部をすり抜けて、クリーニング不良トナー１６ｃとして下流側へ搬送される原因の一つとして、前記クリーニングブレードエッジ部に集められたトナー１６が略球形の形状を有し、最密充填（てん）構造（隙（すき）間なく充填された状態）を取りやすいことがある。すなわち、前記クリーニングブレードエッジ部に集められたトナー１６は、略球形の形状を有するので、互いに接触する面積が大きく、互いに同等の粒子であるため、互いに乗り越えて移動することが困難である結果、最密充填構造を取りやすいと考えられる。この場合、感光体ドラム１１の感光体表面と接触する面積が大きいので感光体ドラム１１の感光体表面への付着力も大きく、感光体ドラム１１の回転に伴い、前記最密充填構造を取る凝集したトナー１６は、あたかも、一つの集合体のようにクリーニングブレードエッジ部を押し上げ、クリーニングブレードエッジ部をすり抜けてしまう。
【００４１】
そこで、本発明の発明者は、トナー１６の最密充填構造の取りやすさを示す指標として、トナー１６に空気を含ませたときのかさ密度（以下、初期かさ密度という）、及び、トナー１６を押し固めたときのかさ密度（以下、最終かさ密度という）の変化の度合い、すなわち、かさ密度変化度があることを見出した。ここで、該かさ密度変化度は次の式（２）で定義される。
Ａ＝（Ｄ_２−Ｄ_１）／Ｄ_１×１００・・・式（２）
なお、Ａ＝かさ密度変化度、Ｄ_１＝初期かさ密度及びＤ_２＝所定時間（かさ密度変化が落ち着くまでの時間）経過後のかさ密度としての最終かさ密度である。
【００４２】
そして、前記第１〜第６トナーのそれぞれのかさ密度の測定を、セイシン企業製マルチテスターＭＴ−１００１を用いて、以下のように行った。
【００４３】
まず、マルチテスター上部の漏斗に２５０〔μｍ〕の網を載置し、前記第１〜第６トナーを投入し、ＦＥＥＤＥＲＬＥＶＥＬ５．５（振幅：０．５〔ｍｍ〕）にて振動落下させ、内容積１００〔ｃｃ〕の目盛り付円筒型容器内に前記第１〜第６トナーを充填した。そして、充填終了後に摺（す）り切り板にて摺り切ったときのかさ密度を前記第１〜第６トナーの初期かさ密度Ｄ_１として測定した。
【００４４】
次に、初期かさ密度Ｄ_１を測定した後、前記第１〜第６トナーが収容された目盛り付円筒型容器に栓をし、タッピング距離１８〔ｍｍ〕にてタッピングを行った。そして、前記目盛り付き円筒型容器内の第１〜第６トナーの体積変化が０．１〔％〕未満となったところでの第１〜第６トナーのかさ密度を最終かさ密度Ｄ_２として測定した。続いて、測定した前記初期かさ密度Ｄ_１及び最終かさ密度Ｄ_２を前記式（２）に代入して前記第１〜第６トナーのかさ密度変化度Ａを算出した。
【００４５】
次に、前記第１〜第６トナーを使用した初期トナーすり抜け性の評価を行った。なお、かさ密度変化度Ａの値が５５より高いトナーを使用した場合、現像装置２３において現像ローラ１４上に均一なトナー層が積層されにくく、ドット再現性等の画像品質の悪化が明らかとなり、球形に近い形状のトナー粒子を使用する利点が失われてしまう。そのため、ここでは、かさ密度変化度Ａの値が５５以下のものに限定し、前記第１〜第６トナーを前記画像形成装置１０に実装して、クリーニングブレードエッジ部に多量の第１〜第６トナーを堆積させて初期トナーすり抜け性の評価を行った。
【００４６】
この場合、未転写トナー１６ａが約０．４〔ｍｇ／ｃｍ^２〕になるように転写ローラ１８に印加される電圧を設定し、前記第１〜第６トナーのそれぞれを１００枚の記録紙２４に印字することによって試験を行い、初期トナーすり抜け性の評価を行った。なお、この段階でクリーニングブレード１９のクリーニングブレードエッジ部をすり抜けてしまうものは、連続使用における信頼性が著しく劣ると考えることができる。初期トナーすり抜け性の評価結果は図３に示されるとおりである。なお、図３において、○は、クリーニングブレード１９からトナー１６のすり抜けがないことを示し、×は、クリーニングブレード１９からトナー１６のすり抜けがあることを示している。
