(57)【要約】【課題】プロセス速度に拘わらずに白抜け等の画像欠陥を抑えるとともに、脂肪酸金属塩の過剰供給を抑えた画像形成装置を提供する。【解決手段】像保持体４１と、帯電器４２と、現像器４４とを備え、像保持体４１による画像の非形成時において、帯電器４２による像保持体４１の帯電電位ＶＨと現像器４４に印加される現像バイアス電位ＶＢとの電位差Ｖｃｆを、画像形成時における第１の電位差（図４（Ａ））よりも高めた第２の電位差（図４（Ｂ））に設定することにより、高速のプロセス速度ほど多量の脂肪酸金属塩を像保持体に供給する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転しながら表面にトナー像を保持し該トナー像を被転写手段に転写する像保持手段と、
前記像保持手段の回転速度に応じて、該回転速度が高速であるほど多量の脂肪酸金属塩を該像保持手段に供給する供給手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記供給手段が、固形の脂肪酸金属塩に接触し脂肪酸金属塩を受け取って前記像保持手段に供給する手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記供給手段が、前記固形の脂肪酸金属塩への接触圧を、前記像保持手段の回転速度に応じて調整することにより、該回転速度が高速であるほど多量の脂肪酸金属塩を該像保持手段に供給することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記供給手段が、前記固形の脂肪酸金属塩に接触してから前記像保持手段に供給するまでの移動速度を、前記像保持手段の回転速度に応じて調整することにより、該回転速度が高速であるほど多量の脂肪酸金属塩を該像保持手段に供給することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記像保持手段を帯電する帯電手段と、
前記像保持手段を露光して該像保持手段上に静電潜像を形成する露光手段と、
現像バイアスの印加を受けて、前記像保持手段に形成された静電潜像を脂肪酸金属塩を含むトナーで現像する現像手段とを備え、
前記供給手段が、前記像保持手段による画像の非形成時において、前記帯電手段による前記像保持手段表面の帯電電位と前記現像バイアス電位との電位差を、該像保持手段による画像形成時における第１の電位差よりも高めた第２の電位差に設定することにより、該回転速度が高速であるほど多量の脂肪酸金属塩を該像保持手段に供給することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記供給手段が、前記像保持手段による画像の非形成時における、前記第２の電位差に保つ時間を、前記像保持手段の回転速度が高速であるほど長時間に調整することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記供給手段が、前記第２の電位差を、前記像保持手段の回転速度が高速であるほど高い電位差に設定することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項８】
脂肪酸金属塩を含むトナーを保持し前記像保持手段に形成された静電潜像を該トナーで現像する現像手段を備え、
前記供給手段が、前記像保持手段の回転速度に応じて、該回転速度が高速であるほど脂肪酸金属塩の混合比率を高めたトナーを前記現像手段に保持させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記供給手段は、前記像保持手段の回転速度が予め定められた閾値回転速度を超えた回転速度のときに、該回転速度が高速であるほど多量の脂肪酸金属塩を該像保持手段に供給することを特徴とする請求項１に画像形成装置。
【請求項１０】
前記閾値回転速度が、３００ｍｍ／ｓ以上４００ｍｍ／ｓ以下の回転速度であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記供給手段は、前記像保持手段の、前記閾値回転速度を超えた回転速度において、該閾値回転速度に隣接した第１の回転速度領域における脂肪酸金属塩の増加比率よりもさらに高速な第２の回転速度領域における脂肪酸金属塩の増加比率が高まるように増加させた量の脂肪酸金属塩を該像保持手段に供給することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記像保持手段が、下層よりも高い硬度を持ち１３族元素を含む材料からなる表面保護層を有し、該表面保護層の表面にトナー像を保持する手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記表面保護層が、少なくともガリウムと酸素とを構成元素とする層であることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記表面保護層が、水素を含有することを特徴とする請求項１２または１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記表面保護層が、脂肪酸金属塩と比べ放電生成物が付着しにくい性質の層であることを特徴とする請求項１２乃至１４のうちのいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記脂肪酸金属塩が、ステアリン酸亜鉛であることを特徴とする請求項１乃至１５のうちのいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナー像を保持する像保持手段の表面に放電生成物が付着すると、その放電生成物が水分を吸着して像流れが生じ、白抜けのある画像が形成されるおそれがある。
