JP6962023B2 - クリーニング装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、クリーニング装置および画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリおよびこれらの複合機などの電子写真方式の画像形成装置においては、一般に、トナー画像を保持して移動する像保持部材（以下、「像担持体」あるいは「感光体」とも言う）からトナー画像を記録シートや中間転写体などの被転写部材に転写させた後、この像担持体の表面に、弾性を有するクリーニング部材、例えばクリーニングブレード、の端部を圧接させて、この像担持体の表面に残留しているトナーなどの付着物を除去している。

像担持体の表面にクリーニングブレードを圧接させて上記付着物を長期に亘って除去し続けると、クリーニングブレードの端部が摩耗してクリーニング性能が低下することがあり、また像担持体の表面が摩耗して、像担持体の寿命が短くなることがある。

上記の問題の対策の一例には、金属石鹸などの固形潤滑剤の塊からブラシローラによって固形潤滑剤を掻き取り、トナー像を転写させた後の像担持体の表面にこのブラシローラを接触させて、掻き取った潤滑剤を像担持体の表面に塗布し、潤滑剤が塗布された像担持体の表面にクリーニングブレードの端部を圧接させて、像担持体の表面に残留しているトナーなどの残留物を除去するとともに、上記の潤滑剤を像担持体の表面に塗布させる方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

また、上記対策の他の例には、潤滑剤を像担持体に塗布するブラシロールなどの塗布部材にトナーと逆極性の電圧を印加することにより、像担持体の表面の転写残トナーを静電的および機械的に回収し、かつ像担持体の表面における上記外添剤によるフィルミングも機械的に除去する方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。

これらの方法によれば、潤滑剤により像担持体の表面における摩擦係数が低減し、クリーニングブレードの端部および像担持体の表面の摩耗が抑制されるとともに、像担持体の表面の離型性が高められ、像担持体の表面に形成されたトナー画像を上記の被転写部材に適切に転写させる効果も期待される。

特開昭５８−１７２６７７号公報 特開２０１１−０７００４１号公報 特開２００４−２２６６８５号公報

しかしながら、上記のクリーニング方法が行われる上記画像形成装置であっても、高印字率画像を連続印刷する場合では、クリーニングブレードの所期の寿命が達成されず、上記の摩耗による画質の低下が生じることがある。特に、画質の要求水準が高く、また、同じ印刷物を大量に連続印刷する印刷産業において、上記の問題は顕著である。

本発明は、クリーニング装置を有するとともに像担持体の表面に固形潤滑剤が塗布される電子写真方式の画像形成において、高印字率画像を連続印刷した場合であってもクリーニング部材の摩耗による画質の低下を抑制し、所期の画質を長期に亘って維持可能な技術を提供することを課題とする。

本発明は、上記課題を解決する第１の手段として、金属石鹸および帯電性粒子を含有する固形潤滑剤と、導電性を有するとともに上記固形潤滑剤を像担持体の表面に塗布する塗布部材と、上記塗布部材に電圧を印加して上記帯電性粒子を所望の極性に帯電させるための電源装置と、弾性を有するとともに上記固形潤滑剤が塗布された上記像担持体の表面に当接して上記表面上の付着物を掻き取るためのクリーニング部材とを有する、電子写真方式の画像形成装置における上記像担持体の表面の付着物を除去するためのクリーニング装置であって、上記帯電性粒子は、上記像担持体の表面に供給されるトナーの外添剤の帯電性の極性とは逆の極性の帯電性を有し、上記電源装置は、上記逆の極性の電圧を上記塗布部材に印加するための装置であるクリーニング装置、を提供する。

また、本発明は、上記課題を解決する第２の手段として、その表面にトナー画像を担持するための像担持体と、上記トナー画像を被転写部材に転写した後の上記像担持体の表面の付着物を上記表面から除去するための上記クリーニング装置とを有する電子写真方式の画像形成装置、を提供する。

本発明によれば、クリーニング装置を有するとともに像担持体の表面に固形潤滑剤が塗布される電子写真方式の画像形成において、高印字率画像を連続印刷した場合であってもクリーニング部材の摩耗による画質の低下を抑制し、所期の画質を長期に亘って維持することができる。

本発明の一実施の形態の画像形成装置の構成の一部を模式的に示す図である。 上記実施の形態における像担持体とクリーニング部材との当接部およびその近傍を拡大して模式的に示す図である。 クリーニングブレードの摩耗長さを説明するための図である。

本発明の一実施の形態のクリーニング装置は、金属石鹸および帯電性粒子を含有する固形潤滑剤と、導電性を有するとともに上記固形潤滑剤を上記像担持体の表面に塗布する塗布部材と、上記塗布部材に電圧を印加して上記帯電性粒子を所望の極性に帯電させるための電源装置と、弾性を有するとともに上記固形潤滑剤が塗布された上記像担持体の表面に当接して上記表面上の付着物を掻き取るためのクリーニング部材とを有する。上記クリーニング装置は、以下に説明する各構成要件を満足する範囲において、例えば前述の先行技術文献に記載されているような、公知のクリーニング装置の構成要素をそのまま用い、あるいは利用して構成することができる。

上記固形潤滑剤は、金属石鹸および帯電性粒子を含有する。上記金属石鹸は、電子写真方式の画像形成装置で像担持体に塗布される固形潤滑剤において公知の金属石鹸から適宜に選ぶことが可能である。上記金属石鹸は、一種でもそれ以上でもよい。上記金属石鹸の例には、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸などの直鎖炭化水素にカルシウム、マグネシウム、鉛、亜鉛、銅、鉄などの金属が結合した脂肪酸金属塩、が含まれ、中でも、特に、ステアリン酸亜鉛は、像担持体の摩擦係数を低減する効果が高い観点から好ましい。

上記帯電性粒子は、上記像担持体の表面に供給されるトナーの外添剤の帯電性の極性とは逆の極性の帯電性を有する。すなわち、上記外添剤が負帯電性であれば、上記帯電性粒子は正帯電性であり、当該外添剤が正帯電性であれば上記帯電性粒子は負帯電性である。

上記帯電性粒子の帯電性は、例えば、常温常湿環境などの一般的な環境下において、上記帯電性粒子と二成分現像剤のキャリア粒子とが入ったポリエチレン製容器を振って両粒子を混合し、ブローオフ法により、上記帯電性粒子が正および負のどちらの極性に摩擦帯電したか、によって判別することが可能である。

また、上記帯電性粒子の帯電性の極性は、上記トナーの帯電性の極性と逆の極性であること、すなわち、上記トナーが負帯電性のトナーであれば上記帯電性粒子は正帯電性を有し、正帯電性のトナーであれば上記帯電性粒子は負帯電性を有することが、クリーニング部材による像担持体の表面上の残留トナーの除去をより容易にする観点から好ましい。

上記帯電性粒子の材料は、所望の帯電性を呈する範囲において適宜に決めることができ、無機粒子であってもよいし、有機粒子であってもよい。上記無機粒子の材料の例には、金属酸化物が含まれ、当該金属酸化物の例には、シリカ、アルミナ、チタニアおよびジルコニアが含まれる。上記無機粒子は、その帯電性を調整する観点から、あるいは、上記金属石鹸中での分散性を高める観点から、公知の適当な表面処理剤によって表面処理されていてもよい。当該表面処理剤の例には、シリコーンオイルおよびシランカップリング剤が含まれる。

上記有機粒子の例には、樹脂粒子が含まれる。当該樹脂粒子の材料の樹脂は、その樹脂そのものが、または、粒子としたときに、前述した粒径や硬さなどの所望の物性を十分に発現可能な樹脂から適宜に選ぶことが可能であり、一種でもそれ以上でもよい。上記樹脂の例には、アクリル樹脂、スチレン樹脂、スチレン−アクリル樹脂およびメラミン樹脂が含まれる。中でも、比重が軽くクリーニング部材を傷つけにくい観点から、アクリル樹脂、スチレン樹脂またはスチレン−アクリル樹脂であることがより好ましい。

