JP2007279244A - 電子写真用トナー、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】帯電手段汚染を防止しつつ画像欠陥を抑制し、長寿命化を実現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】トナー粒子と、外添剤として体積平均粒子径８０〜３００ｎｍで表面にシリコーンオイル処理が施された球形粒子とを含む電子写真用トナーである。特に、当該トナーを、トナーリクレーム・トリクル現像方式を採用した画像形成装置に適用すると、トナーリクレーム・トリクル現像方式を採用した画像形成装置の欠点を改善され、効果的である。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、電子写真複写機、レーザープリンター、ファクシミリ、静電記録装置等複写機などの電子写真技術を応用した画像形成装置に関する。また、当該画像形成装置に適用する電子写真用トナーに関する。

電子写真複写機、レーザープリンター、ファクシミリ、静電記録装置等複写機などの電子写真方式の画像形成装置においては、回転駆動する感光体を帯電器により帯電させた後、書き込み手段により露光して静電潜像を形成し、この静電潜像を現像手段により現像してトナー画像を作成している。そしてこのトナー画像を直接に、又は中間転写体を介して記録紙などの記録媒体に転写し、転写されたトナー画像を定着装置によって定着することによって画像を形成する。一方、転写されずに感光体上に残った所謂転写残トナーはクリーニング装置によって除去され、新たな画像形成プロセスに移行する。

ところで、特開２００５−４０５１公報では「真比重が１．３〜１．９であり、体積平均粒径が８０〜３００ｎｍである単分散球形シリカを潤滑剤としてブレードに供給する」ことを提案しており、これにより、粒子がクリーニングブレードと感光体間に介在し易く、転がることで潤滑剤となりブレードエッジ磨耗抑制を謳っている。

しかし、クリーニングブレードと感光体間に介在し易く、転がるという事はブレードをすり抜け易いという欠点があり、すり抜けたシリカは硬いために感光体にフィルミングを発生させたり、特に接触式帯電器を用いる場合には帯電器表面を汚染し、カブリ等画質欠陥を引き起こすという課題がある。

特開２００５−４０５１公報

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、帯電手段汚染を防止しつつ画像欠陥を抑制し、長寿命化を実現することができる電子写真用トナー及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
本発明の電子写真用トナーは、トナー粒子と、外添剤として体積平均粒子径８０〜３００ｎｍで表面にシリコーンオイル処理が施された球形粒子と、を含むことを特徴としている。

本発明の電子写真用トナーでは、所定の大きさのシリコーンオイル処理球形粒子をトナー粒子に外添することで、当該シリコーンオイル処理球形粒子が現像、転写でトナーと共に移動し、クリーニング手段（クリーニングブレード部）のストレスではじめてトナーから遊離し潤滑効果を発生するため、潤滑剤としてのシリコーンオイル処理球形粒子の選択的な回収が起こりにくくなる。

また、シリコーンオイル処理球形粒子は現像、転写、特にクリーニング手段（クリーニングブレード部）で像担持体と接触し、像担持体とクリーニングブレードとの間に当該粒子が介在し易くなり、クリーニングブレードの変形量増加、スティック及びスリップが抑制され、過度の像担持体磨耗を防止すると共に、シリコーンオイルが像担持体に転移し皮膜を形成するので、像担持体とシリコーンオイル処理球形粒子間の摩擦が低減しすべりやすくなり、シリコーンオイル処理球形粒子のクリーニング手段（クリーニングブレード部）すり抜けを防止でき、フィルミングや、帯電手段（特に接触帯電器）汚染を防止することもできる。

このため、帯電手段汚染を防止しつつ画像欠陥を抑制し、長寿命化を実現することができる。

本発明の電子写真用トナーにおいて、前記球形粒子は、真比重１．３〜１．９の単分散シリカであることがよい。球形粒子が所定の真比重の単分散球形シリカであることで、トナー粒子表面に均一分散が可能となり、球形粒子の現像器内のメカニカルストレスによる剥がれを有効に抑制することが可能となり、現像器内では球形粒子はトナーから剥がれず、クリーニングブレードストレスでのみ剥がれ、現像剤寿命低下を防ぎながら、クリーニング部での潤滑作用を発揮することができる。

一方、本発明の画像形成装置は、
像担持体と、
前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、
画像情報に応じて帯電後の像担持体を露光して表面に潜像を形成する露光手段と、
上記本発明の電子写真用トナー及びキャリアを含む現像剤を収容し、前記現像剤により前記潜像に前記トナーを付着させてトナー画像を形成する現像手段と、
前記トナー画像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記トナー画像の転写後に前記感光体の表面に残存している残存トナーを除去するクリーニングブレードを有するクリーニング手段と、
を備えることを特徴としている。

本発明の画像形成装置では、トナーとして上記本発明の電子写真用トナーを適用することで、帯電手段汚染を防止しつつ画像欠陥を抑制し、長寿命化を実現することができる

本発明の画像形成装置において、前記現像手段は、補給用トナー及び補給用キャリアを含む補充用現像剤を適宜供給すると共に前記収容した現像剤を適宜排出する手段であることがよい。また、クリーニング手段は、クリーニング手段により除去した残存トナーを前記現像手段へ供給する残存トナー供給搬送路を有する手段であることがよい。

従来、電子写真方式の画像形成装置では、従来より定期的なメンテナンスが必要で、そのためのメンテナンスコストがユーザーの面より負担が大きく、さらに環境対応の観点より装置から排出される廃棄物を極力減らさなければならない課題があり、それぞれ消耗品（現像剤、感光体）の長寿命策、転写残トナーをクリーニング装置で回収して現像装置に戻して再利用する方式（トナーリクレーム）が検討されている。

この課題に対して、トナーリクレームと現像剤寿命の両立化策として、例えば特開２００１−１９４９０８公報では「補給するトナーと共に新しいキャリアを一定比率で加えて補給し、現像性能の低下したキャリアを序々に新しいキャリアと交換することによってメンテナンス時の現像剤の交換を必要としなくする技術（トリクル現像：特公平２−２１５９１号公報）と、二成分現像剤を収納した現像装置に転写残トナーを回収し再使用する技術（トナーリクレーム）の組み合わせ」によって、と現像剤品質の維持によるメンテナンスコスト低減を謳っている。

しかし、感光体やクリーニングブレードの長寿命策を達成するためにステアリン酸金属塩等の潤滑剤を含む現像剤を使用すると、潤滑剤がトナーと帯電極性が異なり転写されにくいため大量にクリーニングトナーに含まれ、ＮＥＷトナー（補給用トナー）との帯電特性の違いによる現像剤の帯電劣化や、潤滑剤とトナーの凝集体による画像欠陥を引き起こし、結果的に現像剤寿命低下という欠点があり、感光体、ブレードを含めたトータルでの長寿命化に至っていない。

そこで、トナーリクレーム・トリクル現像方式を採用した画像形成装置に、上記本発明の電子写真用トナー、即ち、所定の大きさのシリコーンオイル処理球形粒子をトナー粒子に外添したトナーを用いることで、上述のように当該シリコーンオイル処理球形粒子が現像、転写でトナーと共に移動し、クリーニング手段（クリーニングブレード部）のストレスではじめてトナーから遊離し潤滑効果を発生するため、潤滑剤としてのシリコーンオイル処理球形粒子の選択的な回収が起こりにくくなり、トナーリクレームを行う上で課題である現像剤への潤滑剤蓄積によるかぶり、凝集物生成が抑制される。

その反面、シリコーンオイル処理球形粒子がトナー粒子から遊離すると、トナー粒子と同極性であるため、キャリアに静電的に吸着し易く、トナー粒子とキャリアの摩擦帯電を阻害する。このため、トリクル現像を採用することによって新しいキャリアと交換していくことで現像剤の長寿命化が実現される。

このため、特に、トナーリクレーム・トリクル現像方式を採用した画像形成装置の欠点を改善し、帯電手段汚染を防止しつつ画像欠陥を抑制し、長寿命化を実現することができる。

本発明の画像形成装置において、画像情報に応じて、前記現像手段からトナーを強制消費すると共に前記クリーニング手段へトナーを供給するためのトナーバンドを形成するトナーバンド形成手段をさらに備えることができる。

