JP2009053536A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像濃度ムラの発生を有効に防止できると共にクリーニング不良等の画像不良を抑制した高品位な画像を得ることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体３における残存トナーを除去するクリーニングブレード４１と像担持体３との摩擦係数を低下させる潤滑剤を像担持体３に供給するように構成された画像形成装置Ａにおいて、トナーの帯電量Ｑが−１０μＣ／ｇ〜−２５μＣ／ｇであって、像担持体３表面の水に対する接触角の標準偏差σが「σ≦−０．１×Ｑ＋０．８」の関係を満足する。
【選択図】図４

Description

本発明は、複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ装置等の電子写真方式の画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、一般的に、感光体等の像担持体の表面を帯電させ、その帯電域に画像露光して静電潜像を形成し、該静電潜像をトナーにより可視化し、該可視化された像担持体上の可視像を、シートに静電的に転写し、定着させることにより、該シート上にトナー画像を形成するように構成されている。

このような従来の画像形成装置では、トナーによって可視化された可視像の一部は転写工程後も像担持体の表面に残存する。このため、画像形成装置には、この残存するトナーを除去（クリーニング）するために、例えば、クリーニング装置が設けられる。このクリーニング装置には、一般的には、像担持体に当接するように配置されたクリーニングブレードが備えられる。

このように、クリーニングブレードによって像担持体における残存トナーをクリーニングする画像形成装置の技術の分野においては、従来、トナー（例えば小粒子径トナー）のクリーニング性の確保、転写性の改善による画質向上、感光体膜減り抑制、トナーフィルミングの防止等のために、潤滑剤を像担持体表面に塗布供給することで、像担持体表面へのトナーの付着力を低減する技術が検討されてきた。

潤滑剤が塗布された像担持体は、潤滑剤が塗布されていない像担持体よりも、トナーの付着量が少なく、トナー画像（以下単に画像という）の濃度は低くなり易いため、潤滑剤の塗布状態によって画像に濃度差が発生する場合がある。この濃度差ができる問題を解決するために、例えば、下記特許文献１には、像担持体表面における純水の接触角を一定の範囲（９５〜１０８°）となる表面状態に維持すると共に、クリーニング装置におけるゴムブレードの像担持体に対する押圧力を一定の範囲（１４７〜２４５ｍＮ／ｃｍ）に設定する技術が開示されている。

また、下記特許文献２には、感光体表面に表面自由エネルギー低下剤を付与し、該感光体表面の接触角のバラツキを平均値の±５°にしながら、現像及び転写を行う技術が開示されている。
特開２００４−８５８００号公報 特開２００４−４５０４号公報

しかしながら、前記特許文献１，２に開示された技術では、摩擦係数を低下させることで像担持体及びクリーニングブレードのライフを向上させることができるものの、像担持体表面の表面自由エネルギーのバラツキが大きく、像担持体へのトナー付着力にバラツキが生じ、ハーフトーン画像での濃度ムラ、ドット再現性での転写中抜けやバラツキ、クリーニング不良等による画像不良を招く。特に、２００ｍｍ/ｓ以上の高速プロセス速度で画像形成を行う場合には、かかる問題が顕著となる。

そこで、本発明は、画像濃度ムラの発生を有効に防止できると共にクリーニング不良等の画像不良を抑制した高品位な画像を得ることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明者は、前記課題を解決するために検討を重ねた結果、次のことを見出し、本発明を完成した。即ち、トナーとして、像担持体への付着力のうち非静電的付着力よりも静電的付着力のウエイトを高めたトナー（帯電量の大きいトナー）を用いることにより、トナー付着力のバラツキを抑制することが可能となる。これにより、濃度ムラのない画像を提供することができる。このようにトナーの帯電量が大きくなると、該トナーは現像電界や転写電界に忠実に対応して現像や転写されるために高品位な画像を提供することができると共に、高い転写効率を得ることができる。しかしその反面、像担持体上へのトナー付着量は低下することになり、トナーによる隠蔽率の低下によって画像濃度の不足を招くことがある。また、像担持体上のトナーの帯電量を増大させることは、トナーと像担持体との静電的付着力が増大し、クリーニングブレードによる像担持体における残存トナーの良好なクリーニングが困難になり、クリーニング不良が発生するなど、高品位な画像を十分に提供することができないという問題点を含有する。

そこで、高品位な画像と画像濃度との確保のために、トナー帯電量Ｑが−１５μＣ／ｇ〜−２５μＣ／ｇであって、像担持体表面の水に対する接触角の標準偏差σが「σ≦−０．１×Ｑ＋０．８」の関係を成立させることで、前述した問題点を解決することができることを見出した。

本発明は、かかる知見に基づくものであり、前記課題を解決するために、表面が移動する像担持体における残存トナーを除去するクリーニングブレードと前記像担持体との摩擦係数を低下させる潤滑剤を前記像担持体に供給するように構成された画像形成装置において、前記トナーの帯電量Ｑが−１０μＣ／ｇ〜−２５μＣ／ｇであって、前記像担持体表面の水に対する接触角の標準偏差σが「σ≦−０．１×Ｑ＋０．８」の関係を満足することを特徴とする画像形成装置を提供する。

本発明に係る画像形成装置によれば、前記トナーの帯電量Ｑが−１０μＣ／ｇ〜−２５μＣ／ｇであって、前記標準偏差σが「σ≦−０．１×Ｑ＋０．８」の関係を満足するので、画像濃度ムラの発生を有効に防止できると共にクリーニング不良等の画像不良を抑制した高品位な画像を得ることができる。

ここで、前記像担持体表面の水に対する接触角の標準偏差σは、超純水１μｌ（１マイクロリットル）に対する接触角を接触角計（ＤｒｏｐＭａｓｔｅｒＤＭ５００：協和界面科学社製）を用い、温度２５℃、湿度５０％ＲＨの環境下で、円筒状感光体のフロントから１０ｍｍ間隔にて３５箇所を測定して求めることができる。なお、前記像担持体表面の水接触角は、当該画像形成装置に配置される他の装置の影響を受け易いため、画像形成直後の接触角の値から変化する。従って、本発明にいう「接触角」は、画像形成による定常状態において略一定になったときの接触角をいい、前記像担持体表面の水接触角の標準偏差σとしては、画像形成によって定常状態になったときの値を用いる。

ところで、前記像担持体上に供給される潤滑剤の量は、前記像担持体の表面移動速度から算出されるＡ４サイズ１枚あたり１０μｇ未満であると、該潤滑剤の効果が発現し難い。さらに、前記像担持体の表面移動方向に直交する方向において潤滑剤が良好に供給されている領域と良好に供給されていない領域との不均一が生じ易く、前記標準偏差σが大きくなり易い。従って、前記クリーニングブレードのスティック・スリップ動作に大きく影響を与え、該クリーニングブレードのめくれ或いはバウンディングの発生、或いはクリーニング不良及び画像濃度ムラの発生を招く。一方、前記像担持体上に供給される潤滑剤の量が、前記像担持体の表面移動速度から算出されるＡ４サイズ１枚あたり６０μｇを超えると、それだけ多くの潤滑剤を確保するためのスペースがとられ、省スペース化への問題が懸念される。

従って、本発明に係る画像形成装置においては、前記像担持体上に供給される潤滑剤の量が、前記像担持体の表面移動速度から算出されるＡ４サイズ１枚あたり１０μｇ〜６０μｇであることが好ましい。

本発明に係る画像形成装置において、前記像担持体表面の水に対する接触角の標準偏差σが３°以下の範囲にあることが好ましい。このように、前記標準偏差σを３°以下にすることで、トナーの付着力のバラツキを抑えることができると共に、トナーの付着量を均一にすることができ、これにより、均一な濃度のハーフトーン画像を得ることができる。また、ドット中抜けなどの転写不良を抑制した高品位な画像を提供でき、クリーニング不良等の画像不良をさらに抑制することができる。また、前記標準偏差σが３°以下である場合、トナー帯電量が大きくなり、−２５μＣ／ｇよりも小さい値になると、画像濃度が不足する上、クリーニング性も低下する。

近年、高速な画像形成プロセスでの高画質化の要請に伴って、トナーの小粒子径化が進められている。トナー体積平均粒子径は、小さい方が細線再現性を向上させることができるため、７μm以下が好ましい。しかし、トナーの体積平均粒子径は小さくなり過ぎると、クリーニング性が低下するため、３μｍ以上が好ましい。従って、本発明に係る画像形成装置においては、前記トナーは、体積平均粒子径が３μｍ〜７μｍの範囲にあることが好ましい。