アクリル樹脂の例には、アクリル酸またはそのエステル類、メタクリル酸またはそのエステル類、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのアクリル酸誘導体の単独重合体または共重合体が含まれる。

スチレン樹脂の例には、スチレンおよびスチレン誘導体などのスチレン系モノマーの単独重合体、およびスチレン系モノマーを主成分としこれと共重合可能なビニル化合物との共重合体樹脂を言う。スチレン系モノマーの例には、スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−クロロスチレン、ｐ−メチルスチレン、ビニルナフタレン、などの芳香族ビニル化合物が含まれる。

上記スチレン−アクリル樹脂は、スチレン系モノマーとアクリル系モノマーとの共重合体であり、その重合形態は限定されない。

上記樹脂粒子は、その帯電性を調整する観点から、所望の極性を有する官能基を上記樹脂粒子の少なくとも表面に導入してもよい。上記官能基の導入の方法は、公知の方法によって行うことができ、例えば、上記官能基を有する樹脂のシェル層を含む上記樹脂粒子とすること、上記樹脂粒子の表面を上記官能基で化学的に修飾し、または物理的に担持させること、あるいは、上記樹脂粒子の材料の樹脂に上記官能基を導入すること、によって行うことができる。

以下、上記帯電性粒子の帯電性について、トナーおよびその外添剤が負帯電性を有する場合を例に、さらに説明する。

上記トナーおよびその外添剤が負帯電性を有する場合では、上記帯電性粒子は正帯電性を有する。この場合、上記帯電性粒子は、少なくともその表面に正帯電性の含窒素官能基を有することが、クリーニング部材および像担持体の表面を上記帯電性粒子が摩耗することを抑制する観点から好ましい。帯電性粒子は、上記含窒素官能基を粒子全体に含んでいてもよいし、表面を含む一部（例えばシェル層）のみに有していてもよい。

上記正帯電性の含窒素官能基は、正帯電性を示す、窒素原子を含有する官能基である。上記含窒素官能基は、前述したように、上記樹脂粒子の表面に化学的に結合していてもよいし、分子間力による相互作用などによって物理的に担持されていてもよい。上記窒素原子が樹脂粒子と化学的に結合している場合では、上記窒素原子は、樹脂粒子の表面を構成する樹脂の構造単位に含まれていてもよいし、特定の官能基を介して適宜に結合していてもよい。

また、上記含窒素官能基の、上記樹脂粒子の表面における含有量は、それが多いほど（樹脂粒子の表面が窒素原子をより多く含むほど）上記樹脂粒子の正帯電性が強くなるが、多すぎると、逆極性のトナーを用いる画像形成プロセスに影響を及ぼす可能性がある。上記含窒素官能基の、上記樹脂粒子の表面における含有量は、本実施の形態の効果が得られるとともに所期の画像形成プロセスが実現可能な範囲において適宜に決めることができ、窒素原子の存在比率で０．５ａｔｏｍ％以上であることが、前述のクリーニング性を高める効果を十分に発現させる観点から好ましく、０．７ａｔｏｍ％以上であることがより好ましい。また、上記含有量は、逆極性のトナーを用いる画像形成プロセスに影響を抑える観点から、１５ａｔｏｍ％以下であることが好ましく、１０ａｔｏｍ％以下であることがより好ましい。

上記樹脂粒子の表面における窒素は、上記含窒素官能基に由来する。上記含窒素官能基の、上記樹脂粒子の表面における含有量は、上記樹脂粒子の表面を構成する元素（ここでは、選択元素Ｃ、ＮおよびＯの存在比率の合計を１００％としたとき）のうちの窒素原子の存在比率として求めることが可能であり、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）によって求めることが可能である。

上記含窒素官能基は、一種でもそれ以上でもよいが、全体として正の帯電性を示す。たとえば、上記含窒素官能基は、アミノ基、アミド基またはイミド基を含む場合ではニトロ基またはニトロソ基をさらに含んでいてもよいが、ニトロ基またはニトロソ基のみを含むことはない。上記含窒素官能基の例には、構造式（１）〜（４）で示される、１〜３級アミノ基、４級アンモニウム基、および１〜２級アミド基が含まれる。たとえば、構造式（１）の含窒素官能基は、樹脂の側鎖に存在し、構造式（２）（３）の含窒素官能基は、いずれも主鎖に存在する。また、例えば、構造式（４）の含窒素官能基は、樹脂の側鎖または主鎖に存在する。

上記構造式（１）〜（４）において、Ｒ_１、Ｒ_２、は、それぞれ、水素、アルキル基またはアルケニル基である。当該アルキル基およびアルケニル基は、いずれも、炭素数１〜１０の直鎖、分岐鎖若しくは環状の基である。

上記帯電性粒子は、適度な大きさを有することが、クリーニングニップ部でのクリーニング部材の摩耗を抑制する観点、および、像担持体の表面上でトナーから遊離した外添剤を堰き止める観点、から好ましい。なお、「クリーニングニップ部」とは、電子写真方式の画像形成装置における像担持体とそれに当接するクリーニング部材との当接部である。

たとえば、上記帯電性粒子の体積平均粒径は、像担持体の表面上においてトナーから遊離した外添剤を堰き止める観点から３０ｎｍ以上であることが好ましい。当該粒径が３０ｎｍより小さいと、像担持体表面の微小な凹凸に上記帯電性粒子が嵌まり、クリーニングニップ部を通過することがあり、上記の堰き止め効果が十分に発揮されないことがある。また、上記体積平均粒径は、クリーニングブレードのチッピングなどのクリーニング部材の損傷を抑制する観点から、３００ｎｍ以下であることが好ましく、２００ｎｍ以下であることがより好ましい。

また、上記帯電性粒子の粒子径の変動係数（ＣＶ値）は、以下の式から求めることができ、２０％以下であることが好ましく、１５％以下であることがより好ましい。
変動係数（ＣＶ値：％）＝１００×（標準偏差／平均粒径）

上記帯電性粒子の体積平均粒径およびＣＶ値は、例えば、レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置（「ＬＡ−９６０」（株式会社堀場製作所製））を用いて求めることが可能である。

上記帯電性粒子は、適度な丸みを有することが、クリーニングニップ部での像担持体およびクリーニング部材の摩耗を抑制する観点から好ましい。たとえば、上記帯電性粒子の平均円形度は、０．９以上であることが、上記の観点から好ましい。

上記帯電性粒子はクリーニングニップ部において、その粒子形状を保つのに十分な硬さを有することが好ましい。大まかには、上記帯電性粒子は、ロックウェル硬さでＭスケールの硬さを有することが、クリーニングニップ部における形状の維持および像担持体への研磨の観点から好ましい。

上記帯電性粒子は、粒径が小さく、それ自体の硬度を測定することは困難だが、例えば帯電性粒子と同組成の部材により上記のロックウェル硬さの測定によって相対的に硬度を確認することが可能である。また、例えば、クリーニングニップ部におけるニップ圧の条件下にある上記帯電性粒子の粒子形状を観察し、この粒子形状が実質的に変形しないことを観察することによって、その帯電性粒子が所期の硬さを有することを確認することが可能である。

上記樹脂粒子の上記樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）は、ポリスチレン標準によってゲル透過クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定する場合で５，０００以上であることが、クリーニングニップ部での像担持体およびクリーニング部材の摩耗を抑制する観点から好ましい。また、上記Ｍｗは、上記の摩耗抑制効果が頭打ちになる観点、および、入手の容易さの観点、から５００，０００以下であることが好ましい。

上記帯電性粒子の真密度は、１．２以下であることが好ましい。真密度が１．２より高くなると、帯電性粒子の重さによるクリーニングブレードのニップ部直前の流動性が低下することや、帯電性粒子のもつ運動エネルギーの増加に伴い、クリーニングブレードの帯電性粒子を除去することによる負荷が必要以上に大きくなり、クリーニング性が不十分になることなどの悪影響が生じうる。