【００４７】
また、トナー１６のすり抜け性の判断は、クリーニングブレード１９のクリーニングブレードエッジ部からトナー１６がすり抜けると、図２に示されるように、帯電ローラ汚染トナー１６ｄとして帯電ローラ１２に付着するので、該帯電ローラ１２が前記帯電ローラ汚染トナー１６ｄによって汚染されているか否かに基づいて、トナー１６のすり抜け性を判断した。
【００４８】
ところで、球形のトナー１６がクリーニングブレード１９のクリーニングブレードエッジ部をすり抜けてしまう現象については、一般的に、クリーニングブレード１９のクリーニングブレードエッジ部に集められたトナー１６の互いに接触する面積が大きく、互いに同等の粒子であるために、互いに乗り越えて移動することが困難であるためであると説明されている。この場合、トナー１６は、最密充填構造を取りやすくなる。そのため、感光体ドラム１１の感光体表面と接触する面積が大きいので感光体ドラム１１の感光体表面への付着力も大きく、感光体ドラム１１の回転に伴い、前記最密充填構造を取る凝集したトナーは、あたかも、一つの集合体のようにクリーニングブレードエッジ部を押し上げ、クリーニングブレードエッジ部をすり抜けてしまうと考えられる。
【００４９】
このことから、かさ密度変化度Ａの値が小さいトナー１６ほど、初期の状態においても最密充填構造に近い構造をとりやすく、クリーニングブレード１９のクリーニングブレードエッジ部にトナー１６が集められたときに凝集しやすくなり、結果として容易にクリーニングブレードエッジ部をすり抜けてしまう。一方、かさ密度変化度Ａの値が大きいトナー１６ほど、初期は最密充填構造からは遠い構造をとるため、クリーニングブレード１９のクリーニングブレードエッジ部にトナー１６が集められたときに凝集しにくいので、結果としてクリーニングブレードエッジ部をすり抜けにくい。
【００５０】
以上のことから、かさ密度変化度Ａの値が３５〜５５であるトナー１６はすり抜けが発生しないことが分かる。
【００５１】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、前記第１の実施の形態と同じ構成を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。
【００５２】
図４は本発明の第２の実施の形態におけるクリーニング性能の評価結果を示す第１の図、図５は本発明の第２の実施の形態におけるクリーニング性能の評価結果を示す第２の図、図６は本発明の第２の実施の形態におけるクリーニング性能の評価結果を示す第３の図、図７は本発明の第２の実施の形態におけるクリーニング性能の評価結果を示す第４の図、図８は本発明の第２の実施の形態におけるクリーニング性能の評価結果を示す第５の図である。
【００５３】
本実施の形態においては、前記第１の実施の形態と同じ構成を有する画像形成装置１０及びトナー１６を使用してクリーニング性能を評価する場合について説明する。この場合、前記第１の実施の形態において、初期のすり抜け性が良好であったトナー１６を使用し、２５〔℃〕における反発弾性が５〜５０〔％〕である弾性体から成るクリーニングブレード１９を線圧１〜１０〔ｇｆ／ｍｍ〕の荷重で感光体ドラム１１の感光体表面に当接させて、クリーニング性能の評価を行った。
【００５４】