【０００３】
ここで、放電生成物とは、コロナ放電により発生する窒素酸化物などの活性物質やその反応生成物をいう。
【０００４】
有機感光層を有する従来の像保持手段の場合、像保持手段表面の汚れを掻き取るクリーニングブレード等の掻き取り手段で像保持手段表面を少しずつ削り、これにより、像保持手段表面に付着した放電生成物を除去している。
【０００５】
これに対し、近年、硬い表面保護層を有する像保持手段が登場してきている。この表面保護層は、掻き取り手段ではほとんど削れない硬さを有し、したがって、その表面に付着した放電生成物を、その表面を少しずつ削りながら除去することは期待できない。このような硬い表面を有する像保持手段の場合、潤滑剤としても作用するステアリン酸亜鉛等の脂肪酸金属塩をトナーの外添剤に含ませておく。そして、その脂肪酸金属塩が放電生成物と親和性があることを利用して、像保持手段上の放電生成物を脂肪酸金属塩に吸着させて掻き取り手段で掻き取る方法が考えられている。あるいは、トナーの外添剤とは別に、脂肪酸金属塩を像保持手段に供給する手段を備えた構成も考えられる。
【０００６】
特許文献１には、像保持手段に潤滑剤を供給する手段を備えた構成において、潤滑剤を供給するよりも前に像保持手段を逆転させることが提案されている。
【０００７】
また、特許文献２には、像保持手段に潤滑剤を供給する手段を備えた構成において、外気温に応じて供給量を調整することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１２９０９８号公報
【特許文献２】特開２０１２−１６３７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年、画像形成の生産性を高めるためにプロセス速度（用紙搬送速度あるいは像保持手段の回転速度等）を高速に切り替えることのできる画像形成装置が登場してきている。プロセス速度を高速に切り替えると、白抜け等の画像欠陥が生じ易いという現象が観察される。一方、プロセス速度に拘わらずに白抜け等の画像欠陥が常に抑えられるように、脂肪酸金属塩を豊富に供給すると、帯電手段等の他の部材の汚れが進みがちとなる。
【００１０】
本発明は、プロセス速度に拘わらずに白抜け等の画像欠陥を抑えるとともに、脂肪酸金属塩の過剰供給を抑えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１は、
回転しながら表面にトナー像を保持し該トナー像を被転写手段に転写する像保持手段と、
前記像保持手段の回転速度に応じて、該回転速度が高速であるほど多量の脂肪酸金属塩を該像保持手段に供給する供給手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【００１２】
請求項２は、前記供給手段が、固形の脂肪酸金属塩に接触し脂肪酸金属塩を受け取って前記像保持手段に供給する手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。
【００１３】
請求項３は、前記供給手段が、前記固形の脂肪酸金属塩への接触圧を、前記像保持手段の回転速度に応じて調整することにより、該回転速度が高速であるほど多量の脂肪酸金属塩を該像保持手段に供給することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置である。
【００１４】
請求項４は、前記供給手段が、前記固形の脂肪酸金属塩に接触してから前記像保持手段に供給するまでの移動速度を、前記像保持手段の回転速度に応じて調整することにより、該回転速度が高速であるほど多量の脂肪酸金属塩を該像保持手段に供給することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置である。
【００１５】
請求項５は、
前記像保持手段を帯電する帯電手段と、
前記像保持手段を露光して該像保持手段上に静電潜像を形成する露光手段と、
現像バイアスの印加を受けて、前記像保持手段に形成された静電潜像を脂肪酸金属塩を含むトナーで現像する現像手段とを備え、
前記供給手段が、前記像保持手段による画像の非形成時において、前記帯電手段による前記像保持手段表面の帯電電位と前記現像バイアス電位との電位差を、該像保持手段による画像形成時における第１の電位差よりも高めた第２の電位差に設定することにより、該回転速度が高速であるほど多量の脂肪酸金属塩を該像保持手段に供給することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。
【００１６】
請求項６は、前記供給手段が、前記像保持手段による画像の非形成時における、前記第２の電位差に保つ時間を、前記像保持手段の回転速度が高速であるほど長時間に調整することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置である。
【００１７】
請求項７は、前記供給手段が、前記第２の電位差を、前記像保持手段の回転速度が高速であるほど高い電位差に設定することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置である。
【００１８】
請求項８は、
脂肪酸金属塩を含むトナーを保持し前記像保持手段に形成された静電潜像を該トナーで現像する現像手段を備え、