ここで、体積平均粒子径が３μｍ未満のトナーの場合、−１０μＣ／ｇ未満の低帯電性トナーが生じ易く、そうすると、地肌汚れが生じて画像品質の低下を招く。

なお、トナーの体積平均粒子径は、コールターカウンターマルチサイザー（コールター社製）を用いて、測定すべきトナー粒子径に対応させて測定用穴の大きさが５０μｍのアパーチャーを選択して用い、５０，０００個の粒子に対する粒子径の平均を測定することにより求めることができる。

本発明に係る画像形成装置において、前記像担持体は、回転駆動されるドラム形状の感光体ドラムであり、前記感光体ドラムの周速度が２００ｍｍ／秒以上である態様を例示できる。

以上説明したように、本発明によると、画像濃度ムラの発生を有効に防止できると共にクリーニング不良等の画像不良を抑制した高品位な画像を得ることができる画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置を概略的に示す断面図である。図１に示す画像形成装置Ａは、本実施の形態では、電子写真方式の画像形成プロセスによって、外部から伝達された画像データに基づいて、多色又は単色の画像を記録用紙等のシートに形成するものである。

この画像形成装置Ａは、像担持体３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）と、帯電装置５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）と、露光装置１と、現像装置２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）と、中間転写体７と、１次転写装置６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）と、２次転写装置１１と、定着装置１２と、クリーニング装置４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）と、除電装置（図示省略）とを備えている。

なお、画像形成装置Ａにおいて扱うことができる画像データは、単色の画像に応じたものに加えて、ブラック（Ｋ）及びカラー画像を色分解して得られる減法混色の３原色であるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色の各色相に応じたものを含む。従って、現像装置２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、像担持体３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）、クリーニング装置４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）、帯電装置５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）、１次転写装置６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）は、各色に応じた４種類の画像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられている。

ここで、末尾符号ａ，ｂ，ｃ，ｄは、それぞれ、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）に対応している。

即ち、画像形成装置Ａには、現像装置２ａ、像担持体３ａ、帯電装置５ａ、クリーニング装置４ａ及び１次転写装置６ａを備えたブラック（Ｋ）用画像形成部と、現像装置２ｂ、像担持体３ｂ、帯電装置５ｂ、クリーニング装置４ｂ及び１次転写装置６ｂを備えたシアン（Ｃ）用画像形成部と、現像装置２ｃ、像担持体３ｃ、帯電装置５ｃ、クリーニング装置４ｃ及び１次転写装置６ｃを備えたマゼンタ（Ｍ）用画像形成部と、現像装置２ｄ、像担持体３ｄ、帯電装置５ｄ、クリーニング装置４ｄ及び１次転写装置６ｄを備えたイエロー（Ｙ）用画像形成部とが設けられている。各画像形成部は、ここでは、中間転写体７の表面移動方向（副走査方向）に一列に配列されている。以下、これらの各部材の末尾符号については省略して説明する。

図２は、図１に示す画像形成装置Ａにおけるブラック（Ｋ）用画像形成部の概略構成を示す断面図である。なお、各画像形成部は、何れも実質的に同一の構成をしている。従って、図２に示す構成において、ブラック（Ｋ）用画像形成部に代表させて示し、他の画像形成部については図示を省略している。後述する図３についても同様である。

像担持体３は、ここではドラム状の感光体（感光体ドラム）とされている。帯電装置５は、像担持体３の表面を帯電させるためのものであり、ここでは接触方式の帯電ローラとされている。露光装置１は、像担持体３上に静電潜像を形成するためのものであり、ここでは露光ユニットとされている。現像装置２は、像担持体３上に形成された静電潜像をトナーによって可視化するためのものであり、ここでは現像ユニットとされている。

中間転写体７は、現像装置２によって可視化された像担持体３上の可視像（トナー像）を一旦転写するためのものであり、ここではベルト状の中間転写体（中間転写ベルト）とされている。１次転写装置６は、像担持体３上に形成されたトナー像を一旦中間転写体７に転写するためのものであり、ここでは１次転写ローラとされている。

２次転写装置１１は、中間転写体７上に形成されたトナー像をシートに転写するためのものであり、ここでは２次転写ローラとされている。定着装置１２は、シート上の転写画像を該シートに定着するためのものであり、ここでは定着ユニットとされている。

クリーニング装置４は、１次転写装置６によって転写されずに像担持体３の表面に残った残存トナーを除去するためのものであり、ここではクリーナーユニットとされている。本実施の形態では、クリーニング装置４は、像担持体３の表面に残存する残存トナーを除去するクリーニング機構と、該像担持体３の表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布機構とを備えている。前記除電装置は、像担持体３の表面に残った残留電荷を除電するためのものである。

また、画像形成装置Ａは、中間転写体用クリーニング装置９を備えている。中間転写体用クリーニング装置９は、２次転写装置１１によって転写されずに中間転写体７表面に残った残存トナーを除去するためのものであり、ここでは転写ベルトクリーニングユニットとされている。

なお、画像形成装置Ａは、中間転写体７及び２次転写装置１１を取り除いたものとしてもよい。この場合、１次転写装置６は、像担持体３上のトナーをシートに転写する転写装置とされ得る。

また、感光体はベルト状のものとされてもよい。中間転写体７はドラム状のものとされていてもよい。帯電装置５としては、例えば、接触帯電方式のものの他、スコロトロン型等の非接触帯電方式のものを用いることができる。

本実施の形態においては、各像担持体３は、中間転写体７を介してそれぞれの１次転写装置６に押圧されている。各像担持体３は、表面が所定方向（図中矢印Ｘ方向）に移動するようになっている。また、中間転写体７は、表面が像担持体３の表面移動方向Ｘと同じ方向（図中矢印Ｂ方向）に移動するようになっている。これにより、中間転写体７と同一の周速度で、各像担持体３が該中間転写体７と共に回転駆動されると共に、各１次転写装置６が該中間転写体７に対して追従回転するようになっている。

各帯電装置５は、各像担持体３の表面を所定の電位に均等に帯電させるための帯電器である。各帯電装置５に代えて、帯電ブラシを用いた接触方式の帯電器を用いることができ、又は帯電ワイヤを用いた非接触方式の帯電器を用いることもできる。

露光装置１は、レーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）とされており、各像担持体３へのそれぞれのレーザー光を出射するレーザー照射部１ａ、及び各レーザー光をそれぞれの像担持体３に導く複数の反射ミラー１ｂを備えている。この露光装置１は、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによってレーザー光を変調しつつ、帯電されたそれぞれの像担持体３表面に照射して露光することにより、それぞれの画像データに応じた静電潜像を形成するようになっている。なお、露光装置１としては、ＥＬやＬＥＤ等の発光素子をアレイ状に並べた書き込みヘッドを用いてもよい。

各現像装置２は、それぞれの像担持体３上に形成された静電潜像をトナー（黒（Ｋ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、マゼンタ（Ｍ）トナー、イエロー（Ｙ）トナー）により顕像化するものである。具体的には、各現像装置２は、現像剤を担持する現像剤潜像体（ここでは現像ローラ）２４を有している。現像剤潜像体２４は、トナーが像担持体３へ移行し得る現像領域へ現像剤を搬送するように構成されている。各現像装置２は、本実施の形態では、トナーと磁性体キャリアとを含む２成分現像剤を用いて、露光装置１にて像担持体３表面に形成された静電潜像を該トナーにて反転現像してトナー像（可視像）を形成するものとされている。

各現像装置２の現像剤槽２１内には、各画像形成部の画像形成に応じて、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の２成分現像剤が収容される。この現像剤は、像担持体３に帯電される表面電位と同極性に帯電されるトナーを含んでいる。なお、像担持体３に帯電される表面電位の極性及び使用するトナーの帯電極性は、ここでは、何れもマイナスとされている。各現像装置２は、現像剤槽２１内で２成分現像剤を混合攪拌して、トナー及び磁性体キャリアを摩擦帯電させることで、各像担持体３表面の静電潜像にそれぞれの色の帯電トナーを付着吸着させ、各像担持体３表面にそれぞれの色のトナー像を形成するようになっている。各現像装置２には、トナー補給装置２２が設けられている。各トナー補給装置２２は、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のトナーを収容したトナー容器２３が装着され、これらのトナー容器２３から各現像装置２の現像剤槽２１へとそれぞれの色のトナーを補給するようになっている。なお、現像装置２に収容される現像剤は、ここでは２成分のものであるが、１成分のものであってもよい。

画像形成装置Ａにおいて、図１に示すように、前記した中間転写体７、各１次転写装置６及び２次転写装置１１に加えて、転写ベルト駆動ローラ７１と、転写ベルト従動ローラ７２と、転写ベルトテンションローラ７３とを含む転写搬送ベルトユニット８が構成されている。転写搬送ベルトユニット８は、各像担持体３の上方に配置されており、中間転写体７を、転写ベルト駆動ローラ７１、転写ベルト従動ローラ７２及び各１次転写装置６に掛け渡して矢印Ｂ方向に回転移動可能に支持している。そして、転写搬送ベルトユニット８は、中間転写体７を転写ベルトテンションローラ７３にて張設した状態で、該中間転写体７を介して、各１次転写装置６を各像担持体３に押し付けると共に、２次転写装置１１を転写ベルト駆動ローラ７１に押し付けるようになっている。