例えば、トナー画像の画像密度（印字率）が低い場合には、像担持体にトナーバンドを形成しクリーニング手段（クリーニングブレード部）へトナーを供給することで、潤滑剤としてのシリコーンオイル処理球形粒子のクリーニング手段への供給不足による像担持体磨耗増加を防止し、像担持体の長寿命化を効果的に実現することができる。また、過度の像担持体へのシリコーンオイル塗布は放電生成物に由来する像抜けを発生させることが知られているが、シリコーンオイル塗布量は画像密度とほぼ相関が取れるため、例えば、球形粒子へのシリコーンオイルへの処理量を極力少なくし、不足する分を供給することが可能となり、より効果的な像担持体の長寿命化を効果的に実現することができる。

さらに、トリクル現像方式を採用した場合、補給用トナー（ＮＥＷトナー）と共に補給用キャリア（NEWキャリア）を供給するため、画像密度（印字率）が低い場合には補給用キャリア（NEWキャリア）の供給量が低下しキャリアの帯電性能を低下させる欠点があるが、トナーバンドを形成してトナーを強制的に現像・消費させることで、補給用トナー（NEWトナー）及び補給用キャリアが現像手段に供給され、効果的に現像剤の長寿命化が実現できる。

本発明によれば、帯電器汚染を防止しつつ画像欠陥を抑制し、長寿命化を実現することができる電子写真用トナー及び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図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。本発明の実施形態に係る画像形成装置は、本実施形態の画像形成装置は、転写残トナーをクリーニング装置によって回収し、回収トナーを現像装置に供給して再使用するトナーリクレーム、補給用トナー及び補給用キャリアを含む補充用現像剤を現像装置へ適宜供給すると共に現像装置から前記収容した現像剤を適宜排出するトリクル現像を採用した構成となっている。

本発明の実施形態に係る画像形成装置は、図１に示すように、矢印ａで示すように、時計回り方向に回転する感光体ドラム１０と、感光体ドラム１０の上方に、感光体ドラム１０に相対して設けられ、感光体ドラム１０の表面を負に帯電させる帯電ロール２０と、帯電ロール２０により帯電した感光体ドラム１０の表面に、現像剤（トナー）で形成しようとする画像を書き込み、潜像を形成する露光装置３０と、露光装置３０の下流側に設けられ、露光装置３０で形成された潜像にトナーを付着させて感光体ドラム１０の表面にトナー画像を形成する現像装置４０と、感光体ドラム１０に当接しつつ矢印ｂで示す方向に走行するとともに、感光体ドラム１０の表面に形成されたトナー画像を転写するエンドレスベルト状の中間転写ベルト５０と、必要に応じて中間転写ベルト５０にトナー画像を転写した後の感光体ドラム１０の表面を除電して、表面に残った転写残トナーを除去し易くする除電装置６０と、感光体ドラム１０の表面を清掃して前記転写残トナーを除去するクリーニング装置７０とを備える。

帯電ロール２０、露光装置３０、現像装置４０、中間転写ベルト５０、除電装置６０、及びクリーニング装置７０は、感光体ドラム１０を囲む円周上に、時計周り方向に配設されている。

中間転写ベルト５０は、内側から、張架ローラ５０Ａ、５０Ｂ、バックアップローラ５０Ｃ、及び駆動ローラ５０Ｄによって緊張され、保持されるとともに、駆動ローラ５０Ｄの回転に伴い矢印ｂの方向に駆動される。中間転写ベルト５０の内側における感光体ドラム１０に相対する位置には、中間転写ベルト５０を正に帯電させて中間転写ベルト５０の外側の面に感光体ドラム１０上のトナーを吸着させる１次転写ローラ５１が設けられている。中間転写ベルト５０の下方における外側には、記録紙Ｐを正に帯電させて中間転写ベルト５０に押圧することにより、中間転写ベルト５０に形成されたトナー画像を記録紙Ｐ上に転写する２次転写ローラ５２がバックアップローラ５０Ｃに対向して設けられている。

中間転写ベルト５０の下方には、さらに、２次転写ローラ５２に記録紙Ｐを供給する記録紙供給装置５３と、２次転写ローラ５２においてトナー画像が形成された記録紙Ｐを搬送しつつ、前記トナー画像を定着させる定着装置８０とが設けられている。

記録紙供給装置５３は、１対の搬送ローラ５３Ａと、搬送ローラ５３Ａで搬送される記録紙Ｐを２次転写ローラ５２に向かって誘導する誘導スロープ５３Ｂと、を備える。一方、定着装置８０は、２次転写ローラ５２によってトナー画像が転写された記録紙Ｐを加熱・押圧することにより、前記トナー画像の定着を行う１対の熱ローラである定着ローラ８１と、定着ローラ８１に向かって記録紙Ｐを搬送する搬送コンベア８２とを有する。

記録紙Ｐは、記録紙供給装置５３と２次転写ローラ５２と定着装置８０とにより、矢印ｃで示す方向に搬送される。

中間転写ベルト５０の近傍には、さらに、２次転写ローラ５２において記録紙Ｐにトナー画像を転写した後に中間転写ベルト５０に残ったトナーを除去するクリーニングブレードを有する中間転写体クリーニング装置５４が設けられている。

以下、現像装置４０について詳細に説明する。現像装置４０は、現像領域で感光体ドラム１０に対向して配置されており、例えば、負（−）極性に帯電するトナー及び正（＋）極性に帯電するキャリアからなる２成分現像剤を収容する現像容器４１を有している。現像容器４１は、現像容器本体４１Ａとその上端を塞ぐ現像容器カバー４１Ｂとを有している。

現像容器本体４１Ａはその内側に、現像ロール４２を収容する現像ロール室４２Ａを有しており、現像ロール室４２Ａに隣接して、第１攪拌室４３Ａと第１攪拌室４３Ａに隣接する第２攪拌室４４Ａとを有している。また、現像ロール室４２Ａ内には、現像容器カバー４１Ｂが現像容器本体４１Ａに装着された時に現像ロール４２表面の現像剤の層厚を規制するための層厚規制部材４５が設けられている。

第１攪拌室４３Ａと第２攪拌室４４Ａとの間には仕切り壁４１Ｃにより仕切られており、図示しないが、第１攪拌室４３Ａ及び第２攪拌室４４Ａは仕切り壁４１Ｃの長手方向（現像装置長手方向）両端部に連通部が設けられて連通しており、第１攪拌室４３Ａ及び第２攪拌室４４Ａによって循環攪拌室（４３Ａ＋４４Ａ）を構成している。

そして、現像ロール室４２Ａには、感光体ドラム１０と対向するように現像ロール４２が配置されている。現像ロール４２は、図示しないが磁性を有する磁性ロール（固定磁石）の外側にスリーブを設けたものである。第１攪拌室４３Ａの現像剤は磁性ロールの磁力によって現像ロール４２の表面上に吸着されて、現像領域に搬送される。また、現像ロール４２はそのロール軸が現像容器本体４１Ａに回転自由に支持されている。ここで、現像ロール４２と感光体ドラム１０とは、同方向に回転し、対向部において、現像ロール４２の表面上に吸着された現像剤は、感光体ドラム１０の進行方向とは逆方向から現像領域に搬送するようにしている。

また、現像ロール４２のスリーブには、不図示のバイアス電源が接続され、所定の現像バイアスが印加されるようになっている（本実施の形態では、現像領域に交番電界が印加されるように、直流成分（ＡＣ）に交流成分（ＤＣ）を重畳したバイアスを印加）。

第１攪拌室４３Ａ及び第２攪拌室４４Ａには現像剤を攪拌しながら搬送する第１攪拌部材４３（攪拌・搬送部材）及び第２攪拌部材４４（攪拌・搬送部材）が配置されている。第１攪拌部材４３は、現像ロール４２の軸方向に伸びる第１回転軸と、回転軸の外周に螺旋状に固定された攪拌搬送羽根（突起部）とで構成されている。また、第２攪拌部材４４も、同様に、第２回転軸及び攪拌搬送羽根（突起部）とで構成されている。なお、攪拌部材は現像容器本体４１Ａに回転自由に支持されている。そして、第１攪拌部材４３及び第２攪拌部材４４は、その回転によって、第１攪拌室４３Ａ及び第２攪拌室４４Ａの中の現像剤は互いに逆方向に搬送されるように配設されている。

