JP2004020668A

JP2004020668A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004020668A
Application number: JP2002172196A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Kabashima; 椛島　浩貴; Azusa Nakamura; 中村　あずさ
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2002-06-13
Filing date: 2002-06-13
Publication date: 2004-01-22
Also published as: US6728508B2; US20030231910A1

Abstract

【課題】電子写真方法による画像形成装置において、重合法による特定のトナーを用いるとともに特定の条件で動作されるブラシローラを具えたクリーニング手段を採用することにより、常に画像欠陥のない良好な可視画像を形成することができる画像形成装置を提供すること。
【解決手段】トナーは、重合性単量体を水系媒体中で重合させる方法によって製造された、個数平均粒径が３〜８μｍの範囲で形状係数が０．９４０〜０．９８５の範囲のものであり、クリーニング手段は、感光体に当接するゴムブレードと、ブラシ繊維が植設され、感光体に対して線速差のある状態で当該感光体に当接しながら回転されるブラシローラとを有してなり、前記ブラシローラは、感光体に当接するブラシ繊維群による実効擦過力の値が２．５〜１０．５の範囲とされていることを特徴とする画像形成装置。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方法による画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、複写機、プリンタ等において用いられる、電子写真方式による画像形成方法においては、通常、回転される感光体を一様に帯電させ、原稿の画像に対応した露光処理を行うことにより潜像を形成し、この潜像をトナーによって現像し、形成されるトナー像を記録材に転写した後、この転写された画像を記録材に定着させることにより、目的とする画像が形成される。
【０００３】
しかし、トナー像の転写工程においては、感光体の表面におけるトナーのすべてが記録材に転写されるものではなく、一部のトナーは不可避的に感光体の表面に残留する。クリーニング手段は、この感光体の表面上の残留トナーを除去するものである。
【０００４】
従来から、クリーニング手段としては、ファーブラシローラ、磁気ブラシローラまたはブレード等を用いた方法が代表的であり、特にゴム板よりなるブレード（以下「ゴムブレード」という。）を用いた方法は、単純な構成で良好なクリーニング結果が得られるため、一般的に使われている。
【０００５】
また、上記の画像形成方法においては、形成される可視画像における細線やドット等の画質の向上を図るために、あるいはクリーニング不良により発生する、黒スジや画像流れと呼ばれる画像欠陥を抑止するために、これまでに様々な手段が検討されてきた。
【０００６】
例えば、細線あるいはデジタル画像のドットによる画像を形成する場合に、画質の向上を図るために、小粒径化されたトナー粒子が用いられている。そして、小粒径化されたトナー粒子を得る方法として、いわゆる重合法によるトナーの製造方法が知られている。しかし、重合法により製造されたトナーは、その粒子の形状が、粉砕法で製造されたトナー粒子に比べ、球形に近くて径が小さいので、感光体表面における残留トナーを十分にクリーニングすることが困難であり、その結果、形成される可視画像に、クリーニング不良による背景汚れ、黒スジ等の画像欠陥が発生しやすい、という欠点を有していた。
【０００７】