像担持体３から中間転写体７へのトナー像の転写は、中間転写体７の像担持体３とは反対側に接触している各１次転写装置６によって行われる。各１次転写装置６は、像担持体３のトナー像を、中間転写体７上に転写するための転写バイアスを与えるものである。即ち、各１次転写装置６には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（ここでは−極性）とは逆極性（ここでは＋極性）の高電圧）が印加される。

各１次転写装置６は、それぞれの電界を、中間転写体７を介して各像担持体３表面のトナーに作用させ、各像担持体３表面のトナーを中間転写体７へと引き付けて転写するようになっている。これにより、画像形成装置Ａは、各色のトナー像を中間転写体７に順次転写して重ね合わせることができるようになっている。

各１次転写装置６と各像担持体３との間のそれぞれのニップ域をより安定的に形成するために、各１次転写装置６及び各像担持体３のうちの一方を硬質材料で形成し、他方を弾性材料で形成することが好ましい。例えば、転写ローラは、直径８ｍｍ〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス鋼）の軸をベースとすることができ、その表面は、導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ、発泡ウレタン等の材料）により覆われているローラとすることができる。この導電性の弾性材により、中間転写体７に対して均一に高電圧を印加することができる。なお、本実施の形態では、転写電極として転写ローラを使用しているが、それ以外にブラシなども用いることができる。

中間転写体７は、それぞれの像担持体３に形成された各色のトナー像を中間転写体７上に順次的に重ねて転写することによって、カラーのトナー像（多色トナー像）を形成する機能を有している。中間転写体７は、ここでは、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成された中間転写ベルトとされている。中間転写ベルトは、例えば合成樹脂フィルムにより形成することができる。

こうして中間転写体７に転写され重ね合わされた各色のトナー像は、該中間転写体７の回転移動に伴い、転写ベルト駆動ローラ７１と２次転写装置１１間のニップ域へと搬送される。そして、レジストローラ１４により中間転写体７上の各色のトナー像と同期をとって搬送されてきたシートと、各色のトナー像とが重ね合わせられ、２次転写装置１１にてシートに各色のトナー像が転写される。

２次転写装置１１は、中間転写体７を介して、転写ベルト駆動ローラ７１に対して接離する方向に移動可能に支持されており、転写ベルト駆動ローラ７１に向けて付勢されている。これにより、２次転写装置１１は、転写ベルト駆動ローラ７１との間に中間転写体７を挟み込んで、ニップ域を形成するようになっている。転写ベルト駆動ローラ７１は、２次転写装置１１のバックアップローラとしての役目を果たしつつ、各１次転写装置６と各像担持体３との間のそれぞれのニップ域を下流側にして回転駆動され、中間転写体７を引っ張って矢印方向Ｂに回転移動させ、これにより、各ニップ域を安定的に維持できるようになっている。

クリーニング装置４は、クリーニングブレードを用いて、現像、画像転写後における像担持体３の表面に残留したトナーを掻き取り、除去、回収するものである。また、クリーニング装置４は、該クリーニング装置４内に配置された固形潤滑剤を用いて、像担持体３の表面へ潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置を兼ねている。なお、クリーニング装置４については、のちほど詳述する。

また、中間転写体用クリーニング装置９は、中間転写体７表面に摺接するクリーニングブレードを備え、中間転写体７表面に残留したトナーを除去して、次回に形成される画像のカブリや混色等を防止するようになっている。

定着装置１２は、ヒートローラ３１及び加圧ローラ３２を具備している。ヒートローラ３１及び加圧ローラ３２は、シートを挟んで回転し、これにより、シート上の各色のトナーを加熱溶融して混合し、各色のトナー像をシート上にカラー画像として定着するものである。ヒートローラ３１は、図示しない温度検出器からの信号に基づいて制御部によって所定の定着温度となるようになっている。ヒートローラ３１は、加圧ローラ３２と共にシートを熱圧着するようになっている。

画像形成装置Ａは、給紙トレイ１０、手差し給紙トレイ２０、用紙搬送路Ｓ及び排紙トレイ１５をさらに備えている。

給紙トレイ１０及び手差し給紙トレイ２０は、画像形成に使用するシートを蓄積しておくためのトレイであり、ここでは、露光装置１の下方に設けられている。また、排紙トレイ１５は、ここでは、転写搬送ベルトユニット８の上方に設けられており、排出されたシートを載置するためのトレイとされている。

用紙搬送路Ｓは、給紙トレイ１０及び手差し給紙トレイ２０のシートを転写搬送ユニット８や定着装置１２を経由させて排紙トレイ１５に送るためのものである。給紙トレイ１０及び手差し給紙トレイ２０から排紙トレイ１５までの用紙搬送路Ｓの近傍には、ピックアップローラ１６（１６−１，１６−２）、レジストローラ１４、定着装置１２、シートを搬送する搬送ローラ２５（２５−１〜２５−８）が配設されている。

搬送ローラ２５は、シートの搬送を促進、補助するものであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数設けられている。ピックアップローラ１６−１，１６−２は、トレイ１０，２０からのシートを１枚ずつ用紙搬送路Ｓに供給する呼び込みローラであり、トレイ１０，２０の端部に配設されている。

レジストローラ１４は、搬送されるシートを一旦保持するものである。レジストローラ１４は、中間転写体７上のトナー像をシートに良好に多重転写できるように、中間転写体７の回転にあわせて、シートをタイミングよく搬送する機能を有する。即ち、レジストローラ１４は、図示しないレジスト前検知スイッチの出力した検知信号に基づいて、中間転写体７上の画像形成範囲の先端をシートにおける画像形成範囲の先端に合わせるように、シートを搬送するようになっている。

トナー像の定着後のシートは、搬送ローラ２５−２，２５−３によって搬送され、トナー像を下側に向けた状態で、排紙トレイ１５上に排出される。なお、ブラック用画像ステーションだけを用いて、モノクロ画像を形成し、モノクロ画像を中間転写体７に転写することも可能である。このモノクロ画像も、カラー画像と同様に、中間転写体７からシートに転写し、該シート上に定着し、該モノクロ画像が形成されたシートを排紙トレイ１５に排出することができる。

また、シートの表面だけではなく、両面の画像形成を行う場合は、シートの表面に形成された画像を定着装置１２により定着した後に、シートを搬送ローラ２５−３により搬送する途中で、搬送ローラ２５−３を停止させてから逆回転させ、シートを反転経路Ｓ１に通して、シートの表裏を反転させてから、シートをレジストローラ１４へと導き、シートの表面と同様に、シートの裏面に画像を記録して定着し、シートを排紙トレイ１５に排出することができる。

一方、トナー像をシートに転写した後の像担持体３は、クリーニング装置４によって表面に残留するトナーが除去されるとともに、図示しない除電装置により表面上に残留する電荷が除去されるとともに、再び帯電装置５により帯電されることとなる。

次に、図３を参照しながら、クリーニング装置４について詳しく説明する。図３は、図１に示す画像形成装置Ａにおけるクリーニング装置４及び像担持体３を中心に示す断面図である。

クリーニング装置４には、クリーニングブレード４１、回転ブラシ（ここではブラシローラ）４２、廃トナー回収部材（ここでは廃トナー回収スクリュー）４５、及びフリッカー４６が配設されており、これらの部材が装置ケース（ここではユニットケース）４８により覆われている。

クリーニングブレード４１及び回転ブラシ４２は、転写後に像担持体３の表面に残留するトナーをクリーニングするようになっている。詳しくは、クリーニングブレード４１は、像担持体３の軸線方向を長手方向とする長尺状のゴム部材によって形成されている。クリーニングブレード４１は、図示しない支持部材に貼着して、幅方向の一方の長辺側が装置ケース４８に設けられた開口部における像担持体３の表面移動方向Ｘ下流側に取り付けられ、他方の長辺側のエッジ（角部）が像担持体３の表面に接触するよう配置されている。

クリーニングブレード４１は、トナー像のシートへの転写後に像担持体３の表面上に残る転写残トナーを像担持体３との当接部位で堰き止めて、スティック・スリップ動作を行いながら掻き落として除去するようになっている。

ここで、スティック・スリップ動作とは、クリーニングブレード４１における像担持体３の表面との接触部分（エッジ部）が、該表面の移動につられて像担持体３の表面移動方向Ｘに移動する動作と、該クリーニングブレード４１自身の弾性力により元の位置に戻ろうとする動作とを繰り返す動きのことであり、該クリーニングブレード４１のエッジ部が、該像担持体３の表面を摺動する動作をいう。