図４には、クリーニングブレード１９を線圧１〔ｇｆ／ｍｍ〕の荷重で感光体ドラム１１の感光体表面に当接させた場合であり、かさ密度変化度Ａの値が３５〜５５であるトナー１６に対して、クリーニングブレード１９の弾性体の反発弾性を５〜５０〔％〕に変化させた場合のクリーニング性能の評価が示されている。また、図５には、クリーニングブレード１９を線圧３〔ｇｆ／ｍｍ〕の荷重で感光体ドラム１１の感光体表面に当接させた場合であり、かさ密度変化度Ａの値が３５〜５５であるトナー１６に対して、クリーニングブレード１９の弾性体の反発弾性を５〜５０〔％〕に変化させた場合のクリーニング性能の評価が示されている。さらに、図６には、クリーニングブレード１９を線圧５〔ｇｆ／ｍｍ〕の荷重で感光体ドラム１１の感光体表面に当接させた場合であり、かさ密度変化度Ａの値が３５〜５５であるトナー１６に対して、クリーニングブレード１９の弾性体の反発弾性を５〜５０〔％〕に変化させた場合のクリーニング性能の評価が示されている。さらに、図７には、クリーニングブレード１９を線圧８〔ｇｆ／ｍｍ〕の荷重で感光体ドラム１１の感光体表面に当接させた場合であり、かさ密度変化度Ａの値が３５〜５５であるトナー１６に対して、クリーニングブレード１９の弾性体の反発弾性を５〜５０〔％〕に変化させた場合のクリーニング性能の評価が示されている。さらに、図８には、クリーニングブレード１９を線圧１０〔ｇｆ／ｍｍ〕の荷重で感光体ドラム１１の感光体表面に当接させた場合であり、かさ密度変化度Ａの値が３５〜５５であるトナー１６に対して、クリーニングブレード１９の弾性体の反発弾性を５〜５０〔％〕に変化させた場合のクリーニング性能の評価が示されている。
【００５５】
なお、図４〜８において、◎はトナー１６のすり抜けがないことを示し、○はクリーニング不良に起因する画像の乱れがないこと、すなわち、画像形成領域以外の領域にトナーのすり抜けがあるか、又は、幅０．５〔ｍｍ〕以下のトナーのすり抜けはあるか、実用上の画像の乱れが生じないことを示し、×はクリーニング不良に起因する画像の乱れがあることを示している。
【００５６】
ここで、トナー１６が最密充填構造を取りにくい形状のものであっても、長期間に亘り連続的に使用すると、最密充填構造を取り得るが、クリーニングブレード１９の弾性体の反発弾性や、クリーニングブレード１９を感光体ドラム１１の感光体表面に当接させる荷重を調整することによって、クリーニング不良を回避することが可能である。
【００５７】
ただし、クリーニングブレード１９の弾性体の反発弾性の値が小さい場合、クリーニングブレードエッジ部において最密充填したトナー集合体がクリーニングブレードエッジ部をの押し上げる力に打ち勝つ反発力が発生しないので、トナー１６のすり抜けが発生してしまう。
【００５８】
一方、クリーニングブレード１９の弾性体の反発弾性の値が大きい場合、クリーニングブレード１９の欠損や磨耗が発生し、欠損したり磨耗したりした部分において、トナー１６のすり抜けが発生してしまう。
【００５９】
また、クリーニングブレード１９を感光体ドラム１１の感光体表面に当接させる荷重が小さい場合、クリーニングブレードエッジ部において最密充填したトナー集合体がクリーニングブレードエッジ部をの押し上げる力に打ち勝つ反発力が発生しないので、トナー１６のすり抜けが発生してしまう。
【００６０】
一方、クリーニングブレード１９を感光体ドラム１１の感光体表面に当接させる荷重が大きい場合、クリーニングブレード１９の欠損や磨耗が発生し、欠損したり磨耗したりした部分において、トナー１６のすり抜けが発生してしまう。
【００６１】
以上のことから、かさ密度変化度Ａの値が３５〜５５であるトナー１６を使用し、かつ、反発弾性が１５〜４０〔％〕のクリーニングブレード１９を線圧３〜８〔ｇｆ／ｍｍ〕の荷重で感光体ドラム１１の感光体表面に当接させることによって、トナー１６のすり抜けが発生せず、クリーニング性が良好となることが分かる。また、好ましくは、かさ密度変化度Ａの値が３５〜５５であるトナー１６を使用し、かつ、反発弾性が２０〜３５〔％〕のクリーニングブレード１９を線圧３〜８〔ｇｆ／ｍｍ〕の荷重で感光体ドラム１１の感光体表面に当接させることによって、トナー１６のすり抜けがさらに発生せず、クリーニング性がさらに良好となることが分かる。
【００６２】