前記供給手段が、前記像保持手段の回転速度に応じて、該回転速度が高速であるほど脂肪酸金属塩の混合比率を高めたトナーを前記現像手段に保持させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。
【００１９】
請求項９は、前記供給手段は、前記像保持手段の回転速度が予め定められた閾値回転速度を超えた回転速度のときに、該回転速度が高速であるほど多量の脂肪酸金属塩を該像保持手段に供給することを特徴とする請求項１に画像形成装置である。
【００２０】
請求項１０は、前記閾値回転速度が、３００ｍｍ／ｓ以上４００ｍｍ／ｓ以下の回転速度であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置である。
【００２１】
請求項１１は、前記供給手段は、前記像保持手段の、前記閾値回転速度を超えた回転速度において、該閾値回転速度に隣接した第１の回転速度領域における脂肪酸金属塩の増加比率よりもさらに高速な第２の回転速度領域における脂肪酸金属塩の増加比率が高まるように増加させた量の脂肪酸金属塩を該像保持手段に供給することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置である。
【００２２】
請求項１２は、前記像保持手段が、下層よりも高い硬度を持ち１３族元素を含む材料からなる表面保護層を有し、該表面保護層の表面にトナー像を保持する手段であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。
【００２３】
請求項１３は、前記表面保護層が、少なくともガリウムと酸素とを構成元素とする層であることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置である。
【００２４】
請求項１４は、前記表面保護層が、水素を含有することを特徴とする請求項１２または１３に記載の画像形成装置である。
【００２５】
請求項１５は、前記表面保護層が、脂肪酸金属塩と比べ放電生成物が付着しにくい性質の層であることを特徴とする請求項１２乃至１４のうちのいずれか１項に記載の画像形成装置である。
【００２６】
請求項１６は、前記脂肪酸金属塩が、ステアリン酸亜鉛であることを特徴とする請求項１乃至１５のうちのいずれか１項に記載の画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１の画像形成装置によれば、像保持手段の回転速度、すなわちプロセス速度に拘わらずに、白抜け等の画像欠陥が抑えられるとともに、脂肪酸金属塩の過剰供給が抑えられる。
【００２８】
請求項２の画像形成装置によれば、画像密度の相違等によるトナー消費量の変動に影響されることなく、脂肪酸金属塩を像保持手段に供給することができる。
【００２９】
請求項３の画像形成装置によれば、供給手段の移動速度を変更する構成は不要である。
【００３０】
請求項４の画像形成装置によれば、固形の脂肪酸金属塩への接触圧の調整機構は不要である。
【００３１】
請求項５の画像形成装置によれば、新たな部材を追加することなく、像保持手段の回転速度に応じた量の脂肪酸金属塩を像保持手段に供給することができる。
【００３２】
請求項６の画像形成装置によれば、上記第２の電位差を変更することなく調整できる。
【００３３】
請求項７の画像形成装置によれば、上記第２の電位差に保つ時間を変更することなく調整できる。
【００３４】
請求項８の画像形成装置によれば、現像手段へのトナーの供給とは別ルートでの脂肪酸金属塩の供給は不要である。
【００３５】
請求項９の画像形成装置によれば、白抜け等の画像欠陥の発生のおそれの低い閾値回転速度以下では、回転速度が高速であるほど多量の脂肪酸金属塩を該像保持手段に供給するという制御が不要となる。
【００３６】
請求項１０の画像形成装置によれば、画像欠陥発生の抑制と脂肪酸金属塩の過剰供給の抑制とのバランスが保たれる。
【００３７】
請求項１１の画像形成装置によれば、閾値回転速度を超える回転速度において回転速度の増加量と脂肪酸金属塩の供給の増加量とを比例させる場合と比べ、画像欠陥発生が抑制され、あるいは脂肪酸金属塩の過剰供給が抑えられる。
【００３８】
請求項１２の画像形成装置によれば、表面保護層がこの性質を有さない材料からなる層である場合と比べ、表面保護層の酸化劣化が抑えられる。
【００３９】
請求項１３の画像形成装置によれば、表面保護層が、少なくともガリウムと酸素とを構成元素としない層である場合と比べ、酸化劣化が抑えられる。
【００４０】
請求項１４の画像形成装置によれば、表面保護層が、水素を含有しない場合と比べ、酸化劣化が抑えられる。
【００４１】
請求項１５および請求項１６の画像形成装置によれば、表面保護像層が脂肪酸金属塩よりも放電生成物に付着しやすい性質の層である場合と比べ、表面保護層表面への放電生成物の付着が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態に相当するコピー機の概略構成図である。
【図２】プロセス速度に対する、水接触角（°）の変化（Ａ）および白抜けのグレードの変化（Ｂ）を示した図である。
【図３】放電生成物除去のメカニズムを表した図である。
【図４】像保持体への脂肪酸金属塩の供給手段の第１例を示した模式図である。
【図５】帯電電位と現像バイアス電位との間の電位差に対する、像保持体上に移動した脂肪酸金属塩の個数を示した図である。
