(57)【要約】  【課題】  現像装置から排出される廃棄物の量を減少させると共に、長期にわたって安定した現像性能を確保する。  【解決手段】  現像器は、ドラムクリーナから回収されたトナーが供給される回収トナー搬入口、現像器内で余剰となった現像剤を外部に排出する現像剤排出口、現像器内に新たな現像剤を供給する現像剤搬入口を備えている。そして、この現像器には、キャリアＣ、負の帯電極性を有するトナーＴ、トナーＴと同様、負の帯電極性を有するクリーニング助剤Ａを含む現像剤Ｄが収容され、現像に供される。トナーＴと同じ帯電極性を有するクリーニング助剤Ａのほとんどは、トナーＴと共に用紙に転写されることから、ドラムクリーナにて回収される回収トナーに含まれるクリーニング助剤Ａの量を減らすことができ、現像器内においてクリーニング助剤Ａの濃度が徐々に増加するのを抑制できる。  【選択図】  図３
2006220844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー、キャリア、および潜像担持体の摩耗を抑制するための潤滑剤を含む現像剤を担持し、当該潜像担持体上の静電潜像をトナーで現像する現像手段と、
前記現像手段で用いられる現像剤に、前記潜像担持体に転移した後に回収された回収トナーを供給する回収トナー供給手段と、
前記現像手段で用いられる現像剤の中から、廃棄対象となる現像剤を排出する現像剤排出手段と、
前記現像手段で用いられる現像剤に、キャリアを含む新たな現像剤を供給する新現像剤供給手段とを備え、
前記潤滑剤の帯電極性が、前記トナーの帯電極性と同極性に設定されることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記潤滑剤は、高級アルコールの粒子からなることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項３】
前記高級アルコールの粒子の平均粒径が、３〜１５μｍの範囲にあることを特徴とする請求項２記載の現像装置。
【請求項４】
前記高級アルコールの炭素数が、３０〜５０の範囲にあることを特徴とする請求項２記載の現像装置。
【請求項５】
前記トナーの形状係数が、１００以上１４０以下であることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項６】
前記回収トナー供給手段は、前記現像手段による現像を終了した現像剤に、前記潜像担持体に転移した後に回収された回収トナーを供給し、
前記現像剤排出手段は、前記回収トナー供給手段により供給された前記回収トナーを含む現像剤の中から、廃棄対象となる現像剤を排出し、
前記新現像剤供給手段は、前記現像剤排出手段により前記廃棄対象となる現像剤が排出された現像剤に、キャリアを含む新たな現像剤を供給すること
を特徴とする請求項１記載の現像装置。
【請求項７】
像担持体との対向部に当該像担持体の軸方向に沿って現像用開口が形成され且つ内部にはトナー、キャリア、および当該像担持体の摩耗を抑制するための潤滑剤を含む現像剤が収容される現像ハウジングと、
前記現像ハウジングの前記現像用開口に面した箇所に配設され且つ当該現像ハウジング内に収容される現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、
前記現像ハウジング内にキャリアを含む新たな現像剤が搬入される新現像剤搬入部と、
前記像担持体に転移した後に回収されたトナーが搬入される回収トナー搬入部と、
前記新現像剤搬入部より新たな現像剤が搬入されることにより、前記現像ハウジング内で余剰となった現像剤が排出される余剰現像剤排出部とを含み、
前記潤滑剤の帯電極性が、前記トナーの帯電極性と同極性に設定されることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
前記現像ハウジング内の現像剤におけるトナーの濃度を測定するトナー濃度検知センサをさらに含み、
前記新現像剤搬入部には、前記トナー濃度検知センサによりトナーの濃度が所定の濃度以下であることが検知されたときに、新たな現像剤が搬入されることを特徴とする請求項７記載の現像装置。
【請求項９】
潜像担持体に静電潜像を形成する潜像形成部と、
前記潜像形成部によって前記潜像担持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像部と、
前記現像部によって前記潜像担持体に現像されたトナーを記録材に転写する転写部と、
前記転写部による転写の後に前記潜像担持体に残存するトナーを回収するクリーニング部とを備え、
前記現像部は、
トナー、キャリア、および前記クリーニング部による前記潜像担持体のクリーニングを補助するクリーニング助剤を含む現像剤を担持し、当該潜像担持体上の静電潜像をトナーで現像する現像手段と、
前記現像手段で用いられる現像剤に、前記クリーニング部にて回収された回収トナーを供給する回収トナー供給手段と、
前記現像手段で用いられる現像剤の中から、廃棄対象となる現像剤を排出する現像剤排出手段と、