なお、帯電性粒子の真密度の測定は、ヘリウムによるガス置換式の測定法を用いる。測定器にアキュピック１３３０（株式会社島津製作所社製）を用いて測定できる。測定法は、ステンレス製の内径１８．５ｍｍ、長さ３９．５ｍｍ、容量１０ｃｍ^３のセルに、精秤した測定サンプルを入れる。次いで、試料セル中の微粉体（帯電性粒子の測定サンプル）の容積をヘリウムの圧力変化によって測定し、求められた容積とサンプルの重さから帯電性粒子の真密度を求めることが可能である。なお、メラミン樹脂の粒子の真密度は、一般に１．４以上である。

上記帯電性粒子がコアシェル構造の樹脂粒子である場合における上記シェル部を構成する樹脂は、シェル部に例えば上記含窒素官能基を一定量（窒素の存在比率０．５〜１５ａｔｏｍ％）有していればよく、上記コア部を構成する樹脂と同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、シェル部は、コア部の表面全てを被覆するものであるのが好ましいが、コア部の表面の一部にシェル部が形成されていない部分が存在していてもよい。

コアシェル構造を有する上記樹脂粒子は、合成品であってもよいし、市販品であってもよい。当該樹脂粒子の重合方法は特に限定されず、懸濁重合、分散重合、シード重合など従来公知の製造方法によって製造することができる。たとえば、上記樹脂粒子は、少なくとも１分子中に１個以上のビニル基を有する化合物を含む単量体成分を重合してなるビニル系重合体で構成することができ、コア部およびシェル部を構成する単量体成分の組合せとしては、シェル部を構成する単量体とコア部を構成する単量体とが同一の化合物であってもよいし、異なっていてもよい。

また、上記樹脂粒子は、シェル部のみ、またはシェル部とコア部との両方に、（メタ）アクリル酸アミノアルキル（炭素数１〜８）エステル、（メタ）アクリルアミドおよびメチロール（メタ）アクリルアミドなどの含窒素官能基を有するビニル系単量体が含まれる態様から製造することが可能であり、また、第四級アンモニウム塩や脂肪族アミンの酢酸塩などの含窒素官能基を有する乳化剤を用いて重合する態様から製造することが可能である。上記（メタ）アクリル酸アミノアルキル（炭素数１〜８）エステルの例には、アミノメチルアクリレート、アミノメチルメタクリレート、アミノエチルアクリレート、アミノエチルメタクリレート、アミノプロピルアクリレートおよびアミノブチルアクリレートが含まれる。

また、上記市販品の例には、「ファインスフェア ＦＳ−１０７」（日本ペイント・インダストリアルコーティングス株式会社製、「ファインスフェア」は日本ペイント株式会社の登録商標）、および、「ケミスノー ＭＰ−２８００」（綜研化学株式会社製、「ケミスノー」は同社の登録商標）が含まれる。

上記固形潤滑剤における上記金属石鹸の含有量は、本実施の形態の効果が得られる範囲において適宜に決めることが可能であり、成形性や割れやすさの観点から７０質量％以上であることが好ましく、８０質量％以上であることがより好ましい。

上記固形潤滑剤における上記帯電性粒子の含有量は、本実施の形態の効果が得られる範囲において適宜に決めることが可能である。上記含有量は、クリーニング性の向上効果を十分に発現させる観点から１質量％以上であることが好ましい。また、上記含有量は、クリーニング性の観点から、３０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以下であることがより好ましい。上記含有量が１質量％未満であると、粒子が少なすぎて粒子による効果が不十分となることがあり、その結果、クリーニングブレードの摩耗の抑制が不十分になることがある。上記含有量が３０質量％を超えると、クリーニング性が不十分になることがある。

上記固形潤滑剤は、本実施の形態の効果が得られる範囲において、上記金属石鹸および上記樹脂粒子以外の他の成分をさらに含有していてもよい。

上記固形潤滑剤は、公知の方法によって製造することが可能である。たとえば、上記固形潤滑剤は、金属石鹸と樹脂粒子とを混合し、加温溶融して金型内に注入し、次いで冷却して固化させることによって製造することが可能である。また、金属石鹸と樹脂粒子とを混合し、圧縮成型することによっても製造することが可能である。

上記塗布部材は、固形潤滑剤の形態に応じて、固形潤滑剤を像担持体の表面に塗布するための公知の装置の中から適宜に選ぶことが可能である。たとえば、上記固形潤滑剤は、棒状の塊あるいは粉体の状態で塗布に供され、上記塗布部材には、固形潤滑剤の上記塊や上記粉体などの供給源と像担持体の表面との両方に接触する位置に配置されている弾性ローラを用いることが可能である。当該弾性ローラの例には、ブラシローラおよびスポンジローラが含まれる。

上記塗布部材における上記のローラの回転方向は、像担持体に対してウィズ方向（表面が同一方向に移動する方向）およびカウンター方向（表面が逆方向に移動する方向）のいずれでもよい。像担持体に固形潤滑剤を均一に塗布する観点、および、上記ローラがトナーを取り除いた後の像担持体の表面に固形潤滑剤が塗布される観点から、カウンター方向であることがより好ましい。なお、像担持体の表面における固形潤滑剤の塗布量は、上記ローラの回転速度によって調整することが可能であり、例えば上記回転速度を上げることにより、上記塗布量を多くすることができる。

上記塗布部材は、それが保持する固形潤滑剤を帯電させる導電性を有する。当該導電性は、塗布部材全体が有していてもよいし、固形潤滑剤を保持する部分、例えばブラシローラであればブラシの繊維であり、スポンジローラであればスポンジの部分、のみに導電性を有していてもよい。

上記塗布部材における導電性は、低すぎると上記帯電性粒子における所望の極性の帯電が不十分となることがあり、高すぎると像担持体に電気が流れ、帯電性粒子の帯電が不十分となることがある。このような観点から、上記導電性は、静電帯電が生じる程度の導電性以上であり、かつ塗布部材から像担持体への電流のリークを生じる導電性未満である範囲から適宜に決めることが可能である。

上記電源装置は、上記外添剤の帯電性とは逆の極性の電圧を上記塗布部材に印加するための装置である。電源装置には、所望の極性の電圧を印加可能な公知の装置を採用することが可能である。

上記電源装置が印加する電圧は、直流電圧でもよいし、交流電圧でもよいし、これらの重畳電圧であってもよい。中でも、上記電圧は、帯電性粒子を迅速に帯電させる観点から、直流電圧または重畳電圧であることが好ましく、よって、上記電源装置は、直流電圧、または直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を前記塗布部材に印加するための装置であることが好ましい。

上記電源装置が上記塗布部材へ印加する電圧は、低すぎると、塗布部材に保持された状態の帯電性粒子が凝集して像担持体の表面上に均一に塗布されないためにクリーニング部材が局所的に摩耗されることがある。上記電圧が高すぎると、塗布部材から像担持体へ電気のリークが生じ、やはり帯電性粒子が凝集して像担持体の表面上に均一に塗布されなくなることがある。このような帯電性粒子の帯電不良による塗布状態の不良を防止する観点から、上記電圧は、例えば上記塗布部材を正極性に帯電させる場合では、＋１００〜＋５００Ｖであることが好ましく、＋３００〜＋５００Ｖであることがより好ましい。

上記クリーニング部材は、像担持体の表面に当接する弾性部材であり、当該クリーニング部材には、ゴム弾性を有する板である公知のクリーニングブレードを好適に用いることが可能である。

上記クリーニング装置は、本実施の形態の効果が得られる範囲において、前述した構成要素以外の他の構成要素をさらに有していてもよい。当該他の構成要素の例には、フリッカー、スクレーパ、およびさらなる電源装置が含まれる。

上記フリッカーは、上記塗布部材の塗布部に当接して塗布部材に付着している固形潤滑剤および転写残トナーなどの像担持体表面の付着物を当該塗布部から除去するための部材である。上記スクレーパは、上記フリッカーが保持する上記固形潤滑剤および付着物を当該フリッカーから除去するための部材である。これらには、フリッカーおよびスクレーパとして公知の部材を用いることが可能である。