【図６】プロセス速度に対する、脂肪酸金属塩の供給レートと白抜けのグレードを示した図である。
【図７】第２例説明用の、画像形成エンジンの模式図である。
【図８】第３例説明用の、画像形成エンジンの模式図である。
【図９】第４例説明用の、画像形成エンジンの模式図である。
【図１０】第５例説明用の、画像形成エンジンの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００４４】
図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態に相当するコピー機の概略構成図である。
【００４５】
このコピー機１はいわゆるタンデム式のカラーコピー機であり、このコピー機１の上部には、原稿から画像を読み取る画像読取部１０と、ユーザインタフェース（ＵＩ）２０が備えられている。
【００４６】
画像読取部１０には画像読取センサが内蔵されていて、画像読取部１０にセットされた原稿の画像を読みとって画像データを生成する。
【００４７】
ユーザインタフェース（ＵＩ）２０はタッチパネル式の表示画面を有し、ユーザからの操作入力の受付やユーザに対する各種情報の表示を行う。
【００４８】
このコピー機１には、コピー機１全体の動作を制御する主制御部３０が備えられている。この主制御部は、本実施形態の特徴部分に関連する事項として、プロセス速度の切替制御、および、その切換制御に伴う脂肪酸金属塩（例えばＺｎＳｔ）の供給量制御が行われる。詳細は後述する。また、この主制御部３０は、画像読取部１０から画像データを入手し、その画像データに対して画像処理を施す機能なども有している。
【００４９】
このコピー機１は、主制御部３０から送られてくる各色（ここでは一例としてＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー），Ｋ（黒）の４色）それぞれの画像を表わす画像データに対応した各色のトナー像を形成する４基の画像形成エンジン４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙ，４０Ｋと、形成されたトナー像を用紙Ｐ上に転写する転写部５０と、用紙Ｐを搬送経路Ｘに沿って搬送する用紙搬送部６０とを備えている。
【００５０】
画像形成エンジン４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙ，４０Ｋは、電子写真方式でトナー像を形成する。これら４基の画像形成エンジン４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙ，４０Ｋは、互いに同一の構造を有する。そこで、これ以降、これら４基の画像形成エンジン４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙ，４０Ｋに共通する説明については色の区別を表わすＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの符号を省き、画像形成エンジン４０と称する。画像形成エンジン４０の各構成要素やこのコピー機１のその他の構成要素についても同様である。
【００５１】
画像形成エンジン４０には、矢印Ａ方向に回転する円筒形状の像保持体４１が備えられている。この像保持体４１には、回転しながらその表面に静電潜像が形成され、その静電潜像がトナーで現像されてトナー像が形成され、そのトナー像が一時的に保持される。ここで、この像保持体４１には、硬い表面保護層４１１（図３参照）が形成されている。表面保護層４１１の詳細は後述する。
【００５２】
各画像形成エンジン４０は、像保持体４１の周りに、帯電器４２と、露光器４３と、現像器４４と、クリーナ４５とを備えている。
【００５３】
帯電器４２は、像保持体４１に接触して回転する帯電ロールであり、帯電バイアスの印加を受けて像保持体４１の表面を帯電する。
【００５４】
露光器４３は、主制御部３０から対応する色の画像データを受け取り、その受け取った画像データに応じて変調された露光光を像保持体４１に照射して像保持体４１上に静電潜像を形成する。
【００５５】
現像器４４は、現像ロール４４１を備え、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容している。このトナーには、外添剤として脂肪酸金属塩が含まれている。
【００５６】
ここで、脂肪酸金属塩とは、脂肪酸のＨを金属イオンに置き換えた化合物であり、脂肪酸とは長鎖炭化水素の１価のカルボン酸である。脂肪酸金属塩を構成する金属は、例えば、亜鉛、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、鉛、ニッケルである。脂肪酸金属塩を構成する脂肪酸は、例えば、ステアリン酸、ラウリン酸、パルチミン酸である。その中でも、得られる透明樹脂組成物の加工性が優れ、極めて透明性に優れたものとなることから、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛が特に好ましい。
【００５７】
現像ロール４４１は、円筒形状を有し矢印Ｂ方向に回転しながら現像器４４に収容されている現像剤を表面に保持して像保持体４１に対面する現像位置に運ぶ。そして、その現像ロール４４１は、現像剤中のトナーで像保持体４１上の静電潜像を現像する。
【００５８】
また、このコピー機１には、外添剤としての脂肪酸金属塩を含むトナーを収容したトナーカートリッジ９１が配置されている。現像器４４内のトナーが消費されると、その現像器４４に、対応する色のトナーを収容したトナーカートリッジ９１からトナーが補充される。