一方、トナー自体をクリーニング性の良好なものとする手段として、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸金属塩をトナーに添加する技術が広く実用化されており、この技術によれば、重合法で製造されたトナーについても相当の効果が得られる。
【０００８】
しかし、脂肪酸金属塩が添加されたトナーを用いた場合には、感光体表面に脂肪酸金属塩の薄い被膜が形成されるために、感光体が摩耗されなくなって感光体表面に紙粉が付着しやすくなり、高湿下では、この紙粉に水分が吸収される結果、感光体表面の電荷が流れることによる「画像流れ」と呼ばれる画像欠陥が発生する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、電子写真方式による画像形成装置において、重合法による特定のトナーを用いるとともに特定の条件で動作されるブラシローラを具えたクリーニング手段を採用することにより、常に画像欠陥のない良好な可視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にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の本発明の目的は、特許請求の範囲の請求項に記載された構成、すなわち下記の構成を採ることにより、達成することができる。
【００１１】
回転される感光体に形成された潜像をトナーにより現像し、形成されたトナー像を記録材に転写して定着し、クリーニング手段により感光体上の残留トナーを除去する構成の画像形成装置において、
トナーは、重合性単量体を水系媒体中で重合させる方法によって製造された、個数平均粒径が３〜８μｍの範囲で形状係数が０．９４０〜０．９８５の範囲のものであり、
クリーニング手段は、感光体に当接するゴムブレードと、ブラシ繊維が植設され、感光体に対して線速差のある状態で当該感光体に当接しながら回転されるブラシローラとを有してなり、
前記ブラシローラは、感光体に当接するブラシ繊維群による下記式（１）で表される実効擦過力Ｆの値が２．５〜１０．５の範囲とされていることを特徴とする画像形成装置。
【数２】
式（１）　Ｆ＝ｎｘｙＥｔ^３／Ｌ^３
（式（１）中、
ｎはブラシ繊維の植設密度（本／ｍｍ^２）、
ｘはブラシローラと感光体の線速差（ｍｍ／ｓ）、
ｙは感光体に対するブラシ繊維の食い込み量（ｍｍ）、
Ｅはブラシ繊維のヤング率（ｋｇｆ／ｍｍ^２）、
ｔはブラシ繊維の径（ｍｍ）、
Ｌはブラシ繊維の自由長（ｍｍ）
をそれぞれあらわす。）
【００１２】
【作用】
本発明の画像形成装置によれば、上記の条件が満たされたトナーを用いるとともに、上記の条件で動作されるブラシローラを具えたクリーニング手段を採用することにより、常に画像欠陥のない良好な可視画像を形成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明について詳細に説明する。
図１は、画像形成装置の構成の一例を示す説明図である。図１において、感光体１０は時計方向に駆動回転される。この感光体１０は、帯電器１１により、一様な帯電がコロナ放電によって与えられる。この帯電手段の前に、発光ダイオード等よりなる露光部２０により露光が行われ、感光体１０の除電が行われることが好ましい。
【００１４】
感光体１０は、帯電器１１により帯電された後、像露光器１２により、画像信号に基づいて露光が行われる。この例における像露光器１２は、図示しないレーザーダイオードを露光光源とし、回転するポリゴンミラー１２１およびｆθレンズ等を経て、反射ミラー１２２により光路を曲げられた光が感光体上を走査することによりなされ、潜像を形成するものである。
【００１５】