上記さらなる電源装置は、上記フリッカーに電圧を印加し、上記塗布部材の塗布部に付着する上記固形潤滑剤および上記付着物の除去を促進するための装置である。上記電圧は、本実施の効果が得られ、かつ上記塗布部のクリーニングに好適な範囲から適宜に決めることが可能であり、例えば、負帯電性の上記トナーおよび上記外添剤と、正帯電性の上記帯電性粒子を用いる場合では、＋４００〜１０００Ｖであることが好ましい。上記フリッカーへの電圧の印加は、連続していてもよいし、断続的であってもよい。

上記クリーニング装置は、公知の電子写真方式の画像形成技術に用いることが可能である。すなわち、上記クリーニング装置は、その表面にトナー画像を担持するための像担持体と、上記トナー画像を被転写部材に転写した後の上記像担持体の表面の付着物を上記表面から除去するためのクリーニング装置とを有する電子写真方式の画像形成装置の当該クリーニング装置に適用することが可能である。

また、上記クリーニング装置は、その表面に担持するトナー画像を被転写部材に転写した後の像担持体の表面から、上記表面の付着物を除去するクリーニング工程を含む電子写真方式の画像形成方法に適用可能である。上記クリーニング工程は、固形潤滑剤を上記像担持体の表面に塗布部材によって塗布する塗布工程と、塗布すべき上記固形潤滑剤を保持している上記塗布部材に電圧を印加して、上記固形潤滑剤に含有される帯電性粒子を、上記トナー画像を構成するトナーの外添剤の帯電性とは逆の極性に帯電させる電圧印加工程と、上記固形潤滑剤が塗布された上記像担持体の表面に当接するクリーニング部材によって上記表面上の付着物を掻き取る掻き取り工程とを含む。

なお、上記電子写真方式の画像形成に用いられる上記トナーは、トナー母体粒子とその表面に付着する外添剤とによって構成されるトナー粒子からなる一成分現像剤であってもよいし、当該トナー粒子とこれを表面に担持するキャリア粒子とによって構成される二成分現像剤であってもよい。上記トナーには、公知のトナーを用いることが可能である。すなわち、上記トナーは、少なくとも、結着樹脂および着色剤が含有されるトナー母体粒子と外添剤とから構成される。当該外添剤の添加により、トナーの流動性が高められ、帯電極性が調整される。

上記外添剤は、トナーの外添剤として公知の粒子の中から適宜に決めることが可能であり、その例には、無機微粒子、有機微粒子および滑剤が含まれる。上記無機微粒子の例には、シリカ、チタニア、アルミナおよびチタン酸ストロンチウムの微粒子が含まれる。当該無機微粒子は、必要に応じて疎水化処理されていてもよい。

上記シリカ微粒子（負帯電性）の例には、日本アエロジル株式会社製の市販品Ｒ−８０５、Ｒ−９７６、Ｒ−９７４、Ｒ−９７２、Ｒ−８１２、Ｒ−８０９、キャボット社製の市販品ＴＳ−７２０、ＴＳ−５３０、ＴＳ−６１０、Ｈ−５、ＭＳ−５が含まれる。

上記チタニア微粒子（負帯電性）の例には、日本アエロジ株式会社製の市販品Ｔ−８０５、Ｔ−６０４、テイカ株式会社製の市販品ＭＴ−１００Ｓ、ＭＴ−１００Ｂ、ＭＴ−５００ＢＳ、ＭＴ−６００、ＭＴ−６００ＳＳ、ＪＡ−１、富士チタン工業株式会社製の市販品ＴＡ−３００ＳＩ、ＴＡ−５００、ＴＡＦ−１３０、ＴＡＦ−５１０、ＴＡＦ−５１０Ｔ、出光興産株式会社製の市販品ＩＴ−Ｓ、ＩＴ−ＯＡ、ＩＴ−ＯＢ、ＩＴ−ＯＣが含まれる。

上記アルミナ微粒子（負帯電性）の例には、日本アエロジル株式会社製の市販品ＲＦＹ−Ｃ、Ｃ−６０４、石原産業株式会社製の市販品ＴＴＯ−５５が含まれる。

上記トナーにおける上記外添剤の含有量は、トナー粒子に対して０．１〜１０．０質量％であることが好ましい。上記外添剤は、タービュラーミキサ、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサ、Ｖ型混合機などの種々の公知の混合装置を使用してトナーへ添加することができる。

以下、本発明の一実施の形態におけるクリーニング装置、画像形成装置および画像形成方法を説明する。本実施の形態の画像形成装置は、固形潤滑剤塗布装置を除き、像担持体と、固形潤滑剤を有するクリーニング装置とを有する電子写真方式の公知の画像形成装置と同様に構成すること可能である。

図１は、本発明の一実施の形態の画像形成装置の構成の一部を模式的に示す図である。本実施の形態の画像形成装置は、図１に示されるように、像担持体１、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、中間転写体５、帯電装置６、クリーニング装置および前露光装置１１を有している。

像担持体１は、例えば、公知の有機感光体である。像担持体１は、アルミニウム製のドラム状の基体（導電性支持体）と、その外周面に配置されている感光層とを有する。当該感光層は、例えば、ポリカーボネート樹脂と、電荷発生化合物や電荷輸送化合物などの感光材料とを含有する厚さ２５μｍの樹脂製の層である。像担持体１は、回転可能に配置されており、その回転速度は、例えば４６０ｍｍ／秒である。

帯電装置２は、コロナ放電による非接触式の帯電装置である。また、露光装置３は、例えば、レーザー光線の照射装置および当該レーザー光線の光路を形成する不図示の光学系を含む。

現像装置４は、像担持体１に対向して配置される現像スリーブ１０と、現像スリーブ１０の表面に担持されるトナーの層厚を規制する現像ブレード１３とを有し、二成分現像剤１２を収容している。二成分現像剤１２を構成するトナー粒子は、乳化重合法により製造された体積平均粒径が６．５μｍのトナー母体粒子を有し、トナー母体粒子に対して外添処理されたシリカやチタニアの無機微粒子を前述した外添剤として有している。上記外添剤および上記トナー粒子は、例えば、いずれも負帯電性を有している。

中間転写体５は、導電性を付与したポリイミド樹脂からなる無端状のベルトである。当該ベルトは、トナー画像の転写時には不図示の転写ローラによって像担持体１に圧接する。帯電装置６は、像担持体１の回転方向における転写ローラの下流側に配置されており、例えばコロナ放電による非接触式の帯電装置である。

上記クリーニング装置は、不図示のクリーニング容器と、その開口部に支持されているクリーニングブレード７と、上記クリーニング容器の開口の内側であり、かつ像担持体１の回転方向におけるクリーニングブレード７よりも上流側の位置に配置されている固形潤滑剤塗布装置１４とを有する。

クリーニングブレード７は、弾性を有する板であり、例えば、反発弾性率が２４％（２５℃）、ＪＩＳ Ａ硬度が７２°、厚さが２．００ｍｍ、自由長が１０ｍｍ、幅が３２４ｍｍである、ウレタンゴム製の板である。クリーニングブレード７は、その一側縁で像担持体１の長手方向の全体に当接している。像担持体１に対するクリーニングブレード７の当接荷重は２５Ｎ／ｍであり、当接角は１８°である。前露光装置１１は、光照射装置であり、クリーニングブレード７と帯電装置２との間に配置されている。

固形潤滑剤塗布装置１４は、画像形成装置では、像担持体１の回転方向における帯電装置６の下流側に位置する。固形潤滑剤塗布装置１４は、回転ブラシ８、固形潤滑剤９、フリッカー１５、スクレーパ１６、第１電源装置１７および第２電源装置１８を有している。

回転ブラシ８は、例えば、金属製の回転軸の表面から起立する導電性ポリエステル繊維により構成されている導電性ファーブラシである。たとえば、回転ブラシ８のブラシ毛長は３ｍｍであり、ブラシ毛の太さが３ｄ（デニール）であり、ブラシ毛の密度は１８０（ｋＦ／ｉｎｃｈ^２）である。また、ローラ径は１４ｍｍである。回転ブラシ８は、そのブラシ毛の先端部が像担持体１の表面に例えば０．８ｍｍ食い込む位置に配置されており、像担持体１に対して相対速度θ：１．３でカウンター方向に回転する。