【００５９】
現像ロール４４１での現像により像保持体４１上に形成された静電潜像は、転写部５０の作用により、搬送されてきた用紙Ｐ上に転写される。
【００６０】
転写後の像保持体４１上に残存する残存トナーは、クリーナ４５を構成しているブレード４５１により像保持体４１から掻き取られて、不図示の廃トナータンクに収容される。
【００６１】
転写部５０は、矢印Ｃ方向に周回移動する無端状の転写ベルト５１と、像保持体４１から転写ベルト５１上にトナー像を転写する１次転写器５２と、転写ベルト５１から用紙Ｐ上にトナー像を転写する２次転写器５３とを備えている。
【００６２】
このコピー機１の下部には、２基の用紙トレイＴが配置されていて、各用紙トレイＴには、用紙Ｐが収容されている。
【００６３】
用紙搬送部６０は、各用紙トレイＴごとに、その用紙トレイＴから用紙Ｐを取り出すピックアップロール６１と、用紙トレイＴから取り出された用紙Ｐを捌いて１枚だけ搬送経路Ｘ上に送り出す捌きロール６２とを備えている。また、この用紙搬送部６０は、搬送経路Ｘに沿って用紙Ｐを搬送する多数の搬送ロール６３を備えている。２基の用紙トレイＴのうちのいずれの用紙トレイＴから用紙Ｐを取り出すかは、画像読取部１０にセットされた原稿の寸法あるいはＵＩ２０でのユーザ操作に基づいて決定される。
【００６４】
このコピー機１の搬送経路Ｘ上には、定着器７０が備えられている。さらに、搬送経路Ｘの終端には、排紙トレイ８５が備えられている。
【００６５】
定着器７０は、トナー像が転写された用紙Ｐを複数の部材（ここでは一例として回転ロール）で挟んで熱と力を加えることでトナー像を用紙Ｐ上に定着させる。
【００６６】
このコピー機１における基本的な画像形成動作では、まず、ユーザによって画像読取部１０に原稿がセットされ、ＵＩ２０が操作されてコピー開始が指示される。すると、主制御部３０による制御の下で画像読取部１０によって原稿の画像が読み取られて画像データが生成される。この読取りにより得られた画像データは、主制御３０に送られ、主制御部３０では、その画像データに対し、色分解処理やスクリーン処理など画像形成に必要な画像処理が施される。画像処理を経た各色の画像データは主制御部３０から露光器４３へと送られ、各像保持体４１上に各色に対応する静電潜像が形成され、さらにトナーで現像されてトナー像が形成される。各像保持体４１上に形成されたトナー像は転写ベルト５１上に順次に重なるように転写されて、カラーのトナー像が形成される。このカラーのトナー像は、用紙搬送部６０によって搬送されてきた用紙Ｐ上に転写される。カラーのトナー像が転写された用紙Ｐは、搬送経路Ｘに沿って搬送されることで定着器７０を通過し、定着器７０によってトナー像が定着されて、排紙トレイ８５上に排出される。
【００６７】
ここで、このコピー機１では、プロセス速度（用紙搬送速度ｍｍ／ｓおよび像保持体の回転速度（表面速度ｍｍ／ｓ）等）の切替えが行われる。プロセス速度は、主制御部３０の制御の下、例えば、画像形成に今回採用する用紙Ｐの種類や、画質を重視するか、あるいは画像形成の生産性（単位時間当たりに出力される用紙Ｐの枚数）を重視するか、といったユーザの判断に基づくＵＩ２０からのユーザ指示等に基づいて決定される。
【００６８】
この図１に示したコピー機１では、帯電器４２による帯電に伴うコロナ放電に起因する放電生成物が像保持体４１に付着することがある。ここで、放電生成物とは、コロナ放電により発生する窒素酸化物などの活性物質やその反応生成物である。像保持体４１の表面に放電生成物が付着すると、その放電生成物が水分を吸収して像流れを生じ、白抜けのある画像が形成されるおそれがある。このため、像保持体４１の表面から放電生成物を取り除く必要がある。
【００６９】
図２は、プロセス速度に対する、像保持体の水接触角（°）の変化（Ａ）および白抜けのグレードの変化（Ｂ）を示した図である。図２（Ｂ）に示した白抜けのグレードは、大きな数値ほど白抜けの画像欠陥が多発することを表わしている。
【００７０】
プロセス速度を上げていくと、図２（Ａ）に示すように、プロセス速度が３００ｍｍ／ｓを超えたあたりから水接触角が大きく変化している。これは、像保持体４１の表面に放電生成物が付着して水分を吸収しやすい状態にあることを表わしている。それに伴って、図２（Ｂ）に示すように、プロセス速度が３００ｍｍ／ｓ〜４００ｍｍ／ｓあたりから、白抜けのグレードが急上昇している。すなわち、白抜けの画像欠陥が急激に増えている。
【００７１】
プロセス速度を上げると、像保持体４１を一定の帯電電位に保つには帯電器４２に印加する帯電バイアス電位を上げる必要がる。プロセス速度を上げると、すなわち帯電バイアス電位を上げると、多量の放電生成物が発生し、帯電器４２の周囲における放電生成物の濃度が高まり、このため、像保持体４１の表面に付着する放電生成物が増える。このため、プロセス速度を上げると白抜けのグレードが上昇する。
【００７２】
図３は、放電生成物除去のメカニズムを表した図である。
【００７３】
本実施形態では、図１に示す現像器４４に収容されているトナー、およびトナーカートリッジ９１に収容されているトナーには、外添剤として脂肪酸金属塩を含有させている。本実施形態では、この脂肪酸金属塩としてステアリン酸亜鉛（ＺｎＳｔ）が使用されている。また、本実施形態の像保持体４１には表面保護層４１１が形成されている。この表面保護層４１１は、その下層よりも高い硬度を有する層である。また、この表面保護層４１１は、脂肪酸金属塩と比べると、放電生成物には付着しにくい性質を有する。本実施形態における表面保護層４１１は、具体的には、１３族元素を含む材料からなる層である。さらに具体的には、本実施形態における表面保護層４１１は、少なくともガリウムと酸素とを構成元素とする層である。１３族弁素は、水素を安定的に取り込む性質を有し、これにより酸化劣化が抑えられる。