この潜像は、現像器１３によって現像される。感光体１０の周囲に沿って、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）および黒色（Ｋ）のトナーとキャリアとを含有する現像剤をそれぞれ内蔵した現像器１３が設けられている。現像剤のキャリアは、例えばフェライトよりなるコアの表面を絶縁性樹脂によりコーティングしたものであり、トナーは、例えばスチレン−アクリル共重合体やポリエステルを主材料とし、顔料、荷電制御剤、シリカ、酸化チタン等が添加されたものである。現像剤は、図示されていない層形成手段によって現像スリーブ１３１上に１００〜６００μｍに規制された層厚の現像剤層として、現像領域へ搬送される。
【００１６】
現像は、感光体１０と、マグネットを内蔵し現像剤を保持して回転する現像スリーブ１３１との間に直流および／または交流バイアス電圧が印加されることにより行われる。
【００１７】
カラー画像を形成する場合には、１色目の現像が終った後に、２色目の画像形成工程が開始される。すなわち、再び帯電器１１により一様な帯電が行われ、２色目の潜像が像露光器１２によって形成され、現像器１３によって現像される。３色目、４色目についても２色目と同様の画像形成が行われる。その結果、感光体１０周面上には、４色のトナー像が重畳された状態で形成される。モノクロの画像を形成する場合には、黒色トナーの現像剤により１回の現像で画像が形成される。
【００１８】
記録材Ｐは、給紙ローラ１４の回転により、転写領域へと供給される。転写領域においては、感光体１０の周面と、これに圧接された転写ローラ１５との間に、供給された記録材Ｐが挟着され、トナー像が記録材Ｐに転写される。
【００１９】
トナー像が転写された記録材Ｐは、分離ブラシ１６によって除電がなされ、感光体１０の周面から分離され、定着装置１７に搬送され、加熱ローラ１７１と加圧ローラ１７２による加熱、加圧によりトナーが定着され、排紙ローラ１８により装置外部へ搬出される。転写ローラ１５及び分離ブラシ１６は、記録材Ｐの通過後に感光体１０の周面より退避し、次のトナー像の転写に備えられる。
【００２０】
記録材Ｐが分離された後の感光体１０が、これに圧接されたゴムブレード１９１およびブラシローラ１９２により擦過されることにより、感光体表面に残ったトナーが除去され、その後、感光体は、再び帯電器１１により帯電を受けて次の画像形成が開始される。カラー画像の形成においては、ゴムブレード１９１およびブラシローラ１９２は、感光体表面のクリーニング後直ちに移動して感光体１０の周面より退避する。
【００２１】
記録材Ｐとしては、普通紙、中性紙、酸性紙等の紙類、ポリエステルベース等のプラスチック支持体等が一般的に用いられるが、これらに限定されるものではない。
【００２２】
カートリッジ２１は、感光体１０、帯電器１１、転写器１５、分離器１６およびクリーニング器１９が一体化されたものであり、このカートリッジ２１は装置本体に対して着脱可能なものである。カートリッジ２１は、感光体１０と、現像器１３、クリーニング器１９等を一体化されたものでもよく、帯電器１１、像露光器１２、現像器１３、転写器１５、分離器１６およびクリーニング器１９の少なくとも１つを感光体１０とともに一体化して、図示しない装置本体のレールなどの案内手段を用いて着脱自在の構成としてもよい。
【００２３】
複写機やプリンタとして使用される画像形成装置においては、露光は、原稿からの反射光や透過光を感光体１０に照射して行われ、あるいはセンサーで原稿を読み取って信号化し、この信号にしたがってレーザービームの走査、ＬＥＤアレイの駆動、または液晶シャッターアレイの駆動を行うことにより、光を感光体１０に照射して行われる。ファクシミリのプリンタとして使用される画像形成装置においては、露光は、像露光器１２が受信データに従って光を感光体１０に照射することにより行われる。
【００２４】
本発明において用いられるトナーは、個数平均粒径が３〜８μｍの範囲のものである。個数平均粒径が３〜８μｍの範囲であるトナーを用いることにより、定着工程において、記録材Ｐに対する付着性の過度なトナーや付着力の弱いトナー等の存在を減らすことができ、安定した現像性を長期に亘って得ることができるとともに、高い転写効率が得られてハーフトーンの画質が向上し、細線やドット等の画質が向上した画像が形成される。
