(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリーナーからトナーを現像器に回収するリサイクルシステムを備えた画像形成装置に使用するスタート用現像剤および補給用現像剤から成る現像剤において、前者がクリーニング助剤をトナーに対して０．５〜３重量％含有し、後者がクリーニング助剤をトナーに対して０〜１重量％含有し、前者のクリーニング助剤含有量が後者の場合よりも多く、クリーニング助剤の平均粒径が０．０５〜２μｍであることを特徴とする画像形成装置用現像剤。
【請求項２】
クリーニング助剤がチタン酸ストロンチウムであることを特徴とする請求項１記載の現像剤。
【請求項３】
画像を現像するための現像器と、画像形成に使用されなかったトナーを回収するクリーナーと、クリーナーからトナーを現像器に回収するシステムとを備えた画像形成装置であって、該現像器内に請求項１または２記載の現像剤を収納したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はリサイクルシステム具有画像形成装置、例えば、複写機、プリンター、ファクシミリー装置およびこれら複合機等に最適な現像剤及び該現像剤を収納した画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置の高画質化の要求が高まり、トナーの流動性の向上が求められている。トナーの高流動化のために小径の外添剤（流動化剤）が多量に必要になってきている。
しかしこのように流動化剤を多量に使用すると流動化剤がブレードニップ部に多く侵入し感光体表面にこすり付けられて付着してしまい、ＢＳと呼ばれる画像ノイズを発生させる。そのためブレード先端に蓄積する量を減らすと共に感光体に付着した流動化剤を削り取るためにクリーニング助剤が用いられている。
【０００３】
十分なトナーの供給があればクリーニングエッヂ部においてＰＣ汚染物質のニップへの進入を抑えることができるが、特に非画像部においては十分なトナーが存在しないために流動化剤の影響を受けやすい。このような問題を解決するためにクリーニング助剤として、主に非画像部にあたるブレードの先端に良好な静止層を作り、適度にニップをすりぬけることによってＰＣ汚染物質を削り取る効果を出せる様に０．０１〜３μm程度でトナーと逆極性の帯電特性を持つ材料が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、トナーと逆極性のクリーニング助剤を含有する現像剤をリサイクルシステム具有画像形成装置に用いる場合には、クリーニング助剤は転写紙上に転写されないで現像器内に蓄積してトナー凝集や帯電不良による画像ノイズ(カブリ、白抜けなど)を発生させるという問題があり、その解決が要請されている。本発明はこのような要請に応えるためになされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち本発明は、クリーナーからトナーを現像器に回収するリサイクルシステムを備えた画像形成装置に使用するスタート用現像剤および補給用現像剤から成る現像剤において、前者がクリーニング助剤をトナーに対して０．５〜３重量％含有し、後者がクリーニング助剤をトナーに対して０〜１重量％含有し、前者のクリーニング助剤含有量が後者の場合よりも多いことを特徴とする画像形成装置用現像剤および該現像剤を収納したリサイクルシステム具有画像形成装置に関する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明においては、クリーニング助剤としては公知のものを用いることができ、例えば酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、二酸化チタン、酸化クロム、酸化セリウム、窒化チタン、窒化ケイ素、窒化ホウ素、炭化ジルコニウム、炭化ケイ素、炭化チタン、炭化ホウ素、ホウ化チタン、マグネタイト、フェライト、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、ジルコン酸ストロンチウム、炭酸バリウム等を挙げることが出来るが、チタン酸ストロンチウムが特に好ましい。
【０００７】
クリーニング助剤の平均粒径は０．０３〜３μm、好ましくは０．０５〜２μmである。平均粒径が０．０３μmよりも小さくなるとクリーニング助剤の研磨効果が不十分となり、３μmより大きくなると、感光体の傷による画像ノイズが発生したり、現像剤の流動性が低下することによって画像品位が低下するなどの不具合が生じる。
【０００８】
スタート用現像剤に添加されるクリーニング助剤の量はトナーに対して０．５〜３重量％、好ましくは０．５〜２重量％であり、また、補給用現像剤に添加されるクリーニング助剤の量は０〜１重量％、好ましくは０．１〜０．５重量％である。スタート用現像剤と補給用現像剤に添加されるクリーニング助剤の総量はトナーに対して０．７〜３．５重量％であることが好ましい。クリーニング助剤が少な過ぎるとクリーニング助剤としての効果が小さくなり、クリーニング助剤が多過ぎると現像器内に蓄積する量が多くなり、カブリ、白抜け等の画像トラブルを引き起こす。また、スタート用現像剤および補給用現像剤のクリーニング助剤含有量に関しては、上記の範囲内において前者における含有量を後者の場合よりも多くする。後者における含有量が前者の場合よりも多くなると、現像部に過剰のクリーニング助剤が供給され、カブリや白抜け等の画像ノイズの問題を十分に解決することができなくなる。