【００７４】
本実施形態の場合、放電生成物７９は、表面保護層４１１よりも脂肪酸金属塩７８に付着しやすく、したがって、像保持体４１の表面に付着している放電生成物７９は、脂肪酸金属塩７８に付着し、クリーナ４５（図１参照）により像保持体４１の表面から除去される。この除去を十分に行うには、脂肪酸金属塩７８が像保持体４１の表面に多量に供給されることが望まししい。ただし、その一方で、像保持体４１の表面に供給された脂肪酸金属塩７８の一部は帯電器４２にも付着する。脂肪酸金属塩７８が帯電器４２に多量に付着すると、今度は像保持体４１に帯電不良が発生するおそれがある。また、脂肪酸金属塩７８の消費量を抑えたほうがコスト上も有利である。このため、像保持体４１の表面への脂肪酸金属塩７８の過剰な供給は抑える必要がある。そこで、ここでは、図２に示すように、速いプロセス速度ほど白抜けが発生するおそれが増すことから、プロセス速度に応じて、プロセスが速いほど脂肪酸金属塩７８を多く供給することを考える。
【００７５】
図４は、像保持体への脂肪酸金属塩の供給手段の第１例を示した模式図である。
【００７６】
像保持体４１は、帯電器４２により、帯電電位ＶＨ（一例として図４（Ａ）に示す−８２０Ｖ）に帯電される。また、現像器４４の現像ロール４４１には、現像バイアス電位ＶＢ（一例として図４（Ａ）に示す−７００Ｖ）が印加される。この帯電電位ＶＨと現像バイアス電位ＶＢとの電位差Ｖｃｆ（図４（Ａ）の場合は１２０Ｖ）は、トナーが像保持体４１に移らないようにトナーを現像器４４側に押し戻す力として作用する。ここで、トナーに外添されている脂肪酸金属塩７９は、トナー本体とは逆極性に帯電する性質を有する。この脂肪酸金属塩７８は、トナーの外添剤であって、通常はトナーと一体に移動するが、図４（Ｂ）に示すように、帯電電位ＶＨと現像バイアス電位ＶＢとの電位差Ｖｃｆを大きくする（図４（Ｂ）の場合は２００Ｖ）と、トナー本体から離れて像保持体４１に移動する脂肪酸金属塩７８が増加する。この電位差Ｖｃｆを大きくするには、現像バイアス電位ＶＢを一定にしたまま帯電電位ＶＨを現像バイアス電位ＶＢから離す向きに調整してもよく、帯電電位ＶＨを一定にしたまま現像バイアス電位ＶＢを帯電電位ＶＨから離す向きに調整してもよく、帯電電位ＶＨと現像バイアス電位ＶＢの双方を、互いに離す向きに調整してもよい。
【００７７】
図５は、帯電電位と現像バイアス電位との間の電位差に対する、像保持体上に移動した脂肪酸金属塩の個数を示した図である。この図５の横軸は、電位差Ｖｃｆ（Ｖ）、縦軸は、像保持体４１上に移動した、観察領域２７９μｍ×２１０μｍの領域の脂肪酸金属塩の個数を表わしている。
【００７８】
この図５から分かるように、電位差Ｖｃｆを大きくするにつれ、現像器４４から像保持体４１上に移動する脂肪酸金属塩の個数が大きく増加する。
【００７９】
そこで、ここでは、画像形成を行なっていない画像非形成時に、図４を参照して説明したようにして、画像形成時の電位差Ｖｃｆ１よりも大きな電位差Ｖｃｆ２とする処理を実行し、この処理によって像保持体４１に脂肪酸金属塩を供給する。ここで、図２に示されているとおり、白抜けは、プロセス速度が速いほど白抜けが多く発生する。そこで、上記の処理も、プロセス速度が速いほど多くの個数の脂肪酸金属塩が像保持体４１に移動するように、その処理を変更する。具体的には、プロセス速度に応じて、プロセス速度が速いほど、上記の大きな電位差Ｖｃｆ２に保つ時間を長時間に調整する。あるいは、プロセス速度に応じて、プロセス速度が速いほど、上記の電位差Ｖｃｆ２を高い電位差に設定する。このような処理を実行することにより、プロセス速度が速いほど多くの個数の脂肪酸金属塩を像保持体４１に移動させることができる。
【００８０】
また、図２に示されているとおり、３００ｍｍ／ｓないし４００ｍｍ／ｓよりも低いプロセス速度の場合、白抜けのグレードは低い状態に保たれている。これは、プロセス速度が３００ｍｍ／ｓないし４００ｍｍ／ｓを越えるまでは、トナーに含まれていて通常の画像形成プロセスで像保持体４１に供給される量の脂肪酸金属塩で十分だからである。
【００８１】
そこで、ここでは、プロセス速度が予め定められた閾値以下のときは、図４を参照して説明した、電位差Ｖｃｆを大きくする処理は実行しない。そして、その閾値を越えたプロセス速度のときにその処理を実行し、しかも、プロセス速度が速いほど多くの個数の脂肪酸金属塩が像保持体４１に移動するように、電位差Ｖｃｆ２に保つ時間や電位差Ｖｃｆ２の大きさを調整する。ここで、上記の閾値としては、図２からわかるとおり、３００ｍｍ／ｓ以上４００ｍｍ／ｓ以下の範囲内のいずれかのプロセス速度が採用される。この範囲内のプロセス速度を閾値とすると、白抜け発生の抑制と脂肪酸金属塩の過剰供給の抑制とのバランスが保たれる。
【００８２】
図６は、プロセス速度に対する、脂肪酸金属塩の供給レートと白抜けのグレードを示した図である。
【００８３】
ここでは、３００ｍｍ／ｓ以下のプロセス速度では、脂肪酸金属塩の供給レートを低いレートに一定に保ち、３００ｍｍ／ｓを越えたプロセス速度では、プロセス速度の上昇に伴って、この図６に示すように脂肪酸金属塩の供給レートを上げていく。こうすることにより、白抜けのレートを、この図６に示すように、低いレベルに保つことができる。