【００２５】
トナー粒子の形状係数の値は、下記により定義される、トナー粒子の丸さの度合いを示す要素である。すなわち、フロー式粒子像分析装置「ＦＰＩＡ−２０００」（東亜医用電子社製）を用い、トナー懸濁液中のトナー粒子をＣＣＤカメラにより撮影し、得られたトナー粒子撮影像の周囲長ａと、トナー粒子撮影像と同じ面積相当の円の周囲長ｂとを求め、ｂの値をａの値で割った商（ｂ／ａ）として定義される。この形状係数の値は、トナー粒子が真球であれば１となり、粒子の凹凸の度合いが大きくなるほど小さい値となる。
【００２６】
本発明においては、トナーとして、その形状係数が０．９４０〜０．９８５の範囲のものが用いられ、特に、０．９５０〜０．９７５の範囲のものが好ましく用いられる。形状係数が０．９８５より大きいトナーは、粒子が真球に近いものであるためクリーニング性が劣ったものとなり、一方、形状係数が０．９４０より小さいトナーは、粒子の凹凸が大きくなり、機械内での圧力により破壊されやすく、また現像器内においてトナー粒子が一様に帯電されないため、良好な画像が形成されない。
【００２７】
以上のようなトナーを製造する方法としては、代表的には、懸濁重合法と、乳化重合により得られた樹脂微粒子を有機溶剤、凝集剤等を添加して会合する乳化重合会合法がある。
【００２８】
記録材Ｐが分離された後の感光体の表面上の残留トナーを除去するクリーニング器１９は、図２に示されるように、ゴムブレード１９１と、このゴムブレード１９１の感光体回転方向上流側に設置されたブラシローラ１９２とから構成される。ブラシローラ１９２は、記録材Ｐが分離された後の感光体の表面上の残留トナーの大部分を掻き落とし、ゴムブレード１９１は、このブラシローラで除去されなかったトナーを掻き落とす機能を有する。
【００２９】
ゴムブレード１９１は、図２に示されるように、支持部材１９５上に自由端を持つように設けられ、この自由端が、感光体１０の回転方向と逆方向（カウンター方向）に伸びて圧接されるように設けられている。
【００３０】
このゴムブレード１９１は、硬度が６５〜８０°、反発弾性が５０％以上、ブレード荷重が１０〜３０ｇｆ／ｃｍ、実効当接角が７〜２０°とされることが好ましい。
【００３１】
ブラシローラ１９２は、円柱状のブラシ基体１９３と、このブラシ基体１９３に植設されたブラシ繊維１９４とから構成されている。
【００３２】
ブラシ基体１９３の材料は、主にステンレス鋼、アルミニウム等の金属、紙、プラスチックが用いられるが、これらに限定されるものではない。
【００３３】
ブラシ繊維１９４の素材は、疎水性で、かつ誘電率が高い繊維形成性高分子重合体であることが好ましい。このような高分子重合体としては、例えばレーヨン、ナイロン、ポリカーボネート、ポリエステル、メタクリル酸樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂、スチレン−アルキッド樹脂、ポリビニルアセタール（例えばポリビニルブチラール）等が挙げられる。これらの樹脂は単独であるいは２種以上の混合物として用いることができる。特に、レーヨン、ナイロン、ポリエステル、アクリル樹脂、ポリプロピレンの何れかをブラシ部分の素材として用いることが好ましい。
【００３４】
ブラシ繊維１９４の電気抵抗は１０^１０Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。ブラシ繊維１９４の電気抵抗がこの値より大きい場合には、ブラシ繊維１９４によるトナーの除電が十分に行われず、トナーの感光体１０に対する静電的な付着力を低減することができないので、残留トナーのブラシローラ１９２によって除去される量が減少する。
【００３５】
ブラシ繊維１９４の植設密度ｎは５０〜２００本／ｍｍ^２の範囲のものであることが好ましい。また、ブラシ繊維径ｔは０．０１〜０．０５ｍｍの範囲、ブラシ繊維自由長Ｌは３〜１０ｍｍの範囲のものであることが好ましい。