クリーニングブレード４１の材質としては、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム等のエラストマーを例示できる。特に、ウレタンゴムを含むウレタンエラストマーを用いることが、耐摩耗性、耐オゾン性、耐汚染性から好ましい。

クリーニングブレード４１は、次のように製造することができる。即ち、ポリイソシアネートとポリオールと硬化剤とを容器内で混合攪拌調製する。これを準備された成形型に注入し、所望の温度にて硬化反応を行い、次いで脱型して、ウレタンゴム組成物を得る。このウレタンゴム組成物をカッターにてブレード状に切断して、端部を加工することで、ブレード状の成形品を製造することができる。

また、このクリーニングブレード４１としては、硬度（ＪＩＳ−Ａ）が６５度〜８５度の範囲のものを用いることが好ましい。前記硬度が６５度未満ではクリーニングブレード４１の変形が大きくトナー等のクリーニングが困難になる。一方、前記硬度が８５度を超えるとクリーニングブレード４１の先端部に割れが発生することがある。クリーニングブレード４１の厚さは、０．８ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲にあることが好ましい。また、クリーニングブレード４１の突き出し量（支持されてないブレード部分の幅方向の距離）は、３ｍｍ〜１５ｍｍの範囲にあることが好ましい。

さらに、クリーニングブレード４１の像担持体３への当接圧（線圧）は、０．００９８Ｎ／ｍｍ〜０．０５８８Ｎ／ｍｍ（１．０ｇｆ／ｍｍ〜６．０ｇｆ／ｍｍ）の範囲にあることが好ましい。

前記当接圧が０．００９８Ｎ／ｍｍ（１．０ｇｆ／ｍｍ）未満では、体積平均粒子径が２μｍ未満のトナーのクリーニングが困難であり、前記当接圧が０．０５８８Ｎ／ｍｍ（６．０ｇｆ／ｍｍ）を超えると、クリーニングブレード４１の先端部がめくれたり、バウンディングが生じたりし易くなり、ビビリ振動の発生などによるクリーニング不良が生じ易くなって、クリーニング性の低下を招く。

クリーニングブレード４１の像担持体３への当接角としては、好ましくは、当接位置の接線に対して５度〜３０度の範囲を例示でき、より好ましくは、当接位置の接線に対して５度〜２５度の範囲を例示できる。前記当接角度が当接位置の接線に対して５度未満ではトナーのすり抜けによるクリーニング不良が発生し易い。一方、前記当接角度が当接位置の接線に対して２５度を超えるとクリーニング時にブレードめくれが生じることがある。クリーニングブレード４１の像担持体３への食い込み量は、０．１ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲にあることが好ましい。前記食い込み量が０．１ｍｍ未満では、クリーニングブレード４１と像担持体３との接触する面積が小さく、トナーを塞き止め難くなり、トナーのすり抜けによるクリーニング不良を招く。前記食い込み量が２．０ｍｍを超えると像担持体３との摩擦力が大きくなり、ブレードめくれやバウンディングが生じ易くなる。また、ブレードの振動による鳴き、ビビリ振動の発生等のクリーニング不良を招く。

像担持体３上に潤滑剤を供給する手段としては、多機能化による省スペースという利点から、クリーニング装置４の内部でクリーニング機能を有する回転ブラシ４２にて行うことが望ましい。従来から回転ブラシのクリーニング性を上げるため、像担持体と同方向回転又は逆方向（従動方向）回転で、高周速比で回転することでトナーを除去してきた。しかし、潤滑剤を像担持体上に供給することでトナーのクリーニング性は向上するため、回転ブラシを高速回転しなくてもよい。また、高速回転及び同方向回転することでトナー飛散が大きくなり、機内汚染がひどくなる問題がある。従って、本実施の形態の画像形成装置Ａでは、回転ブラシ４２は、像担持体３と逆回転（従動方向（図中矢印Ｙ方向）に回転）し、低周速比で回転することでトナー飛散を抑制したクリーンな構成となっている。

即ち、固形潤滑剤４３は、回転ブラシ４２によって像担持体３の表面に塗布されるものであり、像担持体３の軸線方向の長さと略同じ長さ（幅）を長手方向に有した直方体の形状となっている。この固形潤滑剤４３は、潤滑剤保持部材（図示省略）によって保持されており、摩滅して残量が少なくなった場合は交換可能になっている。

固形潤滑剤４３としては、例えば、脂肪酸金属塩を挙げることができ、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコン酸、モンタン酸、メリシン酸などを挙げることができる。また、それらの金属塩としては、例えば、アルミニウム、マンガン、コバルト、カルシウム、銅、鉄、マグネシウム、亜鉛、ニッケル、ストロンチウムなどを挙げることができる。なかでもステアリン酸金属塩として、例えば、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛などを挙げることができる。特に、璧開性と表面自由エネルギー低下効果の大きいステアリン酸亜鉛を用いることが好ましい。

潤滑剤保持部材は、固形潤滑剤よりも一回り大きい構成とされ、直方体形状の固形潤滑剤４３を図示しない両面テープで潤滑剤保持部材に接着して固定したり、固形潤滑剤４３を潤滑剤保持部材に嵌め込んで固定したりすることができるようになっている。また、潤滑剤保持部材は、固形潤滑剤４３を固定的に設置するのではなく、固形潤滑剤４３をその自重によって回転ブラシ４２に当接させてもよい。また、固形潤滑剤４３の消費に従ってその削り量が減少することのないように、潤滑剤保持部材の両端が回転ブラシ４２に対する接離方向に移動可能に装置ケース４８に支持され、固形潤滑剤４３の消費と共に回転ブラシ４２への接離方向に（例えば、固形潤滑剤４３を回転ブラシ４２に向けて押圧付勢する付勢部材４４によって）移動するように構成されていてもよい。

この画像形成装置Ａに用いられるトナーの帯電量は、−１０μＣ／g〜−２５μＣ／gの範囲にある。トナー帯電量が−１０μＣ／ｇ未満と低い場合に、例えば、高画像面積率の画像形成が続いたときには、像担持体３上の潤滑剤は、残留トナーと共に像担持体３上から剥ぎ取られて、クリーニング装置４に回収される為、像担持体３への潤滑剤の塗布量が減少する。即ち、残留トナーの量は、画像面積率に応じて種々異なるので、残留トナーと共に像担持体３から剥ぎ取られる潤滑剤の量にバラツキが発生して、像担持体３上の潤滑剤の量及び分布の変動が生じ、トナー付着力にバラツキが生じる。このため、トナー像は濃度差のある画像になってしまう。また、高転写率や地肌汚れのない高品位の画像が得られ難い。

一方、トナー帯電量が−２５μＣ／ｇを超えると、像担持体３表面における潤滑剤の塗布量の変動に対してもその影響は少なくなるが、像担持体３へのトナー現像量が低下して所望の画像濃度が得られ難い。この場合、従来公知の手法によって形成された基準濃度パッチに基づき表面電位センサ３０や光学（画像濃度）センサ４０（図２参照）を用いてプロセス制御したとしても、以下のような不都合を招く。即ち、帯電装置５により帯電された像担持体３上に、露光装置１により投影して基準濃度パッチの潜像を作成し、これを現像装置２により可視化する。そして、像担持体３近傍に配置した画像濃度センサ４０によって、その画像濃度を検出する。こうして検出した画像濃度に応じて電子写真プロセスの帯電、露光、現像条件の入力パラメータを変更し、高濃度画像部の濃度低下を防止し、背景画像部の濃度が高くならないように制御する。しかし、このようにプロセス制御して所望量の高帯電トナーを現像したとしても、小粒子径トナーであるため、像担持体３との静電気力が強くなって、転写残トナーを像担持体３から除去しづらくなり、クリーニング不良を招く。

トナーとしては、通常に用いられる静電潜像現像用トナー（即ち、顔料及びバインダー樹脂から構成されるトナー）を例示できる。顔料及びバインダー樹脂の他に、例えば、帯電制御剤、オフセット防止剤などの成分を必要に応じて配合したものを用いることができる。トナーの帯電制御は、色材、バインダー樹脂自体で行ってもよいが、必要に応じて、色再現性に問題がない帯電制御剤を併用することが望ましい。