固形潤滑剤９は、例えばステアリン酸亜鉛と正帯電性を有するアクリル樹脂製の粒子（例えば平均粒径が２００ｎｍ）とを含有する組成物の棒状の塊であり、前述した本実施の形態の固形潤滑剤である。固形潤滑剤９は、像担持体１のドラム長さ（回転ブラシ８の軸方向におけるブラシ部の長さ）と同程度の長さを有する、長手方向を横断する断面形状が矩形の、細長な直方体の形状を有しており、回転ブラシ８に向けて不図示のばねによって（例えばバネ圧０．７Ｎ／ｍで）付勢され、回転ブラシ８に当接している。

フリッカー１５は、回転ブラシ８の回転方向の上流側における像担持体１と固形潤滑剤９との間の位置で、例えば１ｍｍの食い込み量で回転ブラシ８に当接している。フリッカー１５は、例えば金属製の筒である。スクレーパ１６は、フリッカー１５の表面に当接している。スクレーパ１６は、例えば１ｍｍの食い込み量でおり、フリッカー１５の表面の付着物（例えば固形潤滑剤９など）を当該表面から除去する。

第１電源装置１７は、回転ブラシ８の導電性ポリエステル繊維にプラスの電圧を印加するための装置である。第１電源装置１７は、例えば、回転ブラシ８の上記回転軸に所望の極性および強さの電圧で電気を流すように電気的に接続されている。また、第２電源装置１８は、フリッカー１５にプラスの電圧を印加するための装置である。第２電源装置１８は、例えば、フリッカー１５の上記筒に所望の極性および強さの電圧で電気を流すように電気的に接続されている。

回転している像担持体１の表面に、帯電装置２が電圧を印加する。帯電している像担持体１の表面に、露光装置３からのレーザー光線が照射され、形成すべき画像に対応する静電潜像が像担持体１の表面に形成される。

現像スリーブ１０は、線速度８００ｍｍ／分で回転駆動し、また、像担持体１の表面電位と同極性のバイアス電圧が印加される。現像装置４では、現像スリーブ１０に向けて二成分現像剤１２が撹拌、搬送される間に、負極性に帯電する。現像装置４は、現像スリーブ１０への上記バイアス電圧の印加により、二成分現像剤１２による反転現像を行う。二成分現像剤１２中のトナー粒子は、上記静電潜像に付着し、こうして静電潜像が現像される。

中間転写体５は、トナー画像を担持する像担持体１の表面に圧接し、トナーの帯電極性とは通常、逆極性の電圧を上記転写ローラによって印加される。こうして、像担持体１の表面上のトナー画像が中間転写体５の表面に転写される。転写されたトナー画像は、普通紙などの記録媒体にさらに転写された後に定着装置による加熱加圧によって定着し、こうして記録媒体に所期の画像が形成される。

帯電装置６は、トナー画像を転写した後の像担持体１の表面に電圧を印加する。この電圧の印加により、転写後の像担持体１の表面に付着する転写残トナーなどの付着物の極性が一様に整えられる。

一方で、回転ブラシ８には、第１電源装置１７からのプラスの電圧、例えば＋３００Ｖの電圧が印加され、また、付勢して当接している固形潤滑剤９が導電性ポリエステル繊維に付着する。付着した固形潤滑剤９中のアクリル樹脂粒子はプラスに帯電する。回転ブラシ８は、像担持体１の表面の転写残トナーなどの付着物を当該表面から掻き取り、プラスに帯電したアクリル樹脂粒子を含む固形潤滑剤は、帯電された像担持体１の表面に供給され、こうして固形潤滑剤が像担持体１の表面に一様に塗布され、上記アクリル樹脂粒子も像担持体１の表面の全体に均一に配置される。

なお、回転ブラシ８の付着物は、第２の電源装置１８からプラスの電圧、例えば＋１０００Ｖの電圧が印加されているフリッカー１５へ移され、フリッカー１５の表面からスクレーパ１６によって掻き取られ、上記クリーニング容器に収容される。このように、固形潤滑剤塗布装置１４は、像担持体１の表面に残留するトナーを回収し、クリーニングブレード７に到達する転写残トナーを減らす役割も兼ねている。

クリーニングブレード７は、固形潤滑剤が塗布された像担持体１の表面に当接する。転写残トナーは、クリーニングブレード７によって像担持体１の表面から掻き取られる。固形潤滑剤は、その一部がクリーニングブレード７によって掻き取られ、固形潤滑剤中のステアリン酸亜鉛は、クリーニングブレード７によって所定の厚さに均される。クリーニングブレード７により掻き取られた転写残トナー、アクリル樹脂粒子および余剰のステアリン酸亜鉛は、上記クリーニング容器に収容される。

前露光装置１１は、転写残トナーが除去された像担持体１の表面に、像担持体１の表面電位を一様に整えるための光を照射する。こうして、像担持体１の静電履歴は、次の静電潜像の形成のための帯電工程までに、像担持体１の表面から消去される。

上記画像形成装置では、高印字率の画像を連続して形成しても、像担持体１およびクリーニングブレード７の摩耗が抑制される。その理由は、以下のように考えられる。図２は、本実施の形態におけるクリーニングニップ部およびその近傍を拡大して模式的に示す図である。

像担持体１の表面における、トナー母体粒子Ｐ３と外添剤Ｐ１とからなるトナー粒子は、負帯電性を有し、その外添剤Ｐ１も負帯電性を有する。回転ブラシ８は、固形潤滑剤９の塗布によって、ステアリン酸亜鉛のみならず、プラスに帯電したアクリル樹脂粒子Ｐ２をも像担持体１の表面に一様に塗布する。

アクリル樹脂粒子Ｐ２は、クリーニングニップ部７Ｎの上流側まで到達し、当該上流側でクリーニングブレード７によって堰き止められる。こうして、アクリル樹脂粒子Ｐ２およびトナー母体粒子Ｐ３の溜まりである静止層７Ｓが当該上流側に形成される。アクリル樹脂粒子Ｐ２は、一般に、トナー母体粒子Ｐ３に比べて十分に小さいので、静止層７Ｓにおけるクリーニングニップ部７Ｎ側に溜まる。この静止層７Ｓにおいて、アクリル樹脂粒子Ｐ２はプラスに帯電していることから、外添剤Ｐ１はアクリル樹脂粒子Ｐ２に静電的に捕集される。こうして、像担持体１の表面上の外添剤Ｐ１は、静止層７Ｓにおいてアクリル樹脂粒子Ｐ２に実質的に全て捕集される。

一方、アクリル樹脂粒子Ｐ２は、通常、外添剤Ｐ１に比べて十分に大きく、また前述したように、トナー母体粒子Ｐ３は、通常、アクリル樹脂粒子Ｐ２よりもさらに大きい。よって、外添剤Ｐ１を捕集しているアクリル樹脂粒子Ｐ２とトナー母体粒子Ｐ３とは、いずれも、クリーニングブレード７によって像担持体１の表面から掻き取られ、除去される。このため、転写残トナー中の外添剤Ｐ１は、アクリル樹脂粒子Ｐ２に捕集された状態で像担持体１の表面から除去されるので、クリーニングニップ部７Ｎまで実質的には到達しない。よって、像担持体１の表面におけるクリーニングニップ部７Ｎよりも下流側では、固形潤滑剤中のステアリン酸亜鉛で実質的に構成される均一な薄層が形成され、クリーニングニップ部７Ｎを外添剤Ｐ１が通過することによるクリーニングブレード７および像担持体１の表面における摩耗が防止される。そして、ステアリン酸亜鉛の薄層をその表面に有する像担持体１は、その後、さらなる画像の形成に供される。

このように、本実施の形態では、クリーニングニップ部７Ｎの上流側に外添剤Ｐ１と逆極性に帯電したアクリル樹脂粒子Ｐ２含む堰き止め層（静止層７Ｓ）が形成され、トナーから遊離した外添剤Ｐ１が物理的および静電的に堰き止められる。また、それに伴い、静止層７Ｓに到達したトナー粒子（トナー母体粒子Ｐ３）も堰き止められる。