【００３６】
ブラシ繊維１９４の感光体１０に対する食い込み量ｙは０．５〜１．５ｍｍの範囲のものであることが好ましい。ここに、ブラシ繊維の感光体１０に対する食い込み量ｙは、感光体１０が存在しなかったときの、ブラシ繊維の先端が感光体１０内へ入り込む最大値と定義される。すなわち、感光体の半径をｒ１、ブラシ基体１９３の半径をｒ２、ブラシ繊維の長さをｓ１、ブラシ基体の中心と感光体の中心との間の距離をｓ２とするとき、ｙ＝ｒ１＋ｒ２＋ｓ１−ｓ２である。
【００３７】
ブラシ繊維のヤング率Ｅは５００〜１０００ｋｇｆ／ｍｍ^２（４９００〜９８００Ｎ／ｍ^２）の範囲のものであることが好ましい。
【００３８】
ブラシローラ１９２には、必要に応じて、ブラシに付着した残留トナー等をはたき落とすための部材（フリッカー）を設けてもよい。
【００３９】
ブラシローラ１９２は、感光体１０に対する当接部分が感光体１０に対して線速差ｘが１．１〜２．０ｍｍ／ｓの範囲となる速度で同方向に移動するよう、感光体１０の回転方向に対して逆方向に回転されることが好ましい。
【００４０】
また、感光体に当接するブラシ繊維１本あたりの実効擦過力ｆは、下記式２によって表される。
【００４１】
【数３】
式（２）　ｆ＝ａｙＥｔ^３／Ｌ^３
（式（２）中、ａは定数をあらわす。）
【００４２】
感光体に当接するブラシ繊維群による実効擦過力Ｆは、感光体に当接するブラシ繊維１本あたりの実効擦過力ｆに、ブラシ繊維の植設密度ｎと、単位時間あたりにブラシ繊維と感光体が擦過する回数を乗じた積であり、前記式（１）により示される。
【００４３】
実効擦過力Ｆの値が２．５〜１０．５の範囲とされることにより、ブラシローラは、残留トナーの感光体に対する静電的あるいは物理的な付着力が低減されて、トナーは高い効率でブラシローラにより掻き落とされ、ゴムブレードに到達するトナーの量は低減される。これにより、トナーによるゴムブレードの摩耗が抑制され、その結果、黒スジと呼ばれる画像不良等を長期に亘って防止することができる。
【００４４】
また、実効擦過力Ｆの値が２．５〜１０．５の範囲とされることにより、ブラシローラによって感光体表面は適度に摩耗されるため、例えば、表面への紙粉の付着が減少して、高湿下における画像流れと呼ばれる不具合の発生を防止することができる。
【００４５】
実効擦過力Ｆの値が２．５より小さい場合は、ブラシローラによる感光体の擦過力が弱いため、ゴムブレードに到達するトナーの量は低減されず、トナーによるゴムブレードの摩耗が大きくなるので、黒スジと呼ばれる画像不良等が発生しやすくなる。
【００４６】
一方、実効擦過力Ｆの値が１０．５より大きい場合は、ブラシローラによる感光体の擦過力が過大であるため、感光体表面は過度に摩耗されて、感光体の表面粗さが大きくなり、クリーニング不良が発生しやすくなる。また、ブラシローラによるトナー除去率が高すぎるため、ゴムブレードへ供給されるトナーが不十分となり、感光体との摩擦力が過大となり、ゴムブレードのエッジが損傷したり、ゴムブレードがめくれたり、またはバウンディングを生ずるといった不具合が発生することにより、クリーニング不良が発生しやすくなる。
【００４７】
【実施例】
本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４８】
（トナー製造例１：乳化重合会合法の例）
ｎ−ドデシル硫酸ナトリウム０．９０ｋｇを純水１０．０Ｌに攪拌溶解して得られた溶液に、カーボンブラック「リーガル３３０Ｒ」（キャボット社製）１．２０ｋｇを徐々に加えて、１時間よく攪拌した後、サンドグラインダー（媒体型分散機）を用いて２０時間連続分散処理を行い、これにより着色剤分散液１を得た。
【００４９】
一方、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．０５５ｋｇをイオン交換水４．０Ｌに溶解させてアニオン界面活性剤溶液Ａを得た。また、ノニルフェノールポリエチレンオキサイド１０モル付加物０．０１４ｋｇをイオン交換水４．０Ｌに溶解させてノニオン界面活性剤溶液Ｂを得た。さらに、過硫酸カリウム２２３．８ｇをイオン交換水１２．０Ｌに溶解させて開始剤溶液Ｃを得た。