負帯電の帯電制御剤としては、例えば、バラチン染料、オラゾール染料等の金属錯塩染料、ホウ素錯体、ケイ素錯体、アルキルサリチル酸金属塩等を挙げることができる。

本実施の形態では、顔料及びバインダー樹脂に、帯電制御剤、オフセット防止剤などの材料を０．５重量（ｗｔ）％〜１０重量（ｗｔ）％の範囲で加えることにより、所望の帯電量にコントロールすることができる。帯電制御剤は、バインダー樹脂中に添加混合してもよく、或いは、母トナー粒子表面に付着させた形で用いてもよい。また、オフセット防止剤としては、例えば、ワックス類を内添して使用することもできる。このワックス類として、例えば、低分子量ポリプロピレン、ポリエチレン、或いは酸化型のポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン系ワックスなどを挙げることができる。この他、キャンデリラワックス、カリナウバワックス、ライスワックス、ホホバ油ワックス、モンタンワックスなどを単独或いは２種以上混合して使用することもできる。ワックスの含有量は３ｗｔ％〜６ｗｔ％であることが望ましい。前記含有量が３ｗｔ％未満であると離型剤効果が十分でなく、定着ローラへ紙が巻きつき易い。一方、前記含有量が６ｗｔ％を超えると、母トナー表面に存在するワックス量が多くなり、凝集性を示して流動性が悪化したり、フィルミングを生じたりするばかりか、カラートナーにおいては、色再現性や光沢性を著しく低下させることになる。また、高速画像形成プロセスでのトナー攪拌時の発熱、環境変動などに対して、耐久性、安定性及び保存性の問題が懸念される。

本実施の形態においては、帯電量のコントロールだけでなく、紛体流動性及び紛体付着性などの紛体特性を良好にし、転写性及び帯電性の低下を防止して環境依存性を緩和するために、トナーに外添剤が添加される。外添剤としては、３０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の一次粒子径を有する微粒子と、５ｎｍ以上３０ｎｍ未満の一次粒子径を有する超微粒子とを含有することが望ましい。前記微粒子としては、例えば、疎水化された酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化タングステン、酸化鉄等の金属酸化物、窒化チタン等の窒化物、チタン化合物からなる微粒子を挙げることができ、疎水化された酸化ケイ素からなる微粒子であることが望ましい。

また、前記超微粒子としては、例えば、疎水化された疎水性のチタン化合物、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化タングステン、酸化鉄等の金属酸化物、窒化チタン等の窒化物からなる微粒子を挙げることができ、チタン化合物微粒子であることが望ましい。

外添剤の添加量は、母トナー１００重量部に対して、好ましくは０．０５重量部〜１０重量部を例示でき、より好ましくは０．１重量部〜８重量部を例示できる。外添剤の添加量が全体として多すぎると、遊離の外添剤が発生し、像担持体やキャリア表面が外添剤で汚染され易くなる。また、前記微粒子と前記超微粒子とが併用されなければ、外添剤添加効果が期待できない。さらに、前記微粒子の量が多すぎると紛体流動性向上効果が期待できず、前記超微粒子の量が多すぎると紛体付着性向上効果が期待できない。また、トナーに前記無機微粒子を添加する方法としては、例えば、ヘンシェルミキサーに無機微粒子と母トナーとを入れ、混合するという従来公知の方法を採用することができる。

このトナーは、２成分現像剤として用いることができる。この場合、磁性キャリアと混合して用いればよく、現像剤中のキャリアとトナーの含有比は、キャリア１００重量部に対してトナー１重量部〜１０重量部が好ましい。磁性キャリアとしては、粒子径２０μｍ〜２００μｍ程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キャリアなどの従来から公知のものを使用できる。

ここで、トナーの帯電量と、像担持体３表面の水に対する接触角の標準偏差との関係について考察すると、画像濃度ムラを防止するためにトナーの帯電量を大きくした場合、現像電界や転写電界に忠実に対応して現像や転写されるために高品位な画像が得られ、さらに高転写効率が得られる。しかしその反面、像担持体３上へのトナーの付着量が低下し、画像濃度不足の発生を招くと共に、像担持体３上の転写残トナーは像担持体３との静電気力が強くなって、転写残トナーを像担持体３から除去しづらくなり、クリーニング不良の発生を招く。また、像担持体３の接触角の標準偏差が小さくなると、トナーの付着力のバラツキが小さくなり、トナー現像量及びドット再現性などのバラツキが抑制される。しかしその反面、像担持体３上への潤滑剤の塗布機構の複雑化・大型化及びプロセス制御時間が長時間化してしまう。

そこで、濃度ムラ及び地肌汚れを抑制した高品位な画像を提供すると共に、高転写率とクリーニング性とを向上させるために、トナーの帯電量Ｑが−１０μC／ｇ〜−２５μC／ｇであって、トナーの帯電量Ｑと像担持体３表面の水に対する接触角の標準偏差σとの間には、「σ≦−０．１×Ｑ＋０．８」の関係を成立させることで、前述の問題点を解決することができる。即ち、トナーの帯電量と潤滑剤塗布状態を制御して、トナー付着量差を抑制すると共にトナー帯電量を制御することで、潤滑剤の塗布機構を大型化することなく、画像濃度ムラを防止すると共に画像濃度を確保し、クリーニング不良を抑制した高品位な画像を提供することができる。これにより、クリーニング装置４として、省スペースの潤滑剤塗布兼クリーニング機構を備えたものとすることができる。

この画像形成装置Ａにおける回転ブラシ４２は、像担持体３と略同じ長さ（幅）を有する筒型形状の回転ブラシローラとされており、像担持体３の表面にブラシの毛の先端部が当たるように、像担持体３と互いの軸が平行になるように配置されている。そして、回転ブラシ４２は、像担持体３の回転方向と逆方向に回転駆動され、これにより、当接部において両者は互いに同じ向きに摺動するようになっている。

回転ブラシ４２は、ここでは、電極を兼ねる金属製の芯金に、ブラシの長さ２．０ｍｍ〜５．０ｍｍ、太さ６．６６６デシテックス〜３３．３３デシテックス（６デニール〜３０デニール）の導電性又は半導電性の樹脂繊維を２，３２５（本／ｃｍ²）〜１５５，０００（本／ｃｍ²）（１５，０００（本／ｉｎｃｈ²）〜１，０００，０００（本／ｉｎｃｈ²））となるようにパイル地にしたテープをスパイラル状に巻きつけることで得られたブラシローラとされている。

ブラシの樹脂繊維としては、ナイロン樹脂を例示でき、その他に、例えば、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂等を挙げることができる。耐久性、効果の持続性、環境変動の点からポリエステル樹脂性製のものを用いることが好ましい。また、ブラシには、電気抵抗調整のために、カーボンブラック、銅又はアルミニウム等の金属粉末を添加してもよい。ブラシの植毛形態は、代表的には直毛状の形態とループ状の形態とがあり、いずれも使用可能である。

像担持体３の回転ブラシ４２との当接部位は、１次転写装置６の転写部位よりも像担持体３の回転方向Ｘ下流側となっており、トナー像を転写した後の像担持体３の表面と回転ブラシ４２とが当接するようになっている。回転ブラシ４２は、像担持体３との当接部位よりも回転ブラシ４２の回転方向Ｙ上流側に配された固形潤滑剤４３を掻き取るとともに、掻き取った潤滑剤を像担持体３の表面に塗布するようになっている。像担持体３に塗布された潤滑剤は、クリーニングブレード４１により押圧されてクリーニングブレード４１と像担持体３表面とに一様な皮膜を形成する。摩擦接触するクリーニングブレード４１と像担持体３表面との双方に潤滑剤の膜を形成することで、摩耗係数を低下させ、これにより、クリーニングブレード４１と像担持体３表面との当接部を滑らかにすることができる。像担持体３へ塗布する潤滑剤の量によりクリーニングブレード４１と像担持体３との摩擦係数を調整することができる。一方、膜の一部は、トナーに付着してクリーニングされ、クリーニング装置に廃トナーとして回収される。従って、クリーニングブレード４１と像担持体３との摩擦係数を保つためには一定量の潤滑剤を継続的に供給する必要がある。

像担持体３への潤滑剤の供給量は、１０μｇ〜６０μｇであることが好ましい。前記供給量が１０μｇ未満であると潤滑剤の効果が発現し難い。前記供給量が６０μｇを超えると潤滑剤の供給量が多くなり、クリーニング装置４にそれだけ大きな形状の固形潤滑剤を設置することになるため、クリーニングブレード４１にて像担持体３から除去した残存トナー（廃トナー）の回収搬送通路が確保され難くなり、省スペース化には問題である。さらに、回転ブラシ４２からトナー排出が不十分となり、像担持体３への潤滑剤の塗布に多量のトナーが存在した状況になる。従って、像担持体３の接触角の標準偏差δが大きくなってしまう。

このように、回転ブラシ４２は、像担持体３の表面に固形潤滑剤４３の微粒子を塗布することにより、クリーニングブレード４１と像担持体３の表面との間の摩擦力を低減させると共に、像担持体３の表面へのトナーの付着力を弱めるので、クリーニングブレード４１による除去が効率よく行われるようになる。