そして、第２攪拌室４４Ａの長手方向一端側には、補給用トナー及び補給用キャリアを含む補給用現像剤を第２攪拌室４４Ａへ適宜供給するための補給搬送路４６の一端が連結されており、補給搬送路４６の他端には、補給用現像剤を収容している現像剤ホッパー４７が連結されている。また、第２攪拌室４４Ａの長手方向一端側には、収容している現像剤を適宜排出するための排出搬送路４８の一端も連結されており、排出搬送路４８の他端には図示しないが排出した現像剤を回収する現像剤回収容と連結されている。

このように現像装置４０は、現像剤ホッパー４７から補給搬送路４６を経て補給用現像剤を現像装置４０（第２攪拌室４４Ａ）へ適宜供給し、古くなった現像剤を排出搬送路４８から適宜排出する、所謂トリクル現像方式（現像剤の帯電性能の低下を防止して現像剤交換のインターバルを延ばすために、現像装置内に補充用の現像剤（トリクル現像剤）を徐々に補給する一方で、過剰になった（劣化したキャリアを多く含む）劣化現像剤を排出しながら現像を行う現像方式である）を採用している。

次に、クリーニング装置７０について詳細に説明する。クリーニング装置７０は、ハウジング７１と、ハウジング７１から突出するように配設されるクリーニングブレード７２を含んで構成されている。クリーニングブレード７２は、感光体ドラム１０の回転軸の延在方向に延びる板状のものであって、感光体ドラム１０における１次転写ローラ５１による転写位置より回転方向（矢印ａ方向）下流側で且つ、除電装置６０によって除電される位置より回転方向上流側に、先端部（以下、エッジ部という）が圧接されるように設けられている。

クリーニングブレード７２は、感光体ドラム１０が所定方向（矢印ａ方向）に回転することによって、１次転写ローラ５１により記録紙Ｐに転写されずに感光体ドラム１０上に担持されている未転写残留トナーや記録紙Ｐの紙粉等の異物を堰き止めて、感光体ドラム１０から除去する。

ここで、クリーニングブレード７２の材質としては公知の材質を用いることが可能であり、例えばウレタンゴム、シリコンゴム、フッソゴム、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム等を用いることができる。その中で特に、耐摩耗性に優れていることからポリウレタン弾性体を用いる事が好ましい。

ポリウレタン弾性体としては、一般にイソシアネートとポリオール及び各種水素含有化合物との付加反応を経て合成されるポリウレタンが用いられている。これは、ポリオール成分として、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリエーテル系ポリオールや、アジペート系ポリオール、ポリカプロラクタム系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオール等のポリエステル系ポリオールを用い、イソシアネート成分として、トリレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、トルイジンジイソシアネート等の芳香族系ポリイソシアネート；ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等の脂肪族系ポリイソシアネート；を用いてウレタンプレポリマーを調製し、これに硬化剤を加えて、所定の型内に注入し、架橋硬化させた後、常温で熟成することによって製造されている。上記硬化剤としては、通常、１，４−ブタンジオール等の二価アルコールとトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の三価以上の多価アルコールとが併用される。

本発明のクリーニングブレードは、反発弾性係数（ＪＩＳ Ｋ６２５５）は１０℃で２０％以上、４０℃で７０％以下の範囲内で、かつ３００％モジュラス（ＪＩＳ Ｋ６２５１）が１９６００ｋＰａ（２００ｋｇ／ｃｍ²）以上であり、さらに引き裂き強度（ＪＩＳ Ｋ６２５２ 切込み無しアングル型）は８３３００Ｎ／ｍ（８５ｋｇ／ｃｍ）以上であることが望ましい。

反発弾性係数が上記範囲を外れると、クリーニング性の低下が著しい。また、３００％モジュラス及び引き裂き強度が低くなりすぎると、感光体ドラム（像担持体）と摺動して変形しているクリーニングブレードのエッジ先端のエッジ欠けなどが発生し、耐久性が低下することがある。

クリーニングブレード７２における硬度（ＪＩＳ Ａスケール）としては、７０以上８５以下であることが好ましい。硬度が低すぎると、クリーニングブレードの腰が弱くなり当接圧が低くなり、また、潜像担持体との接触面積が増加することで、摩擦力の増大や、摺動性の低下を引き起こし、耐久性が低下しやすいため好ましくない。逆に硬度が高すぎると、潜像担持体の表面に傷が発生しやすくなるため好ましくない。

クリーニングブレード７２は、一般に電子写真装置における感光体ドラム（像担持体）用のクリーニングブレードとして用いることができるような形状に成形される。感光体ドラムにエッジが当接するような、いわゆるクリーニングブレード形状であれば、特に全体の形状に制限はないが、厚みとしては、一般に１．５〜２．５ｍｍの間から選択され、好ましくは１．８〜２．２ｍｍの間から選択される。クリーニングブレードの自由長（クリーニングブレードが装置内で固定される位置と、潜像担持体に当接するエッジ部の位置との間の長さ）としては、一般に５〜１５ｍｍの間から選択され、好ましくは７〜１２ｍｍの間から選択される。幅は、潜像担持体の軸方向の長さ（詳しくは、潜像担持体における潜像が形成される部分の軸方向の長さ）に応じて、適宜設定すればよい。

また、ハウジング７１内の底部には、搬送部材７３が配設されており、ハウジング７１における搬送部材７３の搬送方向下流側にはクリーニングブレード７２により除去されたトナー粒子（現像剤）を現像装置４０へ供給するための供給搬送路７４の一端が連結されている。そして、供給搬送路７４の他端は補給搬送路４６へ合流するように連結されている。

このようにクリーニング装置７０は、ハウジング７１の底部に設けられた搬送部材７３の回転に伴い、供給搬送路７４を通じて未転写残留トナー粒子を現像装置４０（第２攪拌室４４Ａ）へと搬送し、収容されている現像剤（トナー）とともに攪拌搬送して再利用するトナーリクレームを採用している。

次に、本実施形態に係る画像形成装置に適用する現像剤（補給用現像剤も含む）について詳細に説明する。現像剤としては、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤が適用される。

まず、トナーについて説明する。トナーとしては、トナー粒子と、外添剤として外添剤として体積平均粒子径８０〜３００ｎｍで表面にシリコーンオイル処理が施された球形粒子（以下、シリコーンオイル処理球形粒子）と、を含むトナーが適用される。

トナー粒子は、特に製造方法により限定されるものではなく、例えば結着樹脂と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等を混練、粉砕、分級する混練粉砕法、混練粉砕法にて得られた粒子を機械的衝撃力又は熱エネルギーにて形状を変化させる方法、結着樹脂の重合性単量体を乳化重合させ、形成された分散液と、着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、トナー粒子を得る乳化重合凝集法、結着樹脂を得るための重合性単量体と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法、結着樹脂と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法等により得られるものが使用できる。また上記方法で得られたトナーをコアにして、さらに凝集粒子を付着、加熱融合してコアシェル構造をもたせる製造方法など、公知の方法を使用することができるが、形状制御、粒度分布制御の観点から水系溶媒にて製造する懸濁重合法、乳化重合凝集法、溶解懸濁法が好ましく、乳化重合凝集法が特に好ましい。トナー粒子の製法については、例えば、特許３１４１７８３号に記載された事項を好適に適用することができる。

トナー粒子は結着樹脂と着色剤、離型剤等とからなり、必要であれば、シリカや帯電制御剤を用いてもよい。体積平均粒径は２〜１２μｍの範囲が好ましく３〜９μｍの範囲がより好ましい。また、高い現像、転写性、ブレードクリーニング性及び高画質の画像を得る観点から、トナー粒子の形状係数ＳＦ（１００×πＭＬ²／４Ａ：ＭＬはトナー粒子の絶対最大長、Ａはトナー粒子の投影面積を各々示す）が１２５〜１４０のもの（好ましくは１２７〜１３７のもの）を用いることがよい。