【０００９】
本発明においては流動化剤としては公知のものを用いることが出来、例えば酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化アルミニウム等が挙げられる。流動化剤の平均一次粒径は、０．００１〜０．０３μm、好ましくは０．００１〜０．０２５μmであり、クリーニング助剤よりも小さい粒子、好適にはクリーニング助剤よりも０．０１μm以上小さい粒子の流動化剤をを用いることが好ましい。流動化剤の平均一次粒径が０．００１μmより小さくなるとトナーの環境安定性が低下し、０．０３μmよりも大きくなるとトナーの流動性向上の効果が不十分となる。
【００１０】
スタート用現像剤及び補給用現像剤における流動化剤の添加量はいずれの場合もトナー母材に対して０．０５〜３重量％、好ましくは０．１〜２重量％であり、０．０５重量％より少ないと流動性向上の効果が不十分となり、３重量％を越えると流動化剤による感光体やキャリアへの汚染や環境安定性低下等の問題が生じ易くなる。
【００１１】
スタート用現像剤および補給用現像剤における流動化剤の添加はトナー母材と流動化剤を公知の混合装置、例えばヘンシェルミキサーやボールミル等を用いて混合して、トナーに外添すればよい。また、スタート用現像剤が二成分現像剤の場合はクリーニング助剤とキャリアを混合してクリーニング助剤をキャリアに外添するようにしてもよい。キャリアとしては当該分野において公知のものを適宜使用すればよい。
【００１２】
本発明のトナーとしては公知のものが適応可能であり、バインダー樹脂及び着色剤を必須成分として含有する。
バインダー樹脂としては、例えばスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン系樹脂、アミド系樹脂、フェノール系樹脂等が挙げられる。
【００１３】
着色剤として、カーボンブラックや各種有機染顔料が使用可能であり、着色剤はバインダー樹脂１００重量部に対して１〜２０重量部、好ましくは３〜１５重量部配合される。
また、トナーには必要に応じてワックス、磁性粉、荷電制御剤等を含有させてもよい。
本発明においてトナーの体積平均粒径は３〜１２μm、好ましくは５〜９μmに調整される。
【００１４】
図１は、本発明による上記現像剤を適用するのに好適な画像形成装置の一例である複写機の概略構成を示す模式図で、この複写機では次のようにして画像が形成される。
原稿ガラス上に置かれた原稿は、イメージリーダーユニットの移動とともに露光ランプによって露光され、その反射光がレンズアレイを介してラインセンサに露光され、画像データとして光学走査素子に伝えられる。
光学素子は、画像データに基づいて帯電チャージャ部(１)によって一様に帯電された感光体(８)を露光し、感光体上に原稿画像に対応する静電潜像を形成する。
【００１５】
画像露光は画素単位で行い、単位画素内での発光時間を制御することで単位画素の露光量を可変し、中間調を再現する。
この静電潜像は感光体(８)の回転とともに矢印方向に移動し、現像器(２)により現像される一方、図示しない給紙トレーから送り出された転写紙は、搬送路に沿ってタイミングローラに送られる。
タイミングローラは、感光体(８)上のトナー像と同期をとって転写紙を送り出す。
タイミングローラから送り出された転写紙は、転写部に進行する。
【００１６】
転写部には転写・分離チャージ部(３)が設けられており、現像されたトナー像は転写・分離チャージ部(３)との対向部で転写紙に転写される。
転写紙は転写・分離チャージ部で分離され、定着器に運ばれ、ここでトナー像が定着され、排紙トレーへ排出される。
感光体(８)は転写後も矢印方向に回転を続け、残留トナーはクリーナー装置(４)で除去され、残留電荷はメインイレーサで消去された次回の複写に備える。クリーナー装置から回収された回収トナーは回収トナー搬送機（５）によって回収トナー回収パイプに搬送される。
回収トナー搬送パイプ(６)の内部にはスクリューが配設されてトナーが搬送されるようになっており、トナー補給装置(７)と接続されている。
【００１７】
なお、画像形成装置は本構成に限るものではない。アナログ／デジタル、モノクロ／カラーでもよく、リサイクル先は現像槽でもよく、回収トナーは、転写ベルト・ドラムや中間転写体からのものでもよい。現像器(２)には最初にスタート用現像剤が収容されている。スタート用現像剤は上記のクリーニング助剤のほかに、二成分現像剤の場合には少なくともキャリア、トナー、流動化剤を含有しており、一成分現像剤の場合には少なくともトナー、流動化剤を含有している。なお、一成分現像剤の場合はトナーとして磁性トナーまたは非磁性トナーを使用することが出来る。