また、固形潤滑剤９に含まれる帯電性粒子（アクリル樹脂粒子Ｐ２）の帯電極性と同極性の電圧が回転ブラシ８のブラシに印加されることから、固形潤滑剤９中に含まれるアクリル樹脂粒子Ｐ２が、当該粒子間および当該粒子とブラシとの間の静電的な反発により、凝集することなく像担持体１上に均一に塗布される。よって、アクリル樹脂粒子Ｐ２による外添剤Ｐ１の堰き止め効果がより大きくなる。

また、アクリル樹脂粒子がトナーの帯電極性とは反対の極性に帯電していることから、像担持体１の表面におけるトナー（トナー母体粒子Ｐ３）に対しても静電的に付着しやすいので、このような逆極性の帯電性粒子を伴わずに固形潤滑剤を像担持体１の表面に塗布する場合に比べて、像担持体１上のトナーの除去量がより一層高められる。

以上の説明から明らかなように、上記クリーニング装置は、金属石鹸および帯電性粒子を含有する固形潤滑剤と、導電性を有するとともに上記固形潤滑剤を上記像担持体の表面に塗布する塗布部材と、上記塗布部材に電圧を印加して上記帯電性粒子を所望の極性に帯電させるための電源装置と、弾性を有するとともに上記固形潤滑剤が塗布された上記像担持体の表面に当接して上記表面上の付着物を掻き取るためのクリーニング部材とを有し、上記帯電性粒子は、上記像担持体の表面に供給されるトナーの外添剤の帯電性の極性とは逆の極性の帯電性を有し、上記電源装置は、上記逆の極性の電圧を上記塗布部材に印加するための装置である。また、上記画像形成装置は、その表面にトナー画像を担持するための像担持体と、上記トナー画像を被転写部材に転写した後の上記像担持体の表面の付着物を上記表面から除去するための上記クリーニング装置とを有する。さらに、上記画像形成方法は、その表面に担持するトナー画像を被転写部材に転写した後の像担持体の表面から、上記表面の付着物を除去するクリーニング工程を含み、上記クリーニング工程は、固形潤滑剤を上記像担持体の表面に塗布部材によって塗布する塗布工程と、塗布すべき上記固形潤滑剤を保持している上記塗布部材に電圧を印加して、上記固形潤滑剤に含有される帯電性粒子を、上記トナー画像を構成するトナーの外添剤の帯電性とは逆の極性に帯電させる電圧印加工程と、上記固形潤滑剤が塗布された上記像担持体の表面に当接するクリーニング部材によって上記表面上の付着物を掻き取る工程とを含む。よって、クリーニング装置を有するとともに像担持体の表面に固形潤滑剤が塗布される電子写真方式の画像形成装置において、高印字率画像を連続印刷した場合であってもクリーニング部材の摩耗による画質の低下を抑制し、所期の画質を長期に亘って維持することができ、かつ画像形成プロセスによる所期の画質を維持することができる。

上記帯電性粒子の帯電性の極性が上記トナーの帯電性の極性と逆の極性であることは、クリーニング装置による転写残トナーの除去能力を高める観点からより一層効果的である。

また、上記電源装置が直流電圧、または直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を上記塗布部材に印加するための装置であることは、帯電性粒子を迅速に帯電させる観点からより一層効果的である。

また、上記帯電性粒子の体積平均粒径が３０〜３００ｎｍであることは、当該帯電性粒子による外添剤の捕集効果を高める観点、および、クリーニングニップ部におけるクリーニング部材および像担持体の表面の摩耗を抑制する観点、からより一層効果的である。

また、上記帯電性粒子がアクリル樹脂、スチレン樹脂およびスチレン−アクリル樹脂からなる群から選ばれる一以上の樹脂で構成されており、かつ、少なくともその表面に正帯電性の含窒素官能基を有することは、その比重の軽さによる高い流動性を有することにより、外添剤やトナー母体粒子の静止層中への進行を抑制してクリーニング部材の負荷の低減が図れる観点からより一層効果的である。

また、上記金属石鹸がステアリン酸亜鉛であることは、像担持体の摩擦係数を低減する効果が高い観点からより一層効果的である。

［粒子１〜８の準備］
粒子１〜８をそれぞれ用意した。

粒子１は、日本ペイント・インダストリアルコーティングス株式会社製の開発品である。粒子１は、アクリル樹脂で構成されている樹脂粒子であり、その表面にアミノ基などの正帯電性の含窒素官能基を有している。粒子１の体積平均粒径Ｄは、６０ｎｍである。

粒子２は、粒子１と同様の方法で作製された樹脂粒子であり、その体積平均粒径Ｄは、２００ｎｍである。粒子３も、粒子１と同様の方法で作製された樹脂粒子であり、その体積平均粒径Ｄは、２８０ｎｍである。

粒子４は、日本ペイント・インダストリアルコーティングス株式会社製の開発品であり、スチレン樹脂で構成されている樹脂粒子であり、その表面にはアミノ基などの正帯電性の含窒素官能基を有している。粒子４の体積平均粒径Ｄは、２００ｎｍである。

粒子５は、株式会社日本触媒製の「エポスター Ｓ」（「エポスター」は同社の登録商標）である。粒子５は、メラミン樹脂で構成されている樹脂粒子であり、その表面に正帯電性の含窒素官能基であるアミノ基を有している。粒子５の体積平均粒径Ｄは、２００ｎｍである。

粒子６は、４−アミノブチルトリエトキシシランで表面処理されたシリカ粒子であり、その体積平均粒径Ｄは、２００ｎｍである。また、粒子７は、４−アミノブチルトリエトキシシランで表面処理されたアルミナ粒子であり、その体積平均粒径Ｄは、２００ｎｍである。さらに、粒子８は、ヘキサメチルジシラザンで表面処理されたシリカ粒子であり、その体積平均粒径Ｄは２００ｎｍである。

樹脂粒子１〜８の材質および物性を表１に示す。

［固形潤滑剤１〜１０の調製］
９０質量部のステアリン酸カルシウム（ＣａＳｔ）と１０質量部の粒子１とを、ヘンシェルミキサーを用いて混合し、混合物を得た。混合条件は、回転翼の周速が３５ｍ／秒であり、処理温度（槽内温度）が３２℃であり、混合時間が３分間であった。

次いで、内部温度が１６０℃の金型に、上記混合物を、その温度を１５０℃以下に下がらないように制御しながら注入した。１５分間、金型内部の温度を１５０℃に維持したまま金型を静置し、次いで、温度ムラが発生しないように注意しながら金型を１℃／分の速度で室温（２５℃）まで冷却し、得られた固形物を上記金型から取り外した。こうして、縦８ｍｍ×横５ｍｍ×長さ３２８ｍｍの固形潤滑剤１を得た。

粒子１に代えて粒子２を用い、その量を１質量％となる量に変更した以外は固形潤滑剤１と同様にして固形潤滑剤２を得た。また、粒子１に代えて粒子２を用いる以外は固形潤滑剤１と同様にして、固形潤滑剤３を得た。さらに、粒子２の量を３０質量％となる量に変更した以外は固形潤滑剤２と同様にして、固形潤滑剤４を得た。

また、粒子１に代えて粒子３〜８のそれぞれを用いる以外は固形潤滑剤１と同様にして、固形潤滑剤５〜１０のそれぞれを得た。

固形潤滑剤１〜１０の組成を表２に示す。

［トナーの調製］
撹拌装置、温度センサー、冷却管および窒素導入装置を取り付けた反応容器に、ポリオキシエチレン−２−ドデシルエーテル硫酸ナトリウム４質量部をイオン交換水３０４０質量部に溶解させた界面活性剤溶液を仕込み、窒素気流下２３０ｒｐｍの撹拌速度で撹拌しながら、内温を８０℃に昇温させた。この界面活性剤溶液に、重合開始剤（過硫酸カリウム：ＫＰＳ）１０質量部をイオン交換水４００質量部に溶解させた重合開始剤溶液を添加した。