潤滑剤が塗布された像担持体３表面の接触角の標準偏差σは、３°以下にすることが好ましい。このように接触角の標準偏差σを３°以下にすることで、トナーの付着力のバラツキを抑え、トナーの付着量が均一となる。これにより、均一濃度のハーフトーン画像を得ることができる。また、ドット中抜けなどの転写不良を抑制した高品位な画像を提供できる。標準偏差σは可及的に小さくすることが好ましいが、そのためには潤滑剤の塗布機構の複雑化、大型化、及びプロセス制御の長時間化となる。

また、回転ブラシ４２は、クリーニングブレード４１の先端部近傍に滞留している廃トナーを回収する機能も有し、その結果、クリーニングブレード４１による除去が効率よく行われるようになっている。さらに、回転ブラシ４２は、クリーニングブレード４１で堰き止められ、掻き落とされたトナーを回収し得る位置に配されている。従って、回転ブラシ４２は、クリーニングブレード４１にて掻き落とされたトナーをブラシ先端部の掻き取り力で像担持体３の表面から機械的に除去すると共に、装置ケース４８内に回収する機能も有している。

ここで、回転ブラシ４２にはフリッカー４６が接触している。フリッカー４６は回転ブラシ４２と略同じ幅を有する長方形の板状の部材となっており、その長手方向が回転ブラシ４２の軸と平行になるように、且つ、幅方向の一方の長辺（エッジ）が回転ブラシ４２と一様に接触するように配置されている。フリッカー４６は、回転ブラシ４２の毛に付着したトナーを除去する機能を有している。

廃トナー回収部材４５は、装置ケース４８の底面側に配されており、回転ブラシ４２によってクリーニングされた廃トナーを、装置ケース４８外部の図示しない廃トナーボックスへ送り出すものである。なお、装置ケース４８の開口部における像担持体３の回転方向Ｘ上流側にはシール材が取り付けられ、これにより、回収したトナーが装置ケース４８から再び漏れ出すのを阻止するようになっている。

さらに、回転ブラシ４２は、像担持体３の回転方向と逆回転するようになっている。回転ブラシ４２の像担持体３に対する周速比は、１．０２〜１．１０であることが好ましい。

本実施の形態では、トナーは、ポリエステル樹脂を用いて構成されるトナーとされている。トナーに含有されるバインダー樹脂として、透明性に優れた無色透明なものを用いることができる。このバインダー樹脂は、屈折率１．５８以下の樹脂であることが望ましい。バインダー樹脂は、屈折率が低くて顔料の屈折率に近い屈折率を有することで、透明性が向上し、これにより、形成される画像の透明性をより効果的に発現させることができる。前記屈折率が１．５８より大きいと、顔料と樹脂との屈折率に差が開き、屈折率の不均一構造が生じ、顔料と樹脂との界面で光の散乱が大きくなって透明性を低下させることになる。バインダー樹脂としては、例えば、（メタ）アクリル系樹脂（ｎ＝１．４９）、スチレン−（メタ）アクリル系樹脂（ｎ＝１．５６）、ポリエステル系樹脂（ｎ＝１．５７）、ポリカーボネート樹脂（ｎ＝１．５８）などの各種の樹脂を挙げることができが、ポリエステル樹脂を用いることが好ましい。ポリエステル樹脂は、光沢度１５以上の値を有しているため、静電潜像現像用トナーの製造に際してバインダー樹脂が充分な溶融状態であるか否かを判定し易い。

カラートナー用のバインダー樹脂は、熱エネルギーにより溶融し、トナーが重ねあわされても十分に発色することが要求される。このため、カラートナー用のバインダー樹脂は、重量平均分子量が１００００〜２００００のポリエステル樹脂を少なくとも含むことが好ましい。前記重量平均分子量が１００００より小さいと、トナーの耐久性が不十分であったり、高温オフセットが発生し易くなったりなる。一方、前記重量平均分子量が２００００を超えるとトナーの定着時の溶融性が低下することによる表面に凸凹が生じ、散乱光の寄与による色相に変化が見られる上、低温オフセットが発生し易くなる。また、バインダー樹脂として、例えば、スチレン−アクリル系樹脂なども挙げることができる。このスチレン−アクリル系樹脂は、黒トナーでよく使用されるものの、重量平均分子量を１００００〜２００００のように低分子量とした場合、機械的強度が低下し、トナー使用時に耐久性が不十分となる。

トナーの体積平均粒子径は、３μｍ〜７μmの範囲にあることが好ましい。ここで、体積平均粒子径が３μｍ未満のトナーの場合、現像装置２に設けられる現像剤潜像体２４の表面に現像され難い微小粒径のトナーが多く存在することになり、その他の本来現像されるべきトナーの現像剤潜像体２４との接触・摩擦が不十分となり、−１０μＣ／ｇ未満の低帯電性トナーが多くなり、これにより、地肌汚れが生じて画像品質が低下する。なお、この低帯電性トナーによる地肌汚れは、例えば、潤滑剤として脂肪酸金属塩を用いる場合、像担持体３表面の脂肪酸金属塩塗布状態に非常に影響される。このため、低帯電性トナーを抑制させることからも、体積平均粒子径は、３μｍ以上とすることが好ましい。

本実施の形態に係る画像形成装置Ａは、像担持体３が、回転駆動されるドラム形状の感光体ドラムであり、感光体ドラムの周速度が２００ｍｍ／秒以上であることが好ましい。

このように本発明に係る画像形成装置Ａによれば、像担持体３表面に潤滑剤を均一に安定して塗布供給することができる。従って、たとえ現像剤として小粒子径化された小粒子径のトナーを用いた場合であって、像担持体３の表面移動速度が高速な（例えば、像担持体３の表面移動速度が２００ｍｍ／ｓ以上の）高速画像形成プロセスの場合であっても、濃度ムラの発生を有効に防止できると共に転写性やクリーニング性、さらには像担持体３の寿命を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記した態様に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えることができる。

以下に、本発明の効果を確認するために行った実施例について比較例と共に説明する。
（実施例１）
画像形成装置として、図２に示される構成に従ってカラー画像形成装置（ＭＸ−７０００（シャープ（株）製））を改造したものを用いた。この画像形成装置の具体的な構成は以下に示すとおりである。

像担持体としては、負帯電特性を有する有機感光体よりなるものを用いた。この有機感光体は、フタロシアニン顔料をポリカーボネートに分散させたものからなる厚みが２５μｍの感光層が、外径８０ｍｍであるアルミニウム製のドラム状金属基材の外周面に形成されてなるものであり、周速度を３５５ｍｍ／ｓｅｃに設定した。

帯電装置としては、スコロトロン帯電器よりなるものを用い、露光装置としては、表面標準出力が３００μＷである半導体レーザー照射装置よりなるものを用い、また、現像装置としては、２成分現像方式の現像器よりなるものを用いた。

像担持体の非露光領域における表面電位は−６００Ｖに制御し、グリッドバイアスは−５５０Ｖ〜−６００Ｖに制御し、また、現像バイアスは−４２０Ｖ〜−４５０Ｖに制御した。

潤滑剤塗布装置を兼ねたクリーニング装置は、ブラシローラ及びウレタンエラストマーよりなる板状のゴムブレードを備え、ゴムブレードとして、硬度が７７°（ＪＩＳ−Ａ）、反発弾性が２７％のものを用い、像担持体に対する初期設定角を２２°、食い込み量を０．８ｍｍ、線圧を０．０２１Ｎ／ｍｍ（２．１５ｇｆ／ｍｍ）となる条件にて設置した。

ブラシローラは、ポリエステル樹脂繊維が密度７．７５ｋｆ／ｃｍ²（５０ｋｆ／ｉｎｃｈ²）に植毛された長尺の生地をローラ基体の周面に巻きつけられてロール状に形成された外径１６ｍｍのものであり、ブラシローラの像担持体への食い込み量を１．０ｍｍに設定し、また、ブラシローラの像担持体に対する周速比を１．２０に設定した。

固形潤滑剤は、縦５ｍｍ、横８ｍｍ、軸方向長さ３２０ｍｍのステアリン酸亜鉛からなる固形状の潤滑剤よりなるものを用い、金属製の保持部材に両面テープで貼付け、圧縮バネにてブラシローラに押圧設置した。潤滑剤の像担持体への塗布量は、像担持体の走行距離から算出されるＡ４サイズ１枚あたりの潤滑剤消費量として４０μgに設定した。なお、Ａ４サイズ１枚あたりの潤滑剤消費量は、潤滑剤消費量［ｇ］／（像担持体の走行距離［ｍｍ］／Ａ４サイズ１枚あたりの像担持体の走行距離［ｍｍ］）で算出することができる。