【００１８】
補給用現像剤はトナーに対して０〜１重量％の上記クリーニング助剤を含有するが、スタート用現像剤が二成分の場合もキャリアは含有していない。トナーとしてはスタート用現像剤のトナーと同様のトナーを使用すればよい。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明を実施例によってする。
[実施例１]
(トナー母材の製造)
ポリエステル系樹脂(ＮＥ−１１１０;花王社製)１００重量部、ポリプロピレンワックス(ビスコール６６０Ｐ;三洋化成工業社製)４重量部、カーボンブラック(モーガルＬ;キャボット社製)１０重量部及び含鉄アゾ系染料(Ｔ７７;保土ケ谷化学工業社製)２重量部をヘンシェルミキサーで混合した。この混合物を常法によって溶融混練、粉砕及び分級して体積平均粒径８μmのトナー母材粒子を得た。
【００２０】
(キャリアの製造)
ポリエステル樹脂(ＮＥ−１１１０;花王社製)１００重量部、磁性粉(ＭＦＰ−２;ＴＤＫ社製)５００重量部及びカーボンブラック(ＭＡ＃８;三菱化学社製)２重量部をヘンシェルミキサーで混合し、この混合物を溶融混練、粉砕及び分級することにより体積平均粒径５５μmのキャリアを得た。
【００２１】
(トナーの製造)
上記トナー母材に対して０．５重量％のシリカ粒子(Ｈ２０００;ヘキスト社製)を流動化剤としてヘンシェルミキサーで混合しトナー粒子とした。
スタート用現像剤として、上記キャリアとトナーをトナー濃度５重量％となるようにし、クリーニング助剤としてチタン酸ストロンチウム微粉末(平均粒径０．３μm)をトナーに対して１wt％含有させ、上記３成分をボールミルで混合したものを用いた。
【００２２】
デジタル複写機Ｄi３０(ミノルタ社製)をリサイクル機に改造し、改造機の現像装置に上記のようにして調整したスタート用現像剤を充填し、クリーニング助剤を含まない上記トナー粒子を補給トナーとして５万枚の耐刷試験を行なった。５万枚後の画像サンプルを採取し、ＢＳ発生（ＰＣ汚染）、カブリおよび白抜けに関する目視評価を行なった。
【００２３】
[実施例２]
スタート用現像剤として実施例１で調整したものを用い、補給用トナーとしてチタン酸ストロンチウムをトナーに対して０．１wt％含有したものを用いて実施例１と同様の評価を行なった。結果を以下の表−１に示す。
【００２４】
[実施例３]
実施例２と同じ割合でチタン酸ストロンチウムの代わりにチタン酸バリウム(平均粒径０．３μm)を用いて実施例１と同様の評価を行なった。
【００２５】
[実施例４]
スタート用現像剤としてトナーとチタン酸ストロンチウム微粉末(平均粒径０．３μm)をトナーに対して０．６wt％含有し、補給トナーとしてチタン酸ストロンチウムをトナーに対して０．１wt％含有したものを用いて実施例１と同様の評価を行なった。結果を以下の表１に示す。
【００２６】
[実施例５]
スタート用現像剤としてトナーとチタン酸ストロンチウム微粉末(平均粒径０．３μm)をトナーに対して１．５wt％含有し、補給トナーとしてチタン酸ストロンチウムをトナーに対して０．１wt％含有したものを用いて実施例１と同様の評価を行なった。結果を以下の表１に示す。
【００２７】
[比較例１]
スタート用現像剤、補給用トナーともクリーニング助剤を含まないものを用いて実施例１と同様の評価を行なった。結果を以下の表１に示す。比較例１ではクリーニング助剤が無いためにトナー流動性化剤等がブレードニップ部に進入し、ＰＣ汚染(ＢＳ)を引き起こした。
【００２８】
[比較例２]
スタート用トナー、補給用トナーとも０．５重量％のクリーニング助剤を含有するものを用いて実施例１と同様の評価を行なった。結果を以下の表に示す。比較例２では過剰のチタン酸ストロンチウムが現像器内に蓄積してかぶり、白抜け等の画像ノイズを引き起こした。
【００２９】
【表１】
0003704944.tif 000002
【００３０】
【発明の効果】
本発明によればスタート現像剤にクリーニング助剤を所定量含有させることによりクリーニングブレード先端部にクリーニンク助剤が蓄積され、微粒子状の外添剤がブレードニップ部に進入することを防ぐことが出来、トナーリサイクルシステムに使用された場合でも過剰なクリーニング助剤が現像器内に供給されることがないので、画像形成装置のクリーニング性能を確保すると共に、画像安定性を向上させることができる。
また、画像に転写されてクリーニング助剤の量は減少していくが、補給用トナーに所定量のクリーニング助剤を配合することによってこれを補償することができるので、長期にわたって安定した画像性能を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による現像剤を適用するのに好適な複写機の概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１  帯電チャージ部
２  現像器
３  転写・分離チャージ部
４  クリーナー装置
５  回収トナー搬送機
６  回収トナー回収パイプ
７  トナー補給装置
８  感光体
【図１】
0003704944.tif 000003