次いで、温度を７５℃とした後、スチレン５３２質量部、ｎ−ブチルアクリレート２００質量部、メタクリル酸６８質量部およびｎ−オクチルメルカプタン１６．４質量部からなる単量体混合液Ｍ１を１時間かけて滴下し、上記反応容器内の液体を７５℃にて２時間にわたり加熱、撹拌することによって重合を行い、樹脂微粒子Ａ１の分散液を調製した。樹脂微粒子Ａ１の重量平均分子量（Ｍｗ）は１６５００であった。

一方、撹拌装置を取り付けたフラスコ内において、スチレン１０１．１質量部、ｎ−ブチルアクリレート６２．２質量部、メタクリル酸１２．３質量部およびｎ−オクチルメルカプタン１．７５質量部からなる単量体混合液Ｍ２に、離型剤として、パラフィンワックス「ＨＮＰ−５７」（日本精蝋株式会社製）９３．８質量部を添加し、９０℃に加温して溶解させ、モノマー溶液Ｂを調製した。

他方、ポリオキシエチレン−２−ドデシルエーテル硫酸ナトリウム３質量部をイオン交換水１５６０質量部に溶解させた界面活性剤溶液を９８℃に加熱した。この界面活性剤溶液に、樹脂微粒子Ａ１の分散液３２．８質量部（固形分換算）を添加し、循環経路を有する機械式分散機「クレアミックス」（エム・テクニック株式会社製、同社の登録商標）により、モノマー溶液Ｂを８時間混合分散させ、３４０ｎｍの分散粒径を有する乳化粒子を含む乳化粒子分散液Ｃを調製した。

次いで、乳化粒子分散液Ｃに、過硫酸カリウム６質量部をイオン交換水２００質量部に溶解させた重合開始剤溶液を添加し、得られた混合液を９８℃にて１２時間にわたり加熱撹拌することにより重合を行い、樹脂微粒子Ａ２の分散液Ｄを調製した。樹脂微粒子Ａ２のＭｗは２３０００であった。

樹脂微粒子Ａ２の分散液Ｄに、過硫酸カリウム５．４５質量部をイオン交換水２２０質量部に溶解させた重合開始剤溶液を添加した。次いで、８０℃の温度条件下で、スチレン２９３．８質量部、ｎ−ブチルアクリレート１５４．１質量部およびｎ−オクチルメルカプタン７．０８質量部からなる単量体混合液Ｍ３を１時間かけて滴下した。滴下終了後、２時間にわたり加熱撹拌することにより重合を行った後、２８℃まで冷却し、コア部用樹脂微粒子の分散液Ｅを得た。コア部用樹脂微粒子のＭｗは２６８００、体積基準平均粒径は１２５ｎｍ、ガラス転移温度（Ｔｇ）は３０．５℃であった。

単量体混合液Ｍ１に代えて、スチレンを５４８質量部、ｎ−ブチルアクリレートを１５６質量部、メタクリル酸を９６質量部、ｎ−オクチルメルカプタンを１６．５質量部含有する単量体混合液Ｍ４に変更する以外はコア部用樹脂粒子の調製と同様にして、重合反応および反応後の処理を行い、シェル層用樹脂微粒子の分散液Ｆを調製した。シェル層用樹脂粒子のＴｇは４９．８℃であった。

ドデシル硫酸ナトリウム９０質量部をイオン交換水１６００質量部に添加し、この溶液を撹拌しながら、カーボンブラック「リーガル３３０Ｒ」（キャボット社製）４２０質量部を徐々に添加した。次いで、撹拌装置「クレアミックス」（エム・テクニック株式会社製）を用いて分散処理することにより、着色剤微粒子が分散されてなる着色剤微粒子分散液Ｇを調製した。この着色剤微粒子分散液Ｇにおける着色剤微粒子の粒径を、電気泳動光散乱光度計「ＥＬＳ−８００」（大塚電子株式会杜製）を用いて測定したところ、１１０ｎｍであった。

コア部用樹脂微粒子の分散液Ｅ４２０質量部（固形分換算）と、イオン交換水９００質量部と、着色剤微粒子分散液Ｇ１００質量部とを、温度センサー、冷却管、窒素導入装置および撹拌装置を取り付けた反応容器に入れて撹拌した。反応容器内の温度を３０℃に調整した後、この溶液に５モル／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液を加えて、反応容器内の液体のｐＨを８〜１１に調整した。

次いで、塩化マグネシウム・６水和物６０質量部をイオン交換水６０質量部に溶解した水溶液を、上記反応容器内の液体に撹拌下、３０℃にて１０分間かけて添加した。３分間放置した後に昇温を開始し、上記液体を８０分間かけて８０℃（コア部形成温度）まで昇温した。その状態でフロー式粒子像分析装置「ＦＰＩＡ２１００」（シスメックス株式会社製、「ＦＰＩＡ」は同社の登録商標）にて粒子の粒径を測定し、粒子の体積基準平均粒径が５．８μｍになった時点で、塩化ナトリウム４０．２質量部をイオン交換水１０００質量部に溶解した水溶液を反応容器内の液体に添加して粒径成長を停止させた。

さらに、熟成処理として液温度８０℃（コア部熟成温度）にて上記液体を１時間にわたり加熱撹拌することにより融着を継続させ、コア粒子を形成した。なお、コア粒子の平均円形度を「ＦＰＩＡ２１００」にて測定したところ０．９３０であった。また、電界放出形走査電子顕微鏡「ＪＳＭ−７４０１Ｆ」（日本電子株式会社製）を用いて走査透過電子顕微鏡法にてコア粒子を１００００倍にて観察し、着色剤がコア粒子内に入り込み、当該コア粒子の表面に着色剤分散微粒子が実質的には残っていないことを確認した。

次いで、上記反応容器中の上記コア粒子を含有する液体に、６５℃においてシェル層用樹脂微粒子の分散液Ｆ４６．８質量部（固形分換算）を添加し、さらに塩化マグネシウム・６水和物２質量部をイオン交換水６０質量部に溶解した水溶液を、１０分間かけて添加した。その後、８０℃（シェル化温度）まで昇温し、１時間にわたり撹拌を継続し、コア粒子の表面に、シェル層用樹脂微粒子の粒子を融着させた。

その後、８０℃（シェル熟成温度）で所定の円形度まで熟成処理を行い、シェル層を形成させた。ここで、塩化ナトリウム４０．２質量部をイオン交換水１０００質量部に溶解した水溶液を加え、８℃／分の条件で３０℃まで冷却し、生成した融着粒子を濾過し、４５℃のイオン交換水で繰り返し洗浄した。その後、当該粒子を４０℃の温風で乾燥することにより、コア粒子の表面にシェル層を有するトナー母体粒子を得た。当該トナー母体粒子の体積基準平均粒径は５．９μｍであり、Ｔｇは３１℃であり、平均円形度は０．９６０であった。

上記トナー母体粒子１００質量部に、小径シリカ微粒子（「ＲＸ−２００」、ヒュームドシリカ、ＨＭＤＳ処理、個数平均粒径１２ｎｍ、負帯電性、日本アエロジル株式会社製）を０．７５質量部、球状シリカ微粒子（「Ｘ−２４ ９６００」ゾルゲル製法によるシリカ、ＨＭＤＳ処理、個数平均粒径８０ｎｍ、負帯電性、信越化学工業株式会社製）を１．５０質量部添加し、「ヘンシェルミキサー」（日本コークス工業株式会社製）を用いて、撹拌羽根の周速を４０ｍ／秒、処理温度３０℃で１５分間混合した。その後、目開き９０μｍのふるいを用いて粗大粒子を除去した。こうしてトナー粒子を調製した。

上記トナー粒子に対して、シリコーン樹脂を被覆した体積平均粒径６０μｍのフェライトキャリアを、トナー粒子の濃度が６質量％となるように添加して混合した。こうして、二成分現像剤である静電荷像現像用のトナーを作製した。