なお、トナー粒子の体積平均粒径は、コールターカウンターＴＡＩＩ（ベックマン−コールター社製）を用い、電解液はＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（ベックマンーコールター社製）を使用して測定される。

トナー粒子の体積平均粒径の測定法としては、まず、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ホン酸ナトリウムの５％水溶液２ｍｌ中に、測定試料を０．５〜５０ｍｇ加え、これを前記電解液１００〜１５０ｍｌ中に添加する。そして、この測定試料を懸濁させた電解液を超音波分散器で約１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、アパーチャー径が３０μｍのアパーチャーを用いて、粒径が０．６〜１８μｍの範囲の粒子の粒度分布を測定する。

測定された粒度分布を、分割された粒度範囲（チャンネル）に対し、体積、数それぞれについて小径側から累積分布を描き、累積１６％となる粒径を、体積平均粒子径Ｄ１６ｖ及び数平均粒子径Ｄ１６ｐと定義し、累積５０％となる粒径を、体積平均粒子径Ｄ５０ｖ（既述のトナーの体積平均粒径はこれを指す）及び数平均粒子径Ｄ５０ｐと定義する。

トナー粒子に使用される結着樹脂としては、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類；エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類；等の単独重合体及び共重合体を例示することができ、特に代表的な結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリル酸アルキル共重合体、スチレン−メタクリル酸アルキル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等を挙げることができる。さらに、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィンワックス等を挙げることができる。

また、トナー粒子の着色剤としては、マグネタイト、フェライト等の磁性粉、カーボンブラック、アニリンブルー、カルイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３等を代表的なものとして例示することができる。

トナー粒子の離型剤としては、低分子ポリエチレン、低分子ポリプロピレン、フィッシャートロプシュワックス、モンタンワックス、カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等を代表的なものとして例示することができる。

トナー粒子には必要に応じて帯電制御剤が添加されてもよい。帯電制御剤としては、公知のものを使用することができるが、アゾ系金属錯化合物、サリチル酸の金属錯化合物、極性基を含有するレジンタイプの帯電制御剤を用いることができる。湿式製法でトナーを製造する場合、イオン強度の制御と廃水汚染の低減との点で水に溶解しにくい素材を使用するのが好ましい。本発明におけるトナーは、磁性材料を内包する磁性トナー、及び磁性材料を含有しない非磁性トナーのいずれであってもよい。

一方、シリコーンオイル処理球形粒子は、体積平均粒子径は８０〜３００ｎｍ（好ましくは１００〜２００ｎｍ）の球形粒子にシリコーンオイルを処理したものであるが、このような球形粒子をトナー粒子の外添剤として適用することで、転写性の向上、シリコーンオイルによる疎水性の向上による高湿度時の帯電維持性の向上に加え、外添剤のブレードすり抜け防止効果が顕著に向上する。また、球形粒子は、球形であるがゆえに、クリーニングブレードと感光体ドラム（像担持体）間で転がることによる潤滑効果を発揮できる。

この体積平均粒径が８０ｎｍよりも小さい場合はクリーニングブレード先端変形部に留まり難く安定的な潤滑効果が発揮できない。また、３００ｎｍよりも大きくなると現像装置内での攪拌ストレスで容易に該粒子の剥がれが発生し、有効にクリーニングブレードへの供給ができなくなり長期に渡り安定してクリーニングブレード挙動安定効果を発揮させることができない。

ここで、体積平均粒子径は、レーザー回析式粒度分布測定装置（ＬＡ−７００：堀場製作所製）を用いて測定した。測定法としては、界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム）の５％水溶液５０ｍｌ中に測定試料を２ｇ加え、超音波分散機（１，０００Ｈｚ）にて２分間分散して、試料を作製し、これをセルに投入し、約２分待って、セル内の試料がほぼ安定状態になったところで測定する。得られたチャンネルごとの体積平均粒径を、体積平均粒径の小さい方から累積し、累積５０％になったところを体積平均粒径とした。

球形粒子としては、シリカ、酸化チタン、アルミナ、酸化亜鉛などが挙げられるが、特に、真比重１．３〜１．９（好ましくは１．４〜１．８）の単分散球形シリカを適用することがよい。比重１．３〜１．９で粒径８０ｎｍより大粒径の単分散球形シリカは、クリーニングブレード先端部に供給されることにより、該粒子がクリーニングブレードと感光体ドラム間に介在し易いと共に、転がることで潤滑剤となりクリーニングブレードエッジの変形量増加及びスティック＆スリップを抑制することができる。特に、単分散球形シリカは、トナー粒子表面に均一分散が可能となり、球形粒子の現像器内のメカニカルストレスによる剥がれを有効に抑制することが可能となり、現像器内では球形粒子はトナーから剥がれず、クリーニングブレードストレスでのみ剥がれ、現像剤寿命低下を防ぎながら、クリーニング部での潤滑作用を発揮することができる。

この真比重が１．３より小さいと球形粒子の凝集分散が起こりトナー粒子表面での分散が不均一となり現像機内で剥がれ易くなり、また、１．９より大きいと比重が大きいために現像装置内でのストレスで剥がれやすくなる。

ここで、単分散の定義としては、凝集体を含め、平均粒径に対する標準偏差で議論することができ、標準偏差として体積平均粒径Ｄ５０×０．２２以下であることが好ましい。本発明における球形の定義としては、下式で表されるＷＡｄｅｌｌの球形化度で議論することができ、球形化度が０．６以上であることが好ましく、０．８以上であることがより好ましい。

なお、粒径測定装置で一般的に標準偏差等は分布から求めることができる。

また、比重測定の測定はルシャテリエ比重瓶を用いＪＩＳ Ｋ００６１の５−２−１に準拠して比重を測定した。具体的な操作は、次の通り行う。

１）ルシャテリエ比重瓶に約２５０ｍｌのエチルアルコールを入れ、メニスカスが目盛りの位置にくるように調整する。
２）比重瓶を恒温水槽に浸し、液温が２０．０±０．２℃になったとき、メニスカスの位置を比重瓶の目盛りで正確に読み取る（読み取り精度は０．０２５ｍｌとする）。
３）試料を約１００ｇ量り取り、その質量をＷとする。
量り取った試料を比重瓶に入れ泡を除く。
４）比重瓶を恒温水槽に浸し、液温が２０．０±０．２℃になったとき、メニスカスの位置を比重瓶の目盛りで正確に読み取る（読み取り精度は０．０２５ｍｌとする）。
５）次式により比重を算出する。
Ｄ＝Ｗ／（Ｌ₂−Ｌ₁） ・・・式Ａ
Ｓ＝Ｄ／０．９９８２ ・・・式Ｂ
上記式Ａ及びＢ中、Ｄは試料の密度（２０℃）（ｇ／ｃｍ³）、Ｓは試料の比重（２０℃）、Ｗは試料の見かけの質量（ｇ）、Ｌ₁は試料を比重瓶に入れる前のメニスカスの読み（２０℃）（ｍｌ）、Ｌ₂は試料を比重瓶に入れた後のメニスカスの読み（２０℃）（ｍｌ）、０．９９８２は２０℃における水の密度（ｇ／ｃｍ³）である。

また、球形化度は、Ｗａｄｅｌｌの真の球形化度を採用し、以下の式に準じて計算した。
式：球形化度Ψ＝Ｓ'／Ｓ
上記式中、Ｓ'は、実際の粒子と同じ体積を有する球の表面積を表し、平均粒径の値から計算により求めた。また、Ｓは、実際の粒子の表面積であり、島津粉体比表面積測定装置ＳＳ−１００型を用いて測定されるＢＥＴ比表面積の値を代用させた。

単分散球形シリカは、屈折率が１．５前後であり、粒径を大きくしても光散乱による透明度の低下、特にＯＨＰ上への画像作成時のＰＥ値等に影響を及ぼさないため好適である。一般的なフュームドシリカは比重２．２であり、粒径的にも最大５０ｎｍが製造上から限界である。