前記現像手段で用いられる現像剤に、キャリアを含む新たな現像剤を供給する新現像剤供給手段とを備え、
前記クリーニング助剤の帯電極性が、前記トナーの帯電極性と同極性に設定されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
前記クリーニング助剤は、高級アルコールの粒子からなることを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記高級アルコールは、粒子の平均粒径が３〜１５μｍの範囲に、かつ、炭素数が３０〜５０の範囲にあり、
前記トナーは、その形状係数が１００以上１４０以下であることを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記トナーおよび前記クリーニング助剤は、共に負の帯電極性を有していることを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記クリーニング部は、前記潜像担持体に圧接配置されるブレード部材を備えることを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記潜像形成部にて前記潜像担持体に形成された静電潜像を前記現像器で現像し、当該潜像担持体に形成された現像像を前記転写部にて前記記録材に転写することなく前記クリーニング部に供給する制御部をさらに含むことを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記記録材は、前記潜像担持体上のトナーが最終的な記録材に転写される前に一時的に転写される中間転写体であることを特徴とする請求項９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、感光体等の潜像担持体上に形成された静電潜像を可視像化する現像装置等に係り、より詳しくは、キャリア、トナーおよび潜像担持体の摩耗を抑制するための潤滑剤を含む現像剤を用いた現像装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来における画像形成装置として、一様に帯電された感光体ドラムの表面を露光して静電潜像を形成し、形成された静電潜像を現像装置によりトナーで現像して可視化し、現像された現像像を用紙等の記録材に転写し、転写後に感光体ドラムに残留する残トナーをクリーナで回収するようにしたものが広く用いられている。このような現像装置で用いられる現像方式として、磁性体粒子であるキャリアおよび着色剤粒子であるトナーを混合してなる現像剤(二成分現像剤)を用いた二成分現像方式が知られている。
【０００３】
二成分現像方式の現像装置では、例えば、感光体ドラムに対向して現像用開口が開設された現像ハウジング内にキャリアおよびトナーを含む現像剤が収容される。また、この現像ハウジングの現像用開口に面した箇所には現像ロールが配設され、現像ハウジングの内部には現像ハウジング内の現像剤を攪拌しながら現像ロールへと搬送するオーガが配設される。オーガとしては、現像ロールと略平行に搬送方向を逆向きとした一対のスクリューオーガが一般に用いられる。そして、これら一対のスクリューオーガを用いて、現像ハウジング内の現像剤を攪拌しながら循環搬送しつつ、現像剤を構成するキャリアおよびトナーを互いに摩擦させることで、トナーを帯電させている。この現像装置では、現像動作によってトナーは順次消費されていく一方で、キャリアは消費されずに現像装置内に残る。したがって、現像装置内でトナーと共に攪拌されるキャリアは、攪拌頻度が多くなるにつれて劣化してしまう。キャリアが劣化すると、例えばトナーの絶対的な帯電量が低下し、現像不良およびこれに伴う画像不良を招いてしまうことになる。
【０００４】
そこで、現像装置内でのキャリアの劣化を抑制するために、所謂トリクル現像方式と呼ばれる現像剤の交換手法が既に採用されている。このトリクル現像方式では、現像装置に現像動作により消費されるトナーを補給する際に、キャリアを含む現像剤の補給を行う。そして、新たな現像剤の補給により過剰となった現像装置内の現像剤を排出する。トリクル現像方式では、このような現像剤の補給・排出動作を逐次繰り返すことによって、現像剤中の劣化したトナーを含む一部の現像剤を新たに供給される現像剤(トナーおよびキャリア)で置換していき、現像装置内における現像剤の現像特性を一定に維持している。また、現像装置内の現像剤全体を交換する必要がなくなるため、サービス業務としての現像剤交換作業が不要となり、メンテナンスフリー化、低コスト化を図ることも可能となる。
【０００５】
また、最近では、上述したメンテナンスフリー化、低コスト化に加え、地球環境保全という要請があり、画像形成装置から排出される廃棄物の絶対量を低減することが要求されてきている。そこで、転写後にクリーナによって回収された回収トナーを現像装置に戻して再利用する回収トナーリサイクル方式と、上述したトリクル現像方式とを組み合わせることが提案されている(例えば、特許文献１、２参照。)。
【０００６】