【００８４】
ここでは、プロセス速度３００ｍｍ／ｓを上記の閾値として採用している。ここで、その閾値を越えたプロセス速度において、閾値に隣接したプロセス速度の領域Ｄ１と、それよりもさらに速いプロセス速度の領域Ｄ２とを比べると、領域Ｄ１における、プロセス速度の上昇に伴う脂肪酸金属塩の供給レートの増加比率（カーブの傾き）よりも、領域Ｄ２における増加比率を高めている。これは、帯電器４２で発生する放電生成物の量は、プロセス速度にほぼ比例するが、帯電器４２の周りの放電性生成物の濃度には限界があり、それを越える放電生成物は、像保持体４１に付着しがちだからである。
【００８５】
この図６に示すように、領域Ｄ１における脂肪酸金属塩の供給レートの増加比率よりも、領域Ｄ２における増加比率を高めることにより、閾値をこえるプロセス速度においてプロセス速度の増加量と脂肪酸金属塩の供給レートとを比例させる場合と比べ、白抜けが抑制され、あるい脂肪酸金属塩の過剰供給が抑えられる。
【００８６】
なお、この図６は、プロセス速度３００ｍｍ／ｓを上記の閾値として採用した例であるが、上記の閾値としてプロセス速度４００ｍｍ／ｓを採用したときも、ほぼ同様の結果が得られる。ただし、上記の閾値としてプロセス速度４００ｍｍ／ｓを採用すると、その閾値を超えるプロセス速度における脂肪酸金属塩の供給レート上昇の傾きを高める必要がある。
【００８７】
以下、像保持体への脂肪酸金属塩の供給手段の他の例について説明する。
【００８８】
図７は、画像形成エンジンの模式図である。図１には、４基の画像形成エンジン４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙ，４０Ｋが備えられているが、ここでは、代表的に１基の画像形成エンジンを、色の区別を表わすＣＭＹＫの符号を省いて示している。この図７では、画像形成エンジンの構成要素のうちの図１に示した構成要素の一部の図示を省略し、また、図１では図示を省略した構成要素の一部を図示している。後述する図８以降の各図においても同様である。
【００８９】
ここでは、この図７を参照して、像保持体への脂肪酸金属塩の供給手段の第２例について説明する。
【００９０】
この図７には、固形の脂肪酸金属塩７８と、その脂肪酸金属塩７８と像保持体４１との双方に接するブラシ９２が示されている。ブラシ９２はモータ９３により回転し、その回転に伴って固形の脂肪酸金属塩７８を少しずつ削り取って像保持体４１に供給する。この固形の脂肪酸金属塩７８は支持部材７８１に支持されている。また、ここには、モータ９５とネジ棒９６が示されている。ネジ棒９６はその外周に雄ネジが形成されていて、モータ９５が回転するとそのモータ９５と一体的に回転する。また、支持部材７８１には、雌ネジが形成されてネジ棒９６が貫通した穴７８２が設けられている。モータ９５は正逆回転可能なモータである。脂肪酸金属塩７８は、ブラシ９２により少しずつ削り取られるため、その寸法が徐々に短くなる。モータ９５は、脂肪酸金属塩７８の寸法が短くなるのに合わせて回転し、脂肪酸金属塩７８を矢印Ｘの向きに移動させる。この図７に示した脂肪酸金属塩７８の供給手段を備えると、像保持体４１上に形成されるトナー像の画像密度の相違等によるトナー消費量の変動に影響されることなく、脂肪酸金属塩７８を像保持体４１に供給することができる。
【００９１】
ここで、モータ９５は、プロセス速度に応じて、高速のプロセス速度ほど脂肪酸金属塩７８を矢印Ｘ方向に押し出し、ブラシ９２への脂肪酸金属塩７８の接触圧を高める。こうすることにより、ブラシ９２の回転により脂肪酸金属塩７８が削り取られる量が増え、像保持体４１により多くの脂肪酸金属塩７８が供給される。プロセス速度が高速から低速に変更になったときはモータ９５が逆回転して脂肪酸金属塩７８を矢印Ｘ’方向に少し戻し、ブラシ９２への脂肪酸金属塩７８の接触圧を下げる。こうすることにより、ブラシ９２の回転により脂肪酸金属塩７８が削り取られる量が減り、像保持体４１に供給される脂肪酸金属塩７８の量が減少する。
【００９２】
あるいは、モータ９５として、脂肪酸金属塩７８を矢印Ｘ移動させる正転のみが可能であって逆転不能なモータを採用してもよい。この場合、モータ９５は、固形の脂肪酸金属塩７８を、その脂肪酸金属塩７８の寸法の減少に見合った量だけ、矢印Ｘの方向に移動させる。ただし、モータ９５は、プロセス速度の変化に応じては、脂肪酸金属塩７８の位置を変化させることはない。ここでは、プロセス速度に応じて、高速のプロセス速度ほど、ブラシ９２を回転させるモータ９３の回転速度が速められる。すなわち、ブラシ９２が速く回転することにより脂肪酸金属塩７８が削り取られる量が増え、像保持体４１により多くの脂肪酸金属塩７８が供給される。プロセス速度が高速から低速に変更になったときはモータ９３の回転速度が下げられる。これにより、ブラシ９２により脂肪酸金属塩７８が削り取られる量が減り、像保持体４１に供給される脂肪酸金属塩７８の量が減少する。
【００９３】
図８は、画像形成エンジンの模式図である。ここでは、この図８を参照して、像保持体への脂肪酸金属塩の供給手段の第３例について説明する。
【００９４】