【００５０】
温度センサー、冷却管、窒素導入装置を付けた容量１００Ｌのグラスライニング反応釜に、ワックスエマルジョン３．４１ｋｇと、アニオン界面活性剤溶液Ａおよびノニオン界面活性剤溶液Ｂとを入れ、攪拌を開始した。次いで、イオン交換水４４．０Ｌを加えた。
ワックスエマルジョンは、数平均分子量３０００のポリプロピレンエマルジョンであり、数平均一次粒子径は１２０ｎｍであり、固形分濃度は２９．９％のものである。
【００５１】
加熱を開始し、液温度が７５℃になったところで開始剤溶液Ｃを滴下して加えた。その後、液温度を７５℃±１℃に制御しながら、スチレン１２．１ｋｇとアクリル酸ｎ−ブチル２．８８ｋｇとメタクリル酸１．０４ｋｇとｔ−ドデシルメルカプタン５４８ｇとの混合物を滴下しながら投入した。滴下終了後、液温度を８０℃±１℃に上げて６時間加熱攪拌を行った。次いで、液温度を４０℃以下に冷却して攪拌を停止し、ポールフィルターで濾過することにより、ラテックス１−Ａを得た。
このラテックス１−Ａの樹脂粒子のガラス転移温度は５７℃、軟化点は１２１℃、重量平均分子量は１．２７万、質量平均粒径は１２０ｎｍであった。
【００５２】
一方、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．０５５ｋｇをイオン交換水４．０Ｌに溶解してアニオン界面活性剤溶液Ｄを得た。また、ノニルフェノールポリエチレンオキサイド１０モル付加物０．０１４ｋｇをイオン交換水４．０Ｌに溶解してノニオン界面活性剤溶液Ｅを得た。さらに、過硫酸カリウム２００．７ｇをイオン交換水１２．０Ｌに溶解して開始剤溶液Ｆを得た。
【００５３】
温度センサー、冷却管、窒素導入装置、櫛形バッフルを付けた容量１００Ｌのグラスライニング反応釜に、ワックスエマルジョン３．４１ｋｇとアニオン界面活性剤溶液Ｄとノニオン界面活性剤溶液Ｅとを入れ、攪拌を開始した。次いで、イオン交換水４４．０Ｌを投入した。
ワックスエマルジョンは、数平均分子量３０００のポリプロピレンエマルジョンであり、数平均一次粒子径は１２０ｎｍであり、固形分濃度は２９．９％のものである。
【００５４】
加熱を開始し、液温度が７０℃になったところで、開始剤溶液Ｆを添加した。次いで、スチレン１１．０ｋｇとアクリル酸ｎ−ブチル４．００ｋｇとメタクリル酸１．０４ｋｇとｔ−ドデシルメルカプタン９．０２ｇとを混合した溶液を滴下した。滴下終了後、液温度を７２℃±２℃に制御して６時間加熱攪拌を行った。さらに、液温度を８０℃±２℃に上げて１２時間加熱攪拌を行った。次いで、液温度を４０℃以下に冷却して攪拌を停止し、ポールフィルターで濾過することによりラテックス１−Ｂを得た。
このラテックス１−Ｂ中の樹脂粒子のガラス転移温度は５８℃、軟化点は１３２℃、重量平均分子量は２４．５万、質量平均粒径は１１０ｎｍであった。
【００５５】
一方、塩化ナトリウム５．３６ｋｇをイオン交換水２０．０Ｌに溶解して塩化ナトリウム溶液Ｇを得た。また、フッ素系ノニオン界面活性剤１．００ｇをイオン交換水１．００Ｌに溶解してノニオン界面活性剤溶液Ｈを得た。
【００５６】
温度センサー、冷却管、窒素導入装置、並びに生成粒子の粒径および形状を監視するモニタリング装置を付けた容量１００Ｌのステンレス鋼反応釜に、ラテックス１−Ａの２０．０ｋｇと、ラテックス１−Ｂの５．２ｋｇと、着色剤分散液１の０．４ｋｇと、イオン交換水２０．０ｋｇとを入れて攪拌した。次いで、前記で調製した溶液を４０℃に加温し、塩化ナトリウム溶液Ｇ、イソプロパノール６．００ｋｇ、ノニオン界面活性剤溶液Ｈをこの順に添加した。その後、１０分間放置した後に、昇温を開始して、液温度８５℃まで６０分で昇温し、８５±２℃にて０．５〜３時間加温攪拌して塩析／融着させながら粒径成長させ、純水２．１Ｌを添加して粒径成長を停止して、融着粒子分散液を得た。