ところで、例えばクリーナとしてブレード部材など、感光体ドラムに圧接配置されるクリーニング部材を用いた画像形成装置では、使用期間の長期化に伴って感光体ドラムに設けられた感光層が摩耗する。そして、感光層の摩耗がある程度進むと、感光体ドラムの帯電性能が低下し、非画像部にトナーが転移することで生じるかぶり等の画像不良が生じてしまうことになる。
そこで、現像剤中にステアリン酸金属塩からなる潤滑剤を含有させ、この潤滑剤を現像時に感光体ドラムに供給することで、感光体ドラム表面にステアリン酸金属塩からなる被膜を形成させ、感光層の摩耗を抑制する技術が存在する(特許文献３参照)。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１９４９０８号公報(第３−４頁、図１)
【特許文献２】特開２００４−１０９７３９号公報(第５−６頁、図４)
【特許文献３】特開２００１−３１２１３２号公報(第５−８頁)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、近年では、負の帯電極性を有する感光層を用い、負の帯電極性を有するトナーで反転現像を行うタイプの画像形成装置が広く用いられている。このような画像形成装置に、上記特許文献１、２に記載される回収トナーリサイクル方式およびトリクル現像方式を組み合わせ、さらに、上記特許文献３に記載されるステアリン酸金属塩を含有させた現像剤を採用した場合には、次のような問題が生じる。
【０００９】
ステアリン酸金属塩は、正の帯電極性を有している。このため、現像装置から感光体ドラムに転移したステアリン酸金属塩は、そのほとんどが転写されずに感光体ドラムに残る。一方、現像装置から感光体ドラムに転移したトナーは、そのほとんどが転写され、ごくわずかに感光体ドラムに残る。このため、クリーナにて回収されるトナーには、多くのステアリン酸亜鉛が混入することになる。回収トナーリサイクル方式では、クリーナで回収されたトナーが現像装置に戻されるため、現像装置内では、徐々にステアリン酸金属塩の濃度が高まっていく。ステアリン酸金属塩の濃度が高くなりすぎると、例えば現像装置内の現像剤に含まれるキャリアがステアリン酸金属塩で被覆される現象が生じやすくなる。すると、徐々にキャリアの帯電性能が劣化していくことでトナーの帯電不良が生じ、かぶり等の画像不良を招いてしまうことになる。
【００１０】
かかる問題に対し、上記特許文献３では、現像装置内に新たに供給する現像剤中のステアリン酸金属塩の濃度を低く設定することで、このような不具合を解決できるとしている。
しかしながら、仮に新たに供給する現像剤中のステアリン酸金属塩の濃度を低くしたとしても、現像装置内におけるステアリン酸金属塩の濃度が増加していくことには変わりがなく、上述した問題の根本的な解決策とはなり得ない。つまり、濃度が増加する割合は低下するものの、増加すること自体には変わりがない。
【００１１】
本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、現像装置から排出される廃棄物の量を減少させると共に、長期にわたって安定した現像性能を確保することにある。
また他の目的は、現像装置内における現像剤の交換と回収トナーの再利用とを組み合わせた場合において、長期にわたって安定した現像性能を確保し、且つ、潜像担持体の長寿命化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる目的のもと、本発明が適用される現像装置は、トナー、キャリア、および潜像担持体の摩耗を抑制するための潤滑剤を含む現像剤を担持し、潜像担持体上の静電潜像を現像手段にてトナーで現像し、現像手段で用いられる現像剤に、潜像担持体に転移した後に回収された回収トナーを回収トナー供給手段で供給し、現像手段で用いられる現像剤の中から、廃棄対象となる現像剤を現像剤排出手段にて排出し、現像手段で用いられる現像剤に、キャリアを含む新たな現像剤を新現像剤供給手段で供給し、潤滑剤の帯電極性が、トナーの帯電極性と同極性に設定されることを特徴としている。
【００１３】
ここで、潤滑剤は、高級アルコールの粒子からなることを特徴とすることができる。また、高級アルコールの粒子の平均粒径が、３〜１５μｍの範囲にあることを特徴とすることができる。さらに、高級アルコールの炭素数が、３０〜５０の範囲にあることを特徴とすることができる。さらにまた、トナーの形状係数が、１００以上１４０以下であることを特徴とすることができる。
そして、回収トナー供給手段は、現像手段による現像を終了した現像剤に、潜像担持体に転移した後に回収された回収トナーを供給し、現像剤排出手段は、回収トナー供給手段により供給された回収トナーを含む現像剤の中から、廃棄対象となる現像剤を排出し、新現像剤供給手段は、現像剤排出手段により廃棄対象となる現像剤が排出された現像剤に、キャリアを含む新たな現像剤を供給することを特徴とすることができる。
【００１４】