中間転写体は、電気抵抗が１×１０⁸Ωであるポリイミド製の半導電性の樹脂ベルトよりなるものを用いた。１次転写装置である転写ローラに印加される転写電流を３５μＡとした。定着装置としては、加熱ローラと加圧ローラとにより構成されてなる熱ローラ定着装置を用いた。

現像剤としては、キャリアとトナーからなる２成分現像剤を用いた。キャリアとしては、体積平均粒径が６０μｍであるフェライトキャリアを用い、トナーとしては、次のように作製したものを用いた。即ち、バインダー樹脂にポリエステル樹脂を用い、帯電制御剤をバインダー樹脂に対して１．５重量部含有し、ワックス含有量が３．５重量部で粉砕方式にて母トナーを作製した。この母トナーに外添剤として超微粒子シリカと酸化チタンとを母トナーに対する合計量として１．３ｗｔ％添加し、体積平均粒子径が６．７μｍのトナーを得た。トナーの体積平均粒子径は、コールターカウンターマルチサイザー（コールター社製）を用いて、測定すべきトナー粒子径に対応させて測定用穴の大きさが５０μｍのアパーチャーを選択して用い、５０，０００個の粒子に対する粒子径の平均を測定することにより求めた。現像剤におけるトナー濃度は６ｗｔ％とした。トナーの帯電量Ｑは−２０μＣ／ｇであった。

以上の条件において、潤滑剤を像担持体の表面に塗布することにより、画像形成動作時の像担持体表面における水に対する接触角の標準偏差σは２°（≦−０．１×−２０＋０．８＝２．８）となる表面状態に維持した状態で、画素率５％の画像を連続して３０万枚（Ａ４サイズ）の画像形成試験（温度２５℃、相対湿度５０％）を行い、形成された出力画像について画像品質とクリーニング性とを評価した。

その結果、ハーフトーン画像における濃度ムラは無く、また線文字画像においてはドット中抜けが無く、地肌汚れが無く、クリーニング不良の無い、良好な画像が安定して得られることが確認できた。
（実施例２）
実施例１に用いた画像形成装置において、帯電制御剤のバインダー樹脂に対する含有量を０．７重量部とし、得られた母トナーに外添剤として超微粒子シリカと酸化チタンとを母トナーに対する合計量として１．０ｗｔ％添加した。また、ブラシローラの像担持体に対する周速比を１．０２に設定した。さらに、潤滑剤の像担持体への塗布量は、圧縮バネを装着せず潤滑剤及び保持部材の自重とすることで、像担持体の周速度（表面移動速度）から算出されるＡ４サイズ１枚あたりの潤滑剤消費量として１０μgとした。それ以外は実施例１と同様に実施した。トナーの帯電量Ｑは−１０μＣ／ｇ、潤滑剤を像担持体の表面に塗布することにより画像形成動作時の像担持体表面における水に対する接触角の標準偏差σは１．５°（≦−０．１×−１０＋０．８＝１．８）であった。こうして形成された可視画像について画像欠陥を調査した。

その結果、ハーフトーン画像における濃度ムラは無く、また線文字画像においてはドット中抜けが無く、地肌汚れが無く、クリーニング不良の無い、良好な画像が安定して得られることが確認できた。
（実施例３）
実施例１に用いた画像形成装置において、帯電制御剤のバインダー樹脂に対する含有量を３．０重量部とし、得られた母トナーに外添剤として超微粒子シリカと酸化チタンとを母トナーに対する合計量として１．５ｗｔ％添加した。また、ブラシローラと像担持体に対する周速比を１．０４に設定した。さらに、潤滑剤の像担持体への塗布量は、圧縮バネを調整することで、像担持体の周速度（表面移動速度）から算出されるＡ４サイズ１枚あたりの潤滑剤消費量として６０μgとした。それ以外は実施例１と同様に実施した。トナーの帯電量Ｑは−２５μＣ／ｇ、潤滑剤を像担持体の表面に塗布することにより画像形成動作時の像担持体表面における水に対する接触角の標準偏差σは３°（≦−０．１×−２５＋０．８＝３．３）であった。こうして形成された可視画像について画像欠陥を調査した。

その結果、ハーフトーン画像における濃度ムラは無く、また線文字画像においてはドット中抜けが無く、地肌汚れが無く、クリーニング不良の無い、良好な画像が安定して得られることが確認できた。
（実施例４）
実施例１に用いた画像形成装置において、ブラシローラは、ポリエステル樹脂繊維が密度１５．５ｋｆ／ｃｍ²（１００ｋｆ／ｉｎｃｈ²）に植毛された長尺の生地をローラ基体の周面に巻きつけられてロール状に形成された外径１６ｍｍのものであり、ブラシローラの像担持体への食い込み量を１．０ｍｍに設定し、また、ブラシローラの像担持体に対する周速比を１．１０に設定した。潤滑剤の像担持体への塗布量は、圧縮バネを調整することで、像担持体の周速度（表面移動速度）から算出されるＡ４サイズ１枚あたりの潤滑剤消費量として３０μgとした。それ以外は実施例１と同様に実施した。トナーの帯電量Ｑは−２０μＣ／ｇ、潤滑剤を像担持体の表面に塗布することにより画像形成動作時の像担持体表面における水に対する接触角の標準偏差σは１．５°（≦−０．１×−２０＋０．８＝２．８）であった。こうして形成された可視画像について画像欠陥を調査した。

その結果、ハーフトーン画像における濃度ムラ、クリーニング不良、線文字画像におけるドット中抜け、地肌汚れの発生が無く、問題の無い画像を安定して得ることができた。
（比較例１）
実施例１に用いた画像形成装置において、帯電制御剤のバインダー樹脂に対する含有量を３重量部とし、得られた母トナーに外添剤として超微粒子シリカと酸化チタンとを母トナーに対する合計量として１．８ｗｔ％添加し、体積平均粒子径が５．３μｍのトナーを得た。それ以外は実施例１と同様に行った。トナーの帯電量Ｑは−３０μＣ／ｇ［−１０μＣ／ｇ〜−２５μＣ／ｇの範囲外］、画像形成動作時の像担持体表面における水に対する接触角の標準偏差σは２°（≦−０．１×−３０＋０．８＝３．８）であった。こうして形成された可視画像について画像欠陥を調査した。

その結果、形成された可視画像にクリーニング不良等の画像欠陥が発生することが確認された。この理由としては、高帯電量のトナーの現像量が多く、転写残トナーが強固に像担持体に付着するため、クリーニング不良が発生したと考えられる。
（比較例２）
実施例１に用いた画像形成装置において、帯電制御剤のバインダー樹脂に対する含有量を３重量部とし、得られた母トナーに外添剤として超微粒子シリカと表面処理した粒子径１００ｎｍ〜２００ｎｍの酸化亜鉛粒子とを混合添加した。それ以外は同じ仕様にて実施した。トナーの帯電量Ｑは−９μＣ／ｇ［−１０μＣ／ｇ〜−２５μＣ／ｇの範囲外］、画像形成動作時の像担持体表面における水に対する接触角の標準偏差σは２°（＞−０．１×−９＋０．８＝１．７）であった。こうして形成された可視画像について画像欠陥を調査した。

その結果、形成された可視画像に中抜け不良の発生、及びクリーニング不良、地肌汚れの画像欠陥が発生することが確認された。この理由としては、トナーの帯電量が低いためトナーの現像量が多く、転写残トナーが多量に像担持体上に存在するためクリーニング不良が発生し、またトナーが電界に対応せずに飛翔するため地肌汚れになったと考えられる。
（比較例３）
実施例１に用いた画像形成装置において、ブラシローラに対する像担持体の周速比を１．０とし、ブラシローラの密度を１５．５ｋｆ／ｃｍ²（１００ｋｆ／ｉｎｃｈ²）に設定し、また、像担持体への食い込み量を０．５ｍｍに設定した。潤滑剤の像担持体への塗布量は、圧縮バネを調整することで、像担持体の周速度（表面移動速度）から算出されるＡ４サイズ１枚あたりの潤滑剤消費量として４０μgとした。それ以外は同様の検討を行った。トナーの帯電量Ｑは−２０μＣ／ｇであった。像担持体の水に対する接触角の標準偏差σは５°（＞−０．１×−２０＋０．８＝２．８）であった。こうして形成された可視画像について画像欠陥を調査した。