【００５７】
温度センサー、冷却管、粒径および形状のモニタリング装置を付けた容量５Ｌの反応容器に、融着粒子分散液５．０ｋｇを入れて、液温度８５℃±２℃にて、０．５〜１５時間加熱攪拌して形状制御を行った。その後、４０℃以下に冷却し攪拌を停止し、遠心分離機を用いて、遠心沈降法により液中にて分級を行い、目開き４５μｍの篩で濾過し、会合液１を得た。次いで、ヌッチェを用いて、会合液１よりウェットケーキ状の非球形状粒子を濾取し、イオン交換水により洗浄した。
【００５８】
この非球形状粒子をフラッシュジェットドライヤーを用いて吸気温度６０℃にて乾燥させ、ついで流動層乾燥機を用いて６０℃の温度で乾燥させた。得られた着色粒子の１００質量部に、シリカ微粒子１質量部をヘンシェルミキサーにて外添混合して乳化重合会合法によるトナーを得た。
【００５９】
具体的には、前記塩析／融着の段階および形状制御の工程のモニタリングにおいて、攪拌回転数、および加熱時間を制御することにより、形状および形状の変動を制御し、さらに液中分級により、粒径および粒度分布の変動を調整して、下記表１に示すトナー１、並びに比較用トナーａおよび比較用トナーｂを得た。
【００６０】
（トナー製造例２：懸濁重合法の例）
スチレン１６５ｇ、ｎ−ブチルアクリレート３５ｇ、カーボンブラック１０ｇ、ジ−ｔ−ブチルサリチル酸金属化合物２ｇ、スチレン−メタクリル酸共重合体８ｇ、および融点が７０℃であるパラフィンワックス２０ｇを６０℃に加温して、「ＴＫホモミキサー」（特殊機化工業社製）にて１２０００ｒｐｍで均一に溶解、分散した。これに重合開始剤として２，２’−アゾビス（２，４−バレロニトリル）１０ｇを加えて溶解させて、重合性単量体組成物を調製した。
【００６１】
一方、イオン交換水７１０ｇに濃度０．１ｍｏｌ／Ｌの燐酸ナトリウム水溶液４５０ｇを加えて、ＴＫホモミキサーにて１３０００ｒｐｍで攪拌しながら濃度１．０ｍｏｌ／Ｌの塩化カルシウム６８ｇを徐々に加えて、燐酸三カルシウムを分散させた懸濁液を調製して、この懸濁液に上記重合性単量体組成物を添加して、ＴＫホモミキサーにて１００００ｒｐｍで２０分間攪拌して、重合性単量体組成物を造粒した。
【００６２】
その後、７５〜９５℃にて５〜１５時間、懸濁液と重合性単量体組成物とを反応させた。塩酸により燐酸三カルシウムを溶解除去して、次に遠心分離機を用いて、遠心沈降法により液中にて分級を行い、ついで濾過、洗浄、乾燥させた。得られた着色粒子の１００質量部に、シリカ微粒子１質量部をヘンシェルミキサーにて外添混合して懸濁重合法によるトナーを得た。
【００６３】
具体的には、上記の重合性単量体組成物の調製においてモニタリングを行い、液温度、攪拌回転数、および加熱時間を制御することにより、形状および形状係数の変動係数を制御し、さらに液中分級により、粒径および粒度分布の変動を調整して、下記表１に示すトナー２を得た。
【００６４】
【表１】

【００６５】
（現像剤の製造）
上記の各トナーと、スチレン−メタクリレート共重合体で被覆した、平均粒径が６０μｍであるフェライトキャリアとを、トナーが７５ｇ、キャリアが１４２５ｇとなる割合で混合することにより、現像剤を製造した。
【００６６】
下記表２に示すブラシローラの条件に従って、前記トナー１およびトナー２並びに比較用トナーａおよび比較用トナーｂを用い、後述する画像形成装置により画像形成テストを行った。
【００６７】
画像形成テストでは、高温高湿環境、常温常湿環境および低温低湿環境の各々において５０００００枚の画像を形成し、画像欠陥の発生の有無を調べた。高温高湿環境は、気温３０℃、湿度８０％、常温常湿環境は、気温２０℃、湿度５０％、低温低湿環境は、気温１０℃、湿度２０％の環境である。
【００６８】