また、他の観点から捉えると、本発明が適用される現像装置は、像担持体との対向部に像担持体の軸方向に沿って現像用開口が形成され且つ内部にはトナー、キャリア、および像担持体の摩耗を抑制するための潤滑剤を含む現像剤が収容される現像ハウジングと、現像ハウジングの現像用開口に面した箇所に配設され且つ現像ハウジング内に収容される現像剤を担持搬送する現像剤担持体と、現像ハウジング内にキャリアを含む新たな現像剤が搬入される新現像剤搬入部と、像担持体に転移した後に回収されたトナーが搬入される回収トナー搬入部と、新現像剤搬入部より新たな現像剤が搬入されることにより、現像ハウジング内で余剰となった現像剤が排出される余剰現像剤排出部とを含み、潤滑剤の帯電極性が、トナーの帯電極性と同極性に設定されることを特徴としている。
ここで、現像ハウジング内の現像剤におけるトナーの濃度を測定するトナー濃度検知センサをさらに含み、新現像剤搬入部には、トナー濃度検知センサによりトナーの濃度が所定の濃度以下であることが検知されたときに、新たな現像剤が搬入されることを特徴とすることができる。
【００１５】
さらに、他の観点から捉えると、本発明が適用される画像形成装置は、潜像担持体に静電潜像を形成する潜像形成部と、潜像形成部によって潜像担持体に形成された静電潜像をトナーで現像する現像部と、現像部によって潜像担持体に現像されたトナーを記録材に転写する転写部と、転写部による転写の後に潜像担持体に残存するトナーを回収するクリーニング部とを備え、現像部は、トナー、キャリア、およびクリーニング部による潜像担持体のクリーニングを補助するクリーニング助剤を含む現像剤を担持し、潜像担持体上の静電潜像を現像手段にてトナーで現像し、現像手段で用いられる現像剤に、クリーニング部にて回収された回収トナーを回収トナー供給手段で供給し、現像手段で用いられる現像剤の中から、廃棄対象となる現像剤を現像剤排出手段にて排出し、現像手段で用いられる現像剤に、キャリアを含む新たな現像剤を新現像剤供給手段にて供給し、クリーニング助剤の帯電極性が、トナーの帯電極性と同極性に設定されることを特徴としている。
【００１６】
ここで、クリーニング助剤は、高級アルコールの粒子からなることを特徴とすることができる。また、高級アルコールは、粒子の平均粒径が３〜１５μｍの範囲に、かつ、炭素数が３０〜５０の範囲にあり、トナーは、その形状係数が１００以上１４０以下であることを特徴とすることができる。さらに、トナーおよびクリーニング助剤は、共に負の帯電極性を有していることを特徴とすることができる。
【００１７】
また、クリーニング部は、潜像担持体に圧接配置されるブレード部材を備えることを特徴とすることができる。さらに、潜像形成部にて潜像担持体に形成された静電潜像を現像器で現像し、潜像担持体に形成された現像像を転写部にて記録材に転写することなくクリーニング部に供給する制御部をさらに含むことを特徴とすることができる。そして、記録材は、潜像担持体上のトナーが最終的な記録材に転写される前に一時的に転写される中間転写体であることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、現像装置から排出される廃棄物の量を減少させると共に、長期にわたって安定した現像性能を確保することができる。
また、本発明によれば、現像装置内における現像剤の交換と回収トナーの再利用とを組み合わせた場合において、長期にわたって安定した現像性能を確保し、且つ、潜像担持体の長寿命化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施の形態という)について詳細に説明する。
＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態が適用される画像形成装置としてのプリンタ１の全体構成を示した図である。プリンタ１は、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像プロセス系１０、記録用紙Ｐ(シート)を搬送するシート搬送系４０、例えばパーソナルコンピュータや画像読み取り装置等に接続され、受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理系であるＩＰＳ(Image Processing System)５０を備えている。
【００２０】
画像プロセス系１０は、水平方向に一定の間隔を置いて並列に配置される、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の四つの画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ、これら画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト２１上に多重転写させる転写ユニット２０、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋに対してレーザ光を照射する光学系ユニットであるＲＯＳ(Raster Output Scanner)３０を備えている。また、プリンタ１は、転写ユニット２０によって二次転写された記録用紙Ｐ上のトナー像を、熱および圧力を用いて記録用紙Ｐに定着させる定着器２９を備えている。さらに、転写ユニット２０の上部には、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋに対して各色に対応する現像剤が収容される現像剤ボトル１７Ｙ,１７Ｍ,１７Ｃ,１７Ｋが設けられている。これら現像剤ボトル１７Ｙ,１７Ｍ,１７Ｃ,１７Ｋは、プリンタ１に対して着脱自在に設けられており、例えばユーザによる交換も可能となっている。そして、各現像剤ボトル１７Ｙ,１７Ｍ,１７Ｃ,１７Ｋには、後述する各色の現像器１４(図２参照)に対して、新たな現像剤を搬送するための供給パイプ１８Ｙ,１８Ｍ,１８Ｃ,１８Ｋが取り付けられている。