なお、本発明における画像形成装置は、像担持体上の現像剤を、中間転写ベルト、中間転写ドラム等の中間転写体に転写した後に、該中間転写体上の現像剤を記録紙に転写することによって印刷を行う装置も含むものである。この場合、前記像担持体上の現像剤を転写する媒体は、前記中間転写体である。
【００６３】
また、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００６４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、画像形成装置においては、像担持体と、該像担持体上に現像剤を供給し画像を現像する現像手段と、前記像担持体上の現像剤を媒体に転写する転写手段と、前記像担持体表面に接触するブレード部材を備え、転写されずに前記像担持体上に残留した現像剤を除去する現像剤除去手段とを有し、前記現像剤は、粒子の形状が略球形であって、下記式（α）で定義されるかさ密度変化度Ａが３０〜５５の範囲である。
Ａ＝（Ｄ_２−Ｄ_１）／Ｄ_１×１００・・・式（α）
（Ｄ_１は初期かさ密度、Ｄ_２は所定時間経過後のかさ密度）
この場合、粒子が球形あるいは球形に近い形状を有するトナーを使用する場合であっても、クリーニング不良が発生することを確実に防止することができ、画像不良等が発生することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の主要部の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の現像材除去手段の動作を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における初期トナーすり抜け性の評価結果を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態におけるクリーニング性能の評価結果を示す第１の図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態におけるクリーニング性能の評価結果を示す第２の図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態におけるクリーニング性能の評価結果を示す第３の図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態におけるクリーニング性能の評価結果を示す第４の図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態におけるクリーニング性能の評価結果を示す第５の図である。
【符号の説明】
１０画像形成装置
１１感光体ドラム
１６トナー
１８転写ローラ
１９クリーニングブレード
２３現像装置
２４記録紙

Claims

（ａ）像担持体と、
（ｂ）該像担持体上に現像剤を供給し画像を現像する現像手段と、
（ｃ）前記像担持体上の現像剤を媒体に転写する転写手段と、
（ｄ）前記像担持体表面に接触するブレード部材を備え、転写されずに前記像担持体上に残留した現像剤を除去する現像剤除去手段とを有し、
（ｅ）前記現像剤は、粒子の形状が略球形であって、下記式（α）で定義されるかさ密度変化度Ａが３０〜５５の範囲であることを特徴とする画像形成装置。
Ａ＝（Ｄ_２−Ｄ_１）／Ｄ_１×１００・・・式（α）
（Ｄ_１は初期かさ密度、Ｄ_２は所定時間経過後のかさ密度）
前記ブレード部材の端部を前記像担持体表面に接触させる請求項１に記載の画像形成装置。
前記ブレード部材は反発弾性が１５〜４０〔％〕であり、前記像担持体表面に線圧３〜８〔ｇｆ／ｍｍ〕の線圧で接触する請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記ブレード部材は反発弾性が２０〜３５〔％〕であり、前記像担持体表面に線圧３〜８〔ｇｆ／ｍｍ〕の線圧で接触する請求項１又は２に記載の画像形成装置。