［固形潤滑剤塗布装置および画像形成装置］
電子写真方式の画像形成装置として、コニカミノルタ社製のデジタル印刷システム「ｂｉｚｈｕｂ ＰＲＥＳＳ Ｃ１１００」をベースとした実験機を用意した。当該実験機は、図１に示されるような構成を有している。当該実験機の現像装置には上記のトナーを収容し、上記実験機の固形潤滑剤塗布装置には、その固形潤滑剤として固形潤滑剤１〜１０のそれぞれを配置した。

より詳しくは、上記実験機は、固形潤滑剤１〜１０のそれぞれを削り取って像担持体の表面に塗布する導電性のブラシロールを有しており、トナーにより当該ブラシローラが汚れないようにトナーを回収するローラを別途有し、さらにブラシローラに任意の出力で電圧を印加する外部電源を有している。また、上記実験機におけるクリーニングブレードは、像担持体とのなす角度が７．５°となるように、そして当接圧力が３９．２〜６８．６ｋＰａ（４．０〜７．０ｇｆ／ｍｍ^２）の範囲内で自在に変えられるように設置されている。

（１）クリーニング性
上記実験機に固形潤滑剤１〜１０のそれぞれを配置し、表３に示す電圧Ｖ_Ｂを上記ブラシロールに印加しながら、クリーニングブレードの当接圧力を適宜に設定し、温度１０℃／湿度１０％ＲＨの条件下にて、印字率１００％のベタ画像（Ａ３上質紙）を５００００枚出力した。そして、得られたベタ画像における、クリーニングニップ部におけるトナーのすり抜け（例えばスジ状の画像欠陥）の有無を目視で確認し、下記の基準で評価した。上記当接圧力が６８．６ｋＰａ（７．０ｇｆ／ｍｍ^２）以下で上記ベタ画像上にトナーすり抜けが確認されなければ（「◎」、「○」又は「△」であれば）実用上問題ないと判断される。
◎：当接圧力が４９．０ｋＰａ（５．０ｇｆ／ｍｍ^２）であっても、ベタ画像上にトナーのすり抜けが視認されない。
○：当接圧力が４９．０ｋＰａ（５．０ｇｆ／ｍｍ^２）ではベタ画像上にトナーのすり抜けが視認されるが、当接圧力が５８．８ｋＰａ（６．０ｇｆ／ｍｍ^２）であればベタ画像上にトナーのすり抜けが視認されない。
△：当接圧力が５８．８ｋＰａ（６．０ｇｆ／ｍｍ^２）ではベタ画像上にトナーのすり抜けが視認されるが、当接圧力が６８．６ｋＰａ（７．０ｇｆ／ｍｍ^２）であればベタ画像上にトナーのすり抜けが視認されない。
×：当接圧力が６８．６ｋＰａ（７．０ｇｆ／ｍｍ^２）であってもベタ画像上にトナーのすり抜けが視認される。

（２）クリーニングブレードの摩耗量
上記の「クリーニング性」の評価後にクリーニングブレードの摩耗幅を測定し、その結果を下記の基準により判定した。クリーニングブレードの摩耗幅は、クリーニングブレード７の長手方向を横断する断面において、ブレード先端部の表面に対して４５°で交わる線を基準線とし、当該基準線に平行な方向における、ブレード先端部の表面とブレードの摩耗によって欠けた部分との境界間の距離であり、図３の符号Ｌで示される。
○：磨耗幅が６μｍ未満
△：磨耗幅が６μｍ以上９μｍ未満
×：磨耗幅が９μｍ以上

上記評価の結果を表３に示す。

表３から明らかなように、実施例１〜１１では、高い印字率の画像の形成であっても、十分なクリーニング性を示し、また、クリーニングブレードの摩耗を十分に抑制することができる。

特に、例えば実施例３および６〜９の対比によれば、粒子の材料がアクリル樹脂またはスチレン樹脂であることが、クリーニング性およびブレード摩耗の抑制の観点からより一層効果的であることがわかる。これは、上記の樹脂で構成されている粒子が適度な硬さを有しているため、と考えられる。

また、例えば実施例２〜４の対比によれば、固形潤滑剤中の上記粒子の含有量が少なくとも１０質量％以上であることが、クリーニング性を高める観点からより一層効果的であり、少なくとも１質量％超３０質量％未満であることが、ブレードの摩耗の抑制効果を高める観点からより一層効果的であることがわかる。

また、例えば実施例１、２および５の対比によれば、固形潤滑剤中の上記粒子の粒径は、小さい程、具体的には２００ｎｍ未満であることが、ブレード摩耗の抑制効果を高める観点からより一層効果的であることがわかる。

これに対して、比較例１〜４では、いずれも、クリーニング性またはブレード摩耗の抑制効果が不十分である。比較例１、３は、いずれもクリーニング性が不十分である。これは、トナーの外添剤の帯電性とは逆極性の電圧が上記ブラシロールに印加されず、上記粒子が像担持体の表面において上記外添剤を十分に捕集できないため、と考えられる。

また、比較例２、４は、いずれもブレード摩耗の抑制効果が不十分である。比較例２では、上記粒子が上記外添剤と同じ極性の帯電性を有することから、像担持体の表面に供給される際に上記外添剤とは逆極性の帯電が不十分となり、また比較例４では、上記粒子を含まないことから、いずれも像担持体上で上記外添剤を捕集する粒子が実質的には存在しないため、上記外添剤の除去が不十分となるため、と考えられる。

本発明によれば、有機像担持体を用いる電子写真方式の画像形成において、形成する画像の印字率の大小に関わらず、クリーニング不良による画像欠陥の発生および性クリーニング部材の摩耗が長期に亘って抑制される。よって、本発明によれば、電子写真方式による高品質な画像の形成のさらなる普及、発展が期待される。

１ 像担持体
２、６ 帯電装置
３ 露光装置
４ 現像装置
５ 中間転写体
７ クリーニングブレード
７Ｎ クリーニングニップ部
７Ｓ 静止層
８ 回転ブラシ
９ 固形潤滑剤
１０ 現像スリーブ
１１ 前露光装置
１２ 二成分現像剤
１３ 現像ブレード
１４ 固形潤滑剤塗布装置
１５ フリッカー
１６ スクレーパ
１７ 第１電源装置
１８ 第２電源装置
Ｐ１ 外添剤
Ｐ２ アクリル樹脂粒子
Ｐ３ トナー母体粒子

Claims (5)

1. 金属石鹸および、アクリル樹脂、スチレン樹脂およびスチレン−アクリル樹脂からなる群から選ばれる一以上の樹脂で構成されており、かつ、少なくともその表面に正帯電性の含窒素官能基を有する帯電性粒子を含有する固形潤滑剤と、導電性を有するとともに前記固形潤滑剤を像担持体の表面に塗布する塗布部材と、前記塗布部材に電圧を印加して前記帯電性粒子を所望の極性に帯電させるための電源装置と、弾性を有するとともに前記固形潤滑剤が塗布された前記像担持体の表面に当接して前記表面上の付着物を掻き取るためのクリーニング部材とを有する、電子写真方式の画像形成装置における前記像担持体の表面の付着物を除去するためのクリーニング装置であって、
   前記帯電性粒子は、前記像担持体の表面に供給されるトナーの外添剤の帯電性の極性とは逆の極性の帯電性を有し、
   前記電源装置は、前記逆の極性の電圧を前記塗布部材に印加するための装置である、
   クリーニング装置。
2. 前記電源装置は、直流電圧、または直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を前記塗布部材に印加するための装置である、請求項１に記載のクリーニング装置。
3. 前記帯電性粒子の体積平均粒径は、３０〜３００ｎｍである、請求項１または２に記載のクリーニング装置。
4. 前記金属石鹸は、ステアリン酸亜鉛である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のクリーニング装置。
5. その表面にトナー画像を担持するための像担持体と、前記トナー画像を被転写部材に転写した後の前記像担持体の表面の付着物を前記表面から除去するためのクリーニング装置とを有する電子写真方式の画像形成装置において、
   前記クリーニング装置は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のクリーニング装置である、画像形成装置。

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