その結果、形成された可視画像にハーフトーン画像の濃度ムラ等の画像欠陥が発生することが確認された。この理由としては、ブラシローラによる潤滑剤塗布が均一に行われなかったため、トナー付着力のバラツキが発生したと考えられる。
（比較例４）
実施例１に用いた画像形成装置において、ブラシローラは、ポリエステル樹脂繊維が密度１５．５ｋｆ／ｃｍ²（１００ｋｆ／ｉｎｃｈ²）に植毛された長尺の生地をローラ基体の周面に巻きつけられてロール状に形成された外径１６ｍｍのものであり、ブラシローラの像担持体への食い込み量を１．０ｍｍに設定し、また、ブラシローラの像担持体に対する周速比を１．０４に設定した。潤滑剤の像担持体への塗布量は、圧縮バネを調整することで、像担持体の周速度（表面移動速度）から算出されるＡ４サイズ１枚あたりの潤滑剤消費量として４０μgとした。それ以外は実施例１と同様に実施した。トナーの帯電量Ｑは−２０μＣ／ｇ、潤滑剤を像担持体の表面に塗布することにより画像形成動作時の像担持体表面における水に対する接触角の標準偏差σは４°（＞−０．１×−２０＋０．８＝２．８）であった。こうして形成された可視画像について画像欠陥を調査した。

その結果、ハーフトーン画像における濃度ムラは僅かに発生し、また線文字画像においてはドット中抜けが若干生じた。しかし、地肌汚れは無く、クリーニング不良も無かった。
（比較例５）
実施例１に用いた画像形成装置において、ブラシローラに対する像担持体の周速比を１．０４に設定し、潤滑剤の像担持体への塗布量は、圧縮バネを調整することで、像担持体の周速度（表面移動速度）から算出されるＡ４サイズ１枚あたりの潤滑剤消費量として７０μgとした。それ以外は実施例１と同様に実施した。トナーの帯電量Ｑは−２０μＣ／ｇ、潤滑剤を像担持体の表面に塗布することにより画像形成動作時の像担持体表面における水に対する接触角の標準偏差σは３°（＞−０．１×−２０＋０．８＝２．８）であった。こうして形成された可視画像について画像欠陥を調査した。

その結果、２５万枚まではハーフトーン画像における濃度ムラは無く、また線文字画像においてはドット中抜けが無く、地肌汚れが無く、クリーニング不良の無い、常に良好な画像を得ることが確認できた。しかし、２５万枚から３０万枚では潤滑剤が枯渇したため、ハーフトーン画像における濃度ムラ及びクリーニング不良が若干発生し、線文字画像においてはドット中抜けと地肌汚れが発生し、良好な画像を得ることができなかった。
（比較例６）
実施例１に用いた画像形成装置において、ブラシローラは、ポリエステル樹脂繊維が密度４．６５ｋｆ／ｃｍ²（３０ｋｆ／ｉｎｃｈ²）に植毛された長尺の生地をローラ基体の周面に巻きつけられてロール状に形成された外径１６ｍｍのものであり、ブラシローラの像担持体への食い込み量を１．０ｍｍに設定し、また、ブラシローラの像担持体に対する周速比を１．０４に設定した。潤滑剤の像担持体への塗布量は、圧縮バネを装着せず潤滑剤及び保持部材の自重とすることで、像担持体の周速度（表面移動速度）から算出されるＡ４サイズ１枚あたりの潤滑剤消費量として５μgとした。それ以外は実施例１と同様に実施した。トナーの帯電量Ｑは−２０μＣ／ｇ、潤滑剤を像担持体の表面に塗布することにより画像形成動作時の像担持体表面における水に対する接触角の標準偏差σは３°（＞−０．１×−２０＋０．８＝２．８）であった。こうして形成された可視画像について画像欠陥を調査した。

その結果、ハーフトーン画像における濃度ムラ及びクリーニング不良は無かったが、線文字画像においてはドット中抜けと地肌汚れが発生した。

前記の実施例１〜４及び比較例１〜６の実験条件及び判定結果を表１に示す。

なお、評価基準は以下のとおりである。
「ハーフトーン画像の濃度ムラ」
１０万枚画像形成後、ハーフトーン画像を（濃度０．２付近の均一画像）の濃度を２７箇所測定し、（最大濃度）−（最小濃度）を算出して評価することで判定した。画像濃度の測定は、反射濃度計Ｘ−ｒｉｔｅ社製Ｘ−ｒｉｔｅ９３８を用いて行った。
◎ ：０．０５以下（良好）
○ ：０．０５を超え０．１未満（実用上問題なし）
× ：０．１以上（実用上問題あり）
「地肌汚れ」
画像濃度を一定とし、特定画像における画像のない領域において、印字前の画像濃度と印字後の画像濃度との濃度差を算出して評価することで判定した。画像濃度の測定は、反射濃度計Ｘ−ｒｉｔｅ社製Ｘ−ｒｉｔｅ９３８を用いて行った。
◎ ：０．０５以下（良好）
○ ：０．０５を超え０．１未満（実用上問題なし）
× ：０．１以上（実用上問題あり）
「中抜け」
文字を拡大観察し、中抜けの発生有無を面積率を測定することで判定した。
◎ ：面積率９５％以上（良好）
○ ：面積率９０％を超え９５％未満（実用上問題なし）
× ：面積率９０％以下（実用上問題あり）
「クリーニング性」
トナーすり抜けの発生の有無、クリーニングブレードのめくれの発生の有無を評価した。
◎ ：３０万枚の画像出力までトナーのすり抜け、ブレードめくれの発生なし
○ ：５万枚の画像出力までトナーのすり抜け、ブレードめくれの発生なし
× ：５万枚未満の画像出力でトナーのすり抜け又はブレードめくれ発生あり
「潤滑剤の寿命」
潤滑剤の寿命を判定した。
◎ ：３０万枚の画像出力まで潤滑剤は十分な残量あり
× ：３０万枚未満の画像出力で潤滑剤は枯渇
「総合判定」
ハーフトーン画像の濃度ムラ、中抜け、地肌汚れ、クリーニング性、潤滑剤の寿命を総合判断した。
○ ：実用上問題なし（良好）
△ ：実用上問題なし
× ：実用上問題あり
また、図４は、トナー帯電量Ｑと像担持体表面の水に対する接触角の標準偏差σとの関係を示すグラフにおいて、実施例１〜４及び比較例１〜６の結果の総合判定を対応する位置に記載した図である。図４に示すように、トナーの帯電量Ｑが−１０μC／ｇ〜−２５μC／ｇであって、像担持体表面の水に対する接触角の標準偏差σが「σ≦−０．１×Ｑ＋０．８」となる領域（図４の斜線部参照）が良好な結果を得る範囲となっていることが分かる。

前記の範囲となるように、トナーの帯電量Ｑや水に対する接触角の標準偏差σを制御する。標準偏差σの制御は、ブラシローラや潤滑剤の塗布量により行うことができる。例えば、ブラシローラの像担持体に対する周速比やブラシローラの密度をアップすれば、潤滑剤を均一に塗布できるため、水に対する接触角のばらつきが少なくなり、標準偏差σを下げることができる。一方、ブラシローラにおける像担持体への食い込み量を下げれば、標準偏差σを上げることができる。

さらに、潤滑剤の塗布量が１０μｇ〜６０μｇの範囲において、潤滑剤の塗布量を下げれば、潤滑剤を均一に塗布できるため、水に対する接触角のばらつきが少なくなり、標準偏差σを下げることができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置を概略的に示す断面図である。 図１に示す画像形成装置におけるブラック（Ｋ）用画像形成部の概略構成を示す断面図である。 図１に示す画像形成装置におけるクリーニング装置及び像担持体を中心に示す断面図である。 トナー帯電量Ｑと像担持体表面の水に対する接触角の標準偏差σとの関係を示すグラフにおいて、実施例１〜４及び比較例１〜６の結果の総合判定を対応する位置に記載した図である。

符号の説明

３ 像担持体（感光体ドラム）
４１ クリーニングブレード
Ａ 画像形成装置
Ｑ トナーの帯電量
σ 像担持体表面の水に対する接触角の標準偏差

Claims (5)

1. 表面が移動する像担持体における残存トナーを除去するクリーニングブレードと前記像担持体との摩擦係数を低下させる潤滑剤を前記像担持体に供給するように構成された画像形成装置において、
   前記トナーの帯電量Ｑが−１０μＣ／ｇ〜−２５μＣ／ｇであって、前記像担持体表面の水に対する接触角の標準偏差σが
   σ≦−０．１×Ｑ＋０．８
   の関係を満足することを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記像担持体上に供給される潤滑剤の量が、前記像担持体の表面移動速度から算出されるＡ４サイズ１枚あたり１０μｇ〜６０μｇであることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２記載の画像形成装置において、
   前記前記像担持体表面の水に対する接触角の標準偏差σが３°以下の範囲にあることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１から３の何れか一つに記載の画像形成装置において、
   前記トナーは、体積平均粒子径が３μｍ〜７μｍの範囲にあることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１から４の何れか一つに記載の画像形成装置において、
   前記像担持体は、回転駆動されるドラム形状の感光体ドラムであり、
   前記感光体ドラムの周速度が２００ｍｍ／秒以上であることを特徴とする画像形成装置。

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