画像形成装置としては、スキャナー部で画像を読み取り、デジタル信号に変換して各種画像処理を行い、レーザー光を感光体に照射して潜像を形成するデジタル複写機を用いた。感光体の線速度は４２０ｍｍ／ｓに設定した。クリーニング装置は、ゴムブレードと、このゴムブレードの感光体回転方向上流側に設置された回転するブラシローラとからなり、ゴムブレードはウレタンゴムを感光体に対しカウンター方向に当接させた。このゴムブレードの硬度の値は７０°、反発弾性の値は６８％（２５℃）、ブレード荷重の値は２２．５ｇｆ／ｃｍ、実効当接角の値は１４°に設定した。
【００６９】
【表２】

【００７０】
実施例１〜実施例４で示されるトナー種類およびブラシローラ条件においては、高温高湿環境、常温常湿環境および低温低湿環境にて５０００００枚の画像の形成を行い、例えば黒スジや画像流れと呼ばれる画像欠陥は発生せず、常に良好な画像が安定して得られた。
【００７１】
比較例１においては、低温低湿環境にて、８００００枚の画像を形成した段階でクリーニング不良が発生した。また、高温高湿環境にて、６００００枚の画像を形成した段階で画像流れと呼ばれる不具合が発生した。
【００７２】
比較例２においては、低温低湿環境にて、２０００枚の画像を形成した段階でブレードバウンディングと呼ばれる不具合が発生した。さらに１５００００枚の画像を形成した段階でゴムブレードのエッジが欠けることによるクリーニング不良が発生した。また、２０００００枚の画像を形成した段階で感光体摩耗によるカブリと呼ばれる不具合が発生した。高温高湿環境にて、６００００枚の画像を形成した段階でカブリが発生した。
【００７３】
上記の結果のように、トナー粒子の個数平均粒径が３〜８μｍの範囲で形状係数が０．９４０〜０．９８５の範囲のものであり、感光体に当接するブラシ繊維群による実効擦過力Ｆの値が２．５〜１０．５の範囲のものであるとき、良好な画像が安定して得られることが確認された。
【００７４】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置によれば、特定の条件が満たされたトナーを用いるとともに、特定の条件で動作されるブラシローラを具えたクリーニング手段を採用することにより、常に画像欠陥のない良好な可視画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の構成の一例を示す説明図である。
【図２】感光体、ブラシローラ、ゴムブレードの構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１０　感光体
１１　帯電器
１２　像露光器
１２１　ポリゴンミラー
１２２　反射ミラー
１３　現像器
１３１　現像スリーブ
１４　給紙ローラ
１５　転写ローラ
１６　分離ブラシ
１７　定着装置
１７１　加熱ローラ
１７２　加圧ローラ
１８　排紙ローラ
１９　クリーニング器
１９１　ゴムブレード
１９２　ブラシローラ
１９３　ブラシ基体
１９４　ブラシ繊維
１９５　支持部材
２０　露光部
２１　カートリッジ

Claims

回転される感光体に形成された潜像をトナーにより現像し、形成されたトナー像を記録材に転写して定着し、クリーニング手段により感光体上の残留トナーを除去する構成の画像形成装置において、
トナーは、重合性単量体を水系媒体中で重合させる方法によって製造された、個数平均粒径が３〜８μｍの範囲で形状係数が０．９４０〜０．９８５の範囲のものであり、
クリーニング手段は、感光体に当接するゴムブレードと、ブラシ繊維が植設され、感光体に対して線速差のある状態で当該感光体に当接しながら回転されるブラシローラとを有してなり、
前記ブラシローラは、感光体に当接するブラシ繊維群による下記式（１）で表される実効擦過力Ｆの値が２．５〜１０．５の範囲とされていることを特徴とする画像形成装置。

（式（１）中、
ｎはブラシ繊維の植設密度（本／ｍｍ^２）、
ｘはブラシローラと感光体の線速差（ｍｍ／ｓ）、
ｙは感光体に対するブラシ繊維の食い込み量（ｍｍ）、
Ｅはブラシ繊維のヤング率（ｋｇｆ／ｍｍ^２）、
ｔはブラシ繊維の径（ｍｍ）、
Ｌはブラシ繊維の自由長（ｍｍ）
をそれぞれあらわす。）