図１には、画像生成エンジン４０に対応して１つのトナーカーリッジ９１が備えられているが、この図８に示す例では、１基の画像形成エンジン４０につき２つのトナーカートリッジ９１＿１，９１＿２が備えられている。これら２つのトナーカートリッジ９１＿１，９１＿２には、同じ色のトナーが収容されている。ただし、それら２つのトナーカートリッジ９１＿１，９１＿２に収容されているトナーに外添されている脂肪酸金属塩７８の量（単位重量あたりのトナーに含まれる脂肪酸金属塩の重量）が互いに異なっている。すなわち、一方のトナーカートリッジ９１＿１に収容されているトナーには外添剤としての脂肪酸金属塩９７が少量であり、もう一方のトナーカートリッジ９１＿２に収容されているトナーには多量の脂肪酸金属塩９７が含まれている。一方のトナーカートリッジ９１＿１に収容されているトナーは、搬送部材９７＿１により搬送され、もう一方のトナーカートリッジ９１＿２から搬送されてきたトナーと合流して現像器４４に供給される。もう一方のトナーカートリッジ９１＿２に収容されているトナーは、搬送部材９７＿２により搬送され、トナーカートリッジ９１＿１から搬送されてきたトナーと合流して現像器４４に供給される。
【００９５】
ここで、プロセス速度が低いときは、脂肪酸金属塩９７の含有量が少ない側のトナーカートリッジ９１＿１からのトナーの供給量の比率が高められ、プロセス速度が速くなると、そのプロセス速度に応じて、脂肪酸金属塩９７の含有量が多い側のトナーカートリッジ９１＿２からのトナーの供給量の比率が高められる。現像器４４内のトナーは、現像動作により、像保持体４１に供給される。これにより、速いプロセス速度ほど、像保持体４１に多量の脂肪酸金属塩９７が供給される。この図８を参照して説明した第３例によれば、現像器４４に供給するトナーにおける脂肪酸金属塩の混合比率を、２つのトナーカーリッジ９１＿１，９１＿２に保持されたトナーが含有する脂肪酸金属塩どうしの混合比率の範囲内で任意に調整することができる。
【００９６】
図９は、画像形成エンジンの模式図である。ここでは、この図９を参照して、像保持体への脂肪酸金属塩の供給手段の第４例について説明する。
【００９７】
この第４例の場合、図１のコピー機１には備えられていなかった脂肪酸金属塩タンク９８が備えられている。この脂肪酸金属塩タンク９８には粉体状の脂肪酸金属塩７８が収容されている。この図９には、脂肪酸金属塩タンク９８が画像形成エンジン４０に対応して備えられているかのように示されているが、脂肪酸金属塩タンク９８は図１に示す４基の画像形成エンジン４０の全体に対して１つのみ備えられていてもよい。あるいは、この脂肪酸金属塩タンク９８は図１に示す４基の画像形成エンジン４０のうちのいずれか１基の画像形成エンジン４０にのみ備えられていてもよい。
【００９８】
現像器４４内のトナーが消費されると、トナータンク９１内に収容されているトナーが搬送部材９７により補充される。
【００９９】
また、脂肪酸金属塩タンク９８からは、搬送部材９９により、プロセス速度に応じて、高速のプロセス速度ほど多くの脂肪酸金属塩７８が現像器４４に供給される。現像器４４内のトナーは、現像動作により、像保持体４１に供給される。これにより、速いプロセス速度ほど、像保持体４１に多量の脂肪酸金属塩９７が供給される。
【０１００】
図１０は、画像形成エンジンの模式図である。ここでは、この図１０を参照して、像保持体への脂肪酸金属塩の供給手段の第５例について説明する。ただし、この第５例は、図９に示した第４例と共通する部分が多く、ここでは、第４例との相違点についてのみ説明する。
【０１０１】
図９に示した第４例の場合、脂肪酸金属塩タンク９８内の脂肪酸金属塩７８は、トナータンク９１から供給されるトナーとは別の搬送経路と通って現像器４４に供給される。これに対し、この図１０に示した第５例の場合、脂肪酸金属塩タンク９８内の脂肪酸金属塩７８は、トナータンク９１から供給されるトナーと合流しながら現像器４４に供給される。これにより、現像器４４の、脂肪酸金属塩７８を受け入れる、トナーの受け入れ口とは独立の受け入れ口は不要となる。また、脂肪酸金属塩タンク９８から供給される脂肪酸金属塩７８は、トナーと混ざり合いながら現像器４４に供給される。したがって、図９に示した第４例の場合と比べ、現像器４４内に供給された脂肪酸金属塩７８の分布が均一となる。
【０１０２】
以上の各例の供給手段のいずれかを採用すると、プロセス速度に拘わらず白抜けが抑えられるとともに、脂肪酸金属塩の過剰供給が抑えられる。
【符号の説明】
【０１０３】
１  コピー機
４０，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙ，４０Ｋ  画像形成エンジン
４１，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙ，４１Ｋ  像保持体
４１１  表面保護層
４２，４２Ｃ，４２Ｍ，４２Ｙ，４２Ｋ  帯電器
４３，４３Ｃ，４３Ｍ，４３Ｙ，４３Ｋ  露光器
４４，４４Ｃ，４４Ｍ，４４Ｙ，４４Ｋ  現像器
４４１  現像ロール
４５，４５Ｃ，４５Ｍ，４５Ｙ，４５Ｋ  クリーナ
７８    脂肪酸金属塩
７８１  支持部材
７８２  穴
７９    放電生成物
９１，９１＿１，９１＿２，９１Ｃ，９１Ｍ，９１Ｙ，９１Ｋ  トナータンク
９２    ブラシ
９３，９５  モータ
９６    ネジ棒
９７，９７＿１，９７＿２，９９  搬送部材
９８    脂肪酸金属塩タンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020012975.tif 000009
【図８】
2020012975.tif 000010
【図９】
2020012975.tif 000011
【図１０】
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