なお、他の代表的な無機微粒子としては酸化チタン（比重４．２、屈折率２．６）、アルミナ（比重４．０、屈折率１．８）、酸化亜鉛（比重５．６、屈折率２．０）を上げることができるがいずれも比重が高く、シール効果を有効に発現する粒径８０ｎｍより大きくするとトナーからの剥がれが起こりやすくなる。またその屈折率も高いため大粒径無機物を用いることはカラー画像作成には適さない。

単分散球形シリカは湿式法であるゾルゲル法により得ることができる。比重は湿式法、且つ焼成することなしに作成するため、蒸気相酸化法に比べ低く制御することができる。粒径はゾルゲル法の加水分解、縮重合工程のアルコキシシラン、アンモニア、アルコール、水の重量比、反応温度、攪拌速度、供給速度により自由に制御できる。単分散、球形形状も本手法にて作成することにより達成可能となる。

また、単分散球形シリカ（球形粒子）へ処理するシリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、クロルフェニルシリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル等が好適に挙げられる。

シリコーンオイルの単分散球形シリカ（球形粒子）の処理方法としては、例えば、例えば未処理の球形粒子とシリコーンオイルとをヘンシェルミキサーの如き混合機を用いて直接混合する方法；ベースとなる未処理の球形粒子にシリコーンオイルを噴霧する方法；適当な溶剤にシリコーンオイルを溶解あるいは分散せしめた後、未処理の無機微粉体を加え混合し溶剤を除去する方法が挙げられる。また、当該処理方法としては、例えば、特開２０００−１７２００３にあるような一般的な方法として公知の方法などに準じることができる。

また、シリコーンオイルの処理量は、単分散球形シリカ（球形粒子）１００重量部に対して、５〜２０重量部より好ましくは７〜２０重量部）が好ましい。処理量を上記範囲とすることで、過剰なシリコーンオイルの供給を抑制しつつ、転写性の向上、シリコーンオイルによる疎水性の向上による高湿度時の帯電維持性の向上に加え、外添剤のブレードすり抜け防止効果が顕著に向上させることができる。

なお、外添剤としては、シリコーンオイル処理球形粒子の他、電子写真感光体表面の付着物、劣化物除去の目的等で、無機微粒子、有機微粒子、該有機微粒子に無機微粒子を付着させた複合微粒子なども併用することができる。

無機微粒子としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、チタン酸バリウム、チタン酸アルミニウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、酸化亜鉛、酸化クロム、酸化セリウム、酸化アンチモン、酸化タングステン、酸化スズ、酸化テルル、酸化マンガン、酸化ホウ素、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、窒化ケイ素、窒化チタン、窒化ホウ素等の各種無機酸化物、窒化物、ホウ化物等が好適に使用される。また、上記無機微粒子にテトラブチルチタネート、テトラオクチルチタネート、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリデシルベンゼンスルフォニルチタネート、ビス（ジオクチルパイロフォスフェート）オキシアセテートチタネートなどのチタンカップリング剤、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、ヘキサメチルジシラザン、メチルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ヘキシルトエリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ｏ−メチルフェニルトリメトキシシラン、ｐ−メチルフェニルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤などで処理を行っても良い。また、シリコーンオイル、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の高級脂肪酸金属塩による疎水化処理も好ましく行うことができる。

有機微粒子としては、スチレン樹脂粒子、スチレンアクリル樹脂粒子、ポリエステル樹脂粒子、ウレタン樹脂粒子等を挙げることができる。これらの粒子径としては、小さすぎると研磨能力に欠け、また、大きすぎると電子写真感光体表面に傷を発生しやすくなるため、平均粒子径で５〜１０００ｎｍの範囲、好ましくは５〜８００ｎｍの範囲、より好ましくは５〜７００ｎｍの範囲のものが使用される。また、前記滑性粒子の添加量との和が、０．６質量％以上であることが好ましい。

特に、トナー粒子に外添されるその他の無機酸化物としては、粉体流動性、帯電制御等のため、１次粒径が４０ｎｍ以下の小径無機酸化物を、更に付着力低減や帯電制御のため、それより大径の無機酸化物を挙げることができる。これらの無機酸化物微粒子は公知のものを使用することができるが、精密な帯電制御を行うためには、シリカと酸化チタンとを併用することが好ましい。また、小径無機微粒子については表面処理することにより、分散性が高くなり、粉体流動性を向上させる効果が大きくなる。

このような外添剤は、トナー粒子と共にヘンシェルミキサー、あるいはＶブレンダー等で混合することによって外添することができる。また、トナー粒子を湿式にて製造する場合は、湿式にて外添することも可能である。

次に、キャリアについて説明する。キャリアとしては、特に制限されることはなく、それ自体公知のキャリアを用いることができる。

前記キャリアの具体例として、樹脂被覆キャリアを次に説明する。キャリアの核体粒子（芯材）としては、通常の鉄粉、フェライト、マグネタイト造型物などを使用することができ、その体積平均粒径Ｄ５０ｖは３０μｍ〜２００μｍの範囲にあることが好ましい。
核体粒子の被覆樹脂としては、例えば、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸、ｎ−プロピルメタクリル酸ラウリルメタクリル酸２−エチルヘキシル等のα−メチレン脂肪酸モノカルボン酸類；ジメチルアミノエチルメタクリレート等の含窒素アクリル類；アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類；２−ビニルピリジン、４−ビニルピリジン等のビニルピリジン類；ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類；ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロベニルケトン等のビニルケトン類、エチレン、プロピレン等のオレフィン類；フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロエチレン等のビニル系フッ素含有モノマー；等の単独重合体、又は２種類以上のモノマーからなる共重合体、さらに、メチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン等のシリコーン類；ビスフェノール、グリコール等を含有するポリエステル類；エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。

これらの被覆樹脂は１種単独で用いてもよいし、２種以上併用してもよい。被覆樹脂の使用量は、核体粒子１００質量部に対して０．１〜１０質量部の範囲にあることが好ましく、０．５〜３．０質量部の範囲にあることがより好ましい。

キャリアの製造には、加熱型ニーダ、加熱型ヘンシェルミキサ、ＵＭミキサなどを使用することができ、被覆樹脂量によっては、加熱型流動転動床、加熱型キルンなどを使用することができる。

ここで、トナーとキャリアとの混合比（重量比）としては、トナー：キャリア＝１：１００〜３０：１００程度の範囲であり、３：１００〜２０：１００程度の範囲がより好ましい。但し、補給用の現像剤場合、この混合比（重量比）としては、補給用トナー：補給用キャリア＝１００：１〜１００：３０程度の範囲であり、１００：３〜１００：２０程度の範囲がより好ましい。

次に、本実施形態に係る画像形成装置の動作について説明する。まず、感光体ドラム１０が矢印ａで示される方向に沿って回転すると同時に、帯電ロール２０により負に帯電する。

帯電ロール２０によって表面が負に帯電した感光体ドラム１０は、露光装置３０により露光され、表面に潜像が形成される。

感光体ドラム１０における前記潜像の形成された部分が現像装置４０に近接すると、現像装置４０（現像ロール４２）により、前記潜像にトナーが付着し、トナー画像が形成される。

トナー画像が形成された感光体ドラム１０が矢印ａに方向にさらに回転すると、トナー画像は中間転写ベルト５０の外側の面に転写する。

トナー画像が中間転写ベルト５０に転写されたら、記録紙供給装置５３により、２次転写ローラ５２に記録紙Ｐが供給され、中間転写ベルト５０に転写されたトナー画像が２次転写ローラ５２により、記録紙Ｐ上に転写される。これにより、記録紙Ｐにカラー画像が形成される。

画像が形成された記録紙Ｐは、定着装置８０でトナー画像が定着される。

なお、トナー画像が中間転写ベルト５０に転写された後、感光体ドラム１０は、転写後、除電装置６０により除電され、クリーニング装置７０のクリーニングブレード７２により、表面に残ったトナーが除去される。そして、クリーニング装置７０において、転写残のトナーが除去された感光体ドラム１０は、帯電ロール２０により、再び負に帯電せられ、露光装置３０において露光されて潜像が形成される。

ここで、一般に画像形成装置では、作成する画像によっては非画像部等画像の少ない部分でトナーの供給量が極端に少なくなり、併せてクリーニング装置７０（クリーニングブレード７２）へのシリコーンオイル処理球形粒子の供給量も極端に少なくなる。

そこで、主制御部９０（図２参照）により、画像情報から例えば感光体ドラム１０の軸方向位置ごとの積算画像情報を取得し、当該積算画像情報に応じて、露光装置３０、現像装置４０及び１次転写ローラ５１などを制御して非画像形成時にトナーの供給量が不足している部分へ、トナーを供給即ちトナーバンドを形成することで、トナー（シリコーンオイル処理球形粒子）のクリーニング装置７０（クリーニングブレード７２）への供給量不足分を補う。なお、この主制御部９０がトナーバンド形成手段に相当する。

つまり、画像の多い部分でのトナーの過剰供給をすることなく、画像の無い部分もしくは少ない部分へ必要な量のトナーを供給し、所定量のトナーバンドを形成する。なお、「非画像形成時」とは、１の画像形成サイクルとその次の画像形成サイクルとの間の記録紙Ｐの供給がされない間等、通常の画像形成サイクルが行われない時をいう。

このようにして画像情報に応じて、即ち、トナー画像の画像密度（印字率）が低い場合には、感光体ドラム１０にトナーバンドを形成しクリーニング装置７０（クリーニングブレード７２）へトナーを供給することで、潤滑剤としてのシリコーンオイル処理球形粒子のクリーニング装置７０への供給不足による感光体ドラム１０磨耗増加を防止し、感光体ドラム１０の長寿命化を効果的に実現することができる。なお、過度の感光体ドラム１０へのシリコーンオイル塗布は放電生成物に由来する像抜けを発生させることが知られているが、シリコーンオイル塗布量は画像密度とほぼ相関が取れるため、例えば、球形粒子へのシリコーンオイルへの処理量を極力少なくし、不足する分を供給することが可能となり、より効果的な像担持体の長寿命化を効果的に実現することができる。

さらに、トリクル現像方式は補給用トナーと共に補給用キャリアを供給するため、画像密度（印字率）が低い場合には補給用キャリアの供給量が低下しキャリアの帯電性能を低下させる欠点があるが、トナーバンドを形成してトナーを強制的に現像・消費させることで、補給用トナー及び補給用キャリアが現像器に供給され、効果的に現像剤の長寿命化が実現できる。

具体的には、感光体ドラム１０の任意の枚数毎における、複写機の場合はＣＣＤセンサー（図示せず）などによる積算画像密度、プリンターの場合は出力画像情報の感光体ドラム１０の軸方向位置の積算画素情報を主制御部により取得し、その情報に基づきそれぞれの軸方向位置の積算画像情報に応じたトナーバンド（トナー画像）を非画像形成時に作成しクリーニング装置７０へ供給する。より具体的には、積算画像情報に応じた潜像を感光体ドラム１０表面に露光装置３０によって形成し、さらに、現像装置４０で現像することによりトナーバンドを形成し、これを記録紙Ｐに転写せずそのままクリーニング装置７０に供給する。

トナーバンド形成（出力画像情報の感光体ドラム１０の軸方向位置の積算画像情報を算出し、トナー画像を非画像形成時に作成しクリーニング装置７０へ供給）の頻度としては、例えば、Ａ４サイズである記録紙Ｐの積算枚数が５０枚以内に１回であることが好ましく、２０枚以内に１回であることがより好ましい。

積算画像情報に応じたトナーの供給量の制御は、感光体ドラム１０の回転方向のトナーバンドの幅を変えることで行ってもよいし、当該幅は同一としておき、画像のカバレッジ（画像密度）を変えることで行ってもよい。

また、通常の画像形成では、転写を経た残留トナーがクリーニング装置７０へ供給されるが、トナーバンド形成では、転写バイアス値などの転写条件を通常の画像形成とは別の条件に設定する（例えば、印加電圧を逆極性とする）ことにより、直接転写方式で接触転写ロール等を用いた場合に発生する転写ロールの汚れを回避することが可能である。

また、中間転写方式の場合も転写条件を通常の画像形成とは別の設定とすることで、感光体ドラム１０へのトナーの供給量を増やし効率よくクリーニング装置７０へのトナーの供給を行うことが可能となる。なお、中間転写体方式においては、上記と同様にして感光体ドラム１０にトナーバンドを供給することで、中間転写ベルト５０に設けられるクリーニング装置５４（クリーニングブレード）にトナーを供給し、同様に、中間転写ベルト５０の摩耗や傷を抑制することができ、かつ良好なクリーニング性を確保することができる。
また、感光体ドラム１０と中間転写ベルト５０のそれぞれのクリーニング装置７０、５４（クリーニングブレード）へバランスよくトナーバンドを供給することも可能となる。

次に、主制御部９０（図２参照）によるトナーバンド形成の動作について具体的に説明する。図３は、本実施形態に係る画像形成装置における主制御部によるトナーバンド形成の動作の流れを示したフロー図である。

まず、図３に示すように、ステップＳ１１で、主制御部９０が画像情報から感光体ドラム１０の軸方向の位置ごとの積算画像情報を取得する。そして、ステップＳ１２で、主制御部９０が当該積算画像情報から感光体ドラム１０の軸方向の位置ごとの「平均画像密度Ａ」を算出する。ここで、図４（ａ）のグラフは、感光体ドラム１０の軸方向の位置ごとの「平均画像密度Ａ」の一例である。

次に、ステップＳ１３で、感光体ドラム軸方向位置において、算出した「平均画像密度Ａ」が「しきい値Ｂ」よりも値が小さい位置があるか否かを判定する。

ここで、判定は次のように行う。まず、クリーニング装置７０へ供給するに望まれるトナーの供給量を、予め設定しておき、当該トナーの供給量が供給された場合の平均画像密度を「しきい値Ｂ」と定め、これと前記図４（ａ）のグラフを重ね合わせる（図４（ｂ）参照）。図４（ｂ）のグラフのように、感光体ドラム１０の軸方向の位置により、「しきい値Ｂ」を超え十分にトナーが供給された位置と、「しきい値Ｂ」に達せずトナーの供給量が不足している位置と、に分かれる。

このように「平均画像密度Ａ」が「しきい値Ｂ」よりも値が全ての位置（感光体ドラム軸方向位置）で大きい場合、否定され処理を終了する。一方、「平均画像密度Ａ」が「しきい値Ｂ」よりも値が小さい位置がある場合、肯定されて、ステップＳ１４に進み、トナーバンドを形成する。そして、処理を終了する。

なお、「平均画像密度Ａ」が「しきい値Ｂ」よりも値が大きい位置では、クリーニング装置７０へのトナーの供給は十分であるため、トナーを供給する必要が無く、トナーバンドを形成せず、「平均画像密度Ａ」が「しきい値Ｂ」よりも値が小さい位置では、クリーニング装置７０へのトナーの供給が不十分であるため、トナーを供給する必要があり、トナーバンドを形成する。そして、トナーバンドを形成する場合には、「しきい値Ｂ」から「平均画像密度Ａ」を除して、両者の差分が算出され、当該差分に見合った画素の書き込み（潜像形成及び現像）を非画像形成時に行い、感光体ドラム１０の軸方向の位置に応じて必要な量のトナーをクリーニング装置７０へ供給することができるように、感光体ドラム１０の表面にトナーバンドを形成する。このようにして形成されるトナーバンドにおけるトナーの供給量と、感光体ドラム１０の軸方向の位置との関係を図４（ｃ）に示す。

以上、説明した本実施形態に係る画像形成装置では、所定の大きさのシリコーンオイル処理球形粒子をトナー粒子に外添したトナーを用いることで、当該シリコーンオイル処理球形粒子が現像、転写でトナーと共に移動し、クリーニング装置７０（クリーニングブレード）のストレスではじめてトナーから遊離し潤滑効果を発生するため、潤滑剤としてのシリコーンオイル処理球形粒子の選択的な回収が起こりにくく、トナーリクレームを行う上で課題である現像剤への潤滑剤蓄積によるかぶり、凝集物生成が抑制される。

その反面、シリコーンオイル処理球形粒子がトナー粒子から遊離すると、トナー粒子と同極性であるため、キャリアに静電的に吸着し易く、トナー粒子とキャリアの摩擦帯電を阻害する。このため、トリクル現像を採用することによって新しいキャリアと交換していくことで現像剤の長寿命化が実現される。

また、シリコーンオイル処理球形粒子は現像、転写、特にクリーニング装置７０（クリーニングブレード部）で感光体ドラム１０と接触し、感光体ドラム１０とクリーニングブレードとの間に当該粒子が介在し易くなり、クリーニングブレードの変形量増加、スティック及びスリップが抑制され、過度の感光体ドラム１０の磨耗を防止すると共に、シリコーンオイルが感光体ドラム１０に転移し皮膜を形成するので、感光体ドラム１０とシリコーンオイル処理球形粒子間の摩擦が低減しすべりやすくなり、シリコーンオイル処理球形粒子のクリーニング装置７０（クリーニングブレード部）すり抜けを防止でき、フィルミングや、帯電手段（特に接触帯電器）汚染を防止することもできる。

このように、所定の大きさのシリコーンオイル処理球形粒子をトナー粒子に外添したトナーを用いると、帯電器汚染を防止しつつ画像欠陥を抑制し、長寿命化を実現することができる。特に、トナーリクレーム・トリクル現像方式を採用した画像形成装置の欠点を改善することができ、効果的である。

以下、本発明を、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。ただし、これら各実施例は、本発明を制限するものではない。

（実施例１〜３、比較例１〜３）
以下のようにして作製したトナー１００重量部に対し、表１に従った外添剤１部を加え、周速２０ｍ／ｓで５分間ブレンドを行い、４５μｍ網目のシーブを用いて粗大粒子を除去し各色のトナーを得た。以下のようにして作製したキャリア１００部と上記得られた各色のトナー５部とをＶ−ブレンダーを用い４０ｒｐｍで２０分間攪拌し、１７７μｍの網目のシーブで篩う事により、現像剤を得た。

そして、上記図１に示す画像形成装置と実質的同様の構成の富士ゼロックス製フルカラープリンターＣ３５３０改造機（トリクル現像方式であり、現像器からクリーナーに現像剤の一部を供給し、クリーナーから現像機へ回収トナーを戻す（トナーリクレーム）改造を行った実験機）に、上記現像剤を装填し、１００ｋプリントを行い以下の評価を行った。結果を表１に示す。

＜トナー粒子の作製＞
−−分散液（１）の調製−−
スチレン・・・・・・・・・・・・・・・３７０ｇ
ｎブチルアクリレート・・・・・・・・・ ３０ｇ
アクリル酸・・・・・・・・・・・・・・ ８ｇ
ドデカンチオール・・・・・・・・・・・ ２４ｇ
四臭化炭素・・・・・・・・・・・・・・ ４ｇ
以上を混合し、溶解したものを、非イオン性界面活性剤（三洋化成（株）製：ノニポール４００）６ｇ及びアニオン性界面活性剤（第一工業製薬（株）製：ネオゲンＳＣ）１０ｇをイオン交換水５５０ｇに溶解したものに、フラスコ中で分散し、乳化し、１０分ゆっくりと混合しながら、これに過硫酸アンモニウム４ｇを溶解したイオン交換水５０ｇを投入し、窒素置換を行った後、前記フラスコ内を攪拌しながら内容物が７０℃になるまでオイルバスで加熱し、５時間そのまま乳化重合を継続した。その結果、平均粒径が１５５ｎｍ、ガラス転移点が５９℃、重量平均分子量（Ｍｗ）が１２，０００である樹脂粒子を分散させてなる分散液（１）を調製した。

−−分散液（２）の調製−−
スチレン・・・・・・・・・・・・・・・２８０ｇ
ｎブチルアクリレート・・・・・・・・・１２０ｇ
アクリル酸・・・・・・・・・・・・・・ ８ｇ
以上を混合し、溶解したものを、非イオン性界面活性剤（三洋化成（株）製：ノニポール４００）６ｇ及びアニオン性界面活性剤（第一工業製薬（株）製：ネオゲンＳＣ）１２ｇをイオン交換水５５０ｇに溶解したものに、フラスコ中で分散し、乳化し、１０分ゆっくりと混合しながら、これに過硫酸アンモニウム３ｇを溶解したイオン交換水５０ｇを投入し、窒素置換を行った後、前記フラスコ内を攪拌しながら内容物が７０℃になるまでオイルバスで加熱し、５時間そのまま乳化重合を継続し、平均粒径が１０５ｎｍ、ガラス転移点が５３℃、重量平均分子量（Ｍｗ）が５５０，０００である樹脂粒子を分散させてなる分散液（２）を調製した。

−−着色剤分散液（１）の調製−−
カーボンブラック・・・・・・・・・・・ ５０ｇ
（キャボット社製：モーガルＬ）
非イオン性界面活性剤・・・・・・・・・ ５ｇ
（三洋化成（株）製：ノニポール４００）
イオン交換水・・・・・・・・・・・・・２００ｇ
以上を混合し、溶解し、ホモジナイザー（ＩＫＡ社製：ウルトラタラックスＴ５０）を用いて１０分間分散し、平均粒径が２５０ｎｍである着色剤（カーボンブラック）を分散させてなる着色剤分散液（１）を調製した。

−−離型剤分散液（１）の調製−−
パラフィンワックス・・・・・・・・・・ ５０ｇ
（日本精蝋（株）製：ＨＮＰ０１９０、融点８５℃）
カチオン性界面活性剤・・・・・・・・・ ５ｇ
（花王（株）製：サニゾールＢ５０）
イオン交換水・・・・・・・・・・・・・２００ｇ
以上を９５℃に加熱して、ホモジナイザー（ＩＫＡ社製：ウルトラタラックスＴ５０）を用いて分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、平均粒径が５５０ｎｍである離型剤を分散させてなる離型剤分散液（１）を調製した。

−−凝集粒子の調製−−
分散液（１）・・・・・・・・・・・・１２０ｇ
分散液（２）・・・・・・・・・・・・ ８０ｇ
着色剤分散液（１）・・・・・・・・・ ３０ｇ
離型剤分散液（１）・・・・・・・・・ ４０ｇ
カチオン性界面活性剤・・・・・・・・１．５ｇ
（花王（株）製：サニゾールＢ５０）
以上を丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー（ＩＫＡ社製：ウルトラタラックスＴ５０）を用いて混合し、分散した後、加熱用オイルバス中でフラスコ内を攪拌しながら４８℃まで加熱した。４８℃で３０分間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると平均粒径が約５μｍである凝集粒子（体積：９５ｃｍ³）が形成されていることが確認された。

−−付着粒子の調製−−
ここに、樹脂含有微粒子分散液としての分散液（１）を緩やかに６０ｇ追加した。なお、前記分散液（１）に含まれる樹脂粒子の体積は２５ｃｍ³である。そして、加熱用オイルバスの温度を５０℃に上げて１時間保持した。光学顕微鏡にて観察すると、体積平均粒径が約５．７μｍである付着粒子が形成されていることが確認された。

−−トナー粒子の調整−−
その後、ここにアニオン性界面活性剤（第一工業製薬（株）製：ネオゲンＳＣ）３ｇを追加した後、前記ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて攪拌を継続しながら、１０５℃まで加熱し、３時間保持した。そして、冷却後、反応生成物をろ過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、乾燥させることにより、トナー粒子を得た。

＜キャリアの生成＞
フェライト粒子（平均粒径：５０μｍ） １００部
トルエン １４部
スチレン−メタクリレート共重合体（成分比：９０／１０） ２部
カーボンブラック（Ｒ３３０：キャボット社製） ０．２部

予め上記組成中のフェライト粒子を除く混合物を、スターラーを用いて１０分間攪拌分散させた被覆液を調製した。次に、得られた被覆液と上記のフェライト粒子を真空脱気型ニーダーに入れて、温度６０℃において３０分間攪拌させた後、更に減圧下に加熱しながら脱気し、乾燥させてキャリアを得た。

＜評価＞
印字率１０％で１００Ｋプリントを実施し、感光体磨耗量、クリーニング性、帯電ロール（ＢＣＲ）汚染について評価した。

なお、外添剤としての球状粒子へのシリコーンオイルの処理は次のようにして行った。
球形粒子１００部を撹拌しながら、温度およそ６０℃に保持し、ジメチルシリコーンオイル（重量平均分子量Ｍｗ１２１００、数平均分子量Ｍｎ２０３０、Ｍｗ／Ｍｎ５．９７、）２０部−ヘキサン２０部の溶液を噴霧し、撹拌処理しながら溶剤を乾燥させた。次いで、撹拌しながら３００℃まで加熱し、３００℃で１時間処理した。

上記結果から、実施例１、２、３（平均粒径８０ｎｍ、１３５ｎｍ、２００ｎｍのシリコーンオイル処理球形シリカ（単分散シリカ）を用いた例）では、１００Ｋプリント後の、感光体の磨耗量も１５ｕｍ（残量１７ｕｍ）で、使用限界以内（１５ｕｍ以上）であった。

一方、比較例１（平均粒径４０ｎｍのシリコーンオイル処理球形シリカを用いた例）では、１００Ｋプリント後の感光体磨耗量は２０μｍ（残量１２μｍ）と、７０Ｋ以降感光体の使用限界を超えかぶりが発生し、さらにブレード磨耗によるクリーニング不良も発生した。

また、比較例３（平均粒径１３５ｎｍのシリコーンオイル未処理の球形シリカを用いた例）では、１００Ｋプリント後の、感光体の磨耗量も１５μｍ（残量１７μｍ）で、使用限界以内（１５μｍ以上）であったが、感光体表面にシリカが固着するいわゆるＦＩＬＭＩＮＧが発生しており、さらに３０ｋｐｖより接触帯電器（ＢＣＲ）がシリカにより汚染され、帯電不良が発生しカブリが発生した。

また、比較例２（３００ｎｍのポリメチルメタクリレート樹脂の球形粒子を用いた例）では、３０ｋｐｖでブレード磨耗によるクリーニング不良がひどく実験を中止した。

以上から、シリコーンオイルを処理した所定粒径の球形粒子、特に特定真比重の単分散球形シリカを外添したトナーを用いることで、帯電手段汚染を防止しつつ画像欠陥を抑制し、長寿命化を実現できることがわかる。特に、当該トナーを、トナーリクレーム・トリクル現像方式を採用した画像形成装置に適用した場合には、感光体やクリーニングブレードの長寿命を達成するためのステアリン酸金属塩等の潤滑剤を含まない現像剤で感光体磨耗、ブレード磨耗を防止でき、効果的であることがわかる。

（実験）
実験１）上記実施例２の外添剤（シリコーンオイル処理粒子）を単独で、感光体ドラムの表面にまぶし、富士ゼロックス製ＤＰＣ３５３０の感光体及びブレードを用い感光体ドラムを周速１６５ｍｍ／Ｓ１０分間回転させた後、ブレードエッジ部以外の球状粒子を感光体から取り除き、感光体ドラムを同様に回転させたところ、ほぼ同等の回転トルクで感光体ドラムは回転した。
実験２）比較例３の外添剤（シリコーンオイル未処理球形粒子）を用いて、実験１と同様に実験したところ、当初の１０分間は問題なかったが、ブレードエッジ部以外の球状粒子を感光体から取り除いた後は、ブレードめくれが発生して感光体ドラムはまったく回転しなかった。
実験３）実験１を行った後、さらに比較例３の外添剤（シリコーンオイル未処理球形粒子）を用いて、実験１と同様に実験したところ、ブレードエッジ部以外の球状粒子を感光体から取り除いた後でも、ほぼ同等の回転トルクで感光体ドラムは回転した。

ここで、実験１〜３を行った後、ブレードエッジ部の球状粒子の様子をＳＥＭ写真で観察したところ、実験１及び３では球状粒子が細密充填状に存在しており、球状粒子が感光体ドラムクリーニングブレードとの間に介在していることがわかった。一方、実験２では球状粒子がまばらに確認できる程度であった。

また、実験前の感光体ドラムの水接触角は９０°であったのに対し、上記実験１〜２を行った後、感光体ドラム表面の水接触角を測定したところ、それぞれ９５°、８５°であった。この実施１で感光体ドラムの水接触角が５°上昇した理由は感光体ドラムシリコーンオイルが付着したためだと考えられる。さらに、シリコーンオイルが表面に付着した感光体ドラムを使用し、シリコーンオイル未処理球形粒子を使用した実験３から、球状粒子がブレードエッジ部に留まる理由は、感光体表面にシリコーンオイルが付着しているためであることがわかった。

以上によって、シリコーンオイルを処理した所定粒径の球形粒子、特に特定真比重の単分散球形シリカを外添したトナーを用いることで、像担持体・クリーニングブレードの長寿命化を実現できることがわかる。

本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 本実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る画像形成装置における主制御部によるトナーバンド形成の動作の流れを示したフロー図である。 本実施形態に係る画像形成装置における、感光体ドラムの軸方向の位置と平均画像密度とトナーの供給量との関係を示すグラフであり、（ａ）は、感光体ドラムの軸方向の位置と平均画像密度との関係を示すグラフであり、（ｂ）は、（ａ）のグラフにしきい値を書き加えたグラフであり、（ｃ）は、電感光体ドラムの軸方向の位置とトナーの供給量との関係を示すグラフである。

符号の説明

１０ 感光体ドラム
２０ 帯電ロール
３０ 露光装置
４０ 現像装置
４１ 現像容器
４１Ａ 現像容器本体
４１Ｂ 現像容器カバー
４１Ｃ 仕切り壁
４２ 現像ロール
４２Ａ 現像ロール室
４３ 第１攪拌部材
４３Ａ 第１攪拌室
４４ 第２攪拌部材
４４Ａ 第２攪拌室
４５ 層厚規制部材
４６ 補給搬送路
４７ 現像剤ホッパー
４８ 排出搬送路
５０ 中間転写ベルト
５０Ａ、５０Ｂ 張架ローラ
５０Ｃ バックアップローラ
５０Ｄ 駆動ローラ
５１ １次転写ローラ
５２ ２次転写ローラ
５３ 記録紙供給装置
５３Ａ 搬送ローラ
５３Ｂ 誘導スロープ
５４ 中間転写体クリーニング装置
６０ 除電装置
７０ クリーニング装置
７１ ハウジング
７２ クリーニングブレード
７３ 搬送部材
７４ 供給搬送路
８０ 定着装置
８１ 定着ローラ
８２ 搬送コンベア
９０ 主制御部

Claims (6)

1. トナー粒子と、外添剤として体積平均粒子径８０〜３００ｎｍで表面にシリコーンオイル処理が施された球形粒子と、を含むことを特徴とする電子写真用トナー。
2. 前記球形粒子は、真比重１．３〜１．９の単分散球形シリカであることを特徴とする請求項１に記載の電子写真用トナー。
3. 像担持体と、
   前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、
   画像情報に応じて帯電後の像担持体を露光して表面に潜像を形成する露光手段と、
   請求項１又は２に記載の電子写真用トナー及びキャリアを含む現像剤を収容し、前記現像剤により前記潜像に前記トナーを付着させてトナー画像を形成する現像手段と、
   前記トナー画像を記録媒体に転写する転写手段と、
   前記トナー画像の転写後に前記感光体の表面に残存している残存トナーを除去するクリーニングブレードを有するクリーニング手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
4. 前記現像手段は、補給用トナー及び補給用キャリアを含む補充用現像剤を適宜供給すると共に前記収容した現像剤を適宜排出する手段であることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. クリーニング手段は、クリーニング手段により除去した残存トナーを前記現像手段へ供給する残存トナー供給搬送路を有する手段であること特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 画像情報に応じて、前記現像手段からトナーを強制消費すると共に前記ブレードクリーニング手段へトナーを供給するためのトナーバンドを形成するトナーバンド形成手段をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。

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