【００２１】
転写ユニット２０は、中間転写体としての中間転写ベルト２１を駆動するドライブロール２２、中間転写ベルト２１に一定のテンションを付与するテンションロール２３、重畳された各色のトナー像を記録用紙Ｐに二次転写するためのバックアップロール２４、中間転写ベルト２１上に存在する残留トナー等を除去するベルトクリーナ２５を備えている。中間転写ベルト２１は、このドライブロール２２とテンションロール２３およびバックアップロール２４との間に一定のテンションで掛け渡されており、定速性に優れた専用のモータ(図示せず)によって回転駆動されるドライブロール２２により、矢印方向に所定の速度で循環駆動されるようになっている。この中間転写ベルト２１は、例えば、チャージアップを起こさないベルト素材(ゴムまたは樹脂)にて抵抗調整されたものが使用されている。ベルトクリーナ２５は、中間転写ベルト２１に接触配置されるクリーニングブラシ２５ａおよびクリーニングブレード２５ｂを備えており、トナー像の二次転写工程が終了した後の中間転写ベルト２１の表面から残留トナー等を除去して、次の画像形成プロセスに備えるように構成されている。ベルトクリーナ２５の内部下側には、これらクリーニングブラシ２５ａおよびクリーニングブレード２５ｂによって除去された残留トナー等を、中間転写ベルト２１の搬送方向に直交する方向に沿ってベルトクリーナ２５の外部へと搬送する排出用オーガ２５ｃが設けられている。
【００２２】
ＲＯＳ３０は、図示しないレーザダイオード、変調器の他、レーザダイオードから出射されたレーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)を偏向走査するポリゴンミラー３１を備えている。図２に示す例では、ＲＯＳ３０は、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの下側に備えられることから、トナー等の落下による汚損の危険性を有している。そこで、ＲＯＳ３０は、各構成部材を密閉するための直方体状のフレーム３２を設け、また、レーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)が通過するガラス製のウィンドウ３３をこのフレーム３２の上方に装着し、走査露光と共にシールド効果を高めるように構成されている。
【００２３】
シート搬送系４０は、画像が記録される記録用紙Ｐを積載して供給する給紙装置４１、給紙装置４１から記録用紙Ｐを取り上げて供給するナジャーロール４２、ナジャーロール４２から供給された記録用紙Ｐを一枚ずつ分離して搬送するフィードロール４３、フィードロール４３により一枚ずつに分離された記録用紙Ｐを二次転写位置に向けて搬送する搬送路４４を備えている。また、搬送路４４を搬送される記録用紙Ｐに対し、二次転写位置に向けてタイミングを合わせて搬送するレジストロール４５、二次転写位置に設けられ記録用紙Ｐを介してバックアップロール２４に圧接して記録用紙Ｐ上に画像を二次転写する二次転写ロール４６を備えている。さらに、定着器２９によって画像が定着された記録用紙Ｐをプリンタ１の機外に排出する排出ロール４７、排出ロール４７によって排出された記録用紙Ｐを積載する排出トレイ４８を有する。また、定着器２９によって画像が定着された記録用紙Ｐを反転させて両面記録を可能とする両面用搬送ユニット４９を備えている。
さらに、プリンタ１において、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋよりも図中手前側には、図中破線で示す回収ボトル６０が取り付けられている。この回収ボトル６０には、後述する廃棄現像剤が回収され、収容される。
【００２４】
次に、画像プロセス系１０における画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋについて詳述する。図２は、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの構成を説明するための図であり、ここでは、イエロー(Ｙ)の画像形成ユニット１１Ｙと、マゼンタ(Ｍ)の画像形成ユニット１１Ｍとが示されている。他の画像形成ユニット１１Ｃ,１１Ｋについても略同様に構成されている。
【００２５】
画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋは、回転可能に配設される潜像担持体(像担持体)としての感光体ドラム１２、帯電ロール１３ａを用いて感光体ドラム１２を帯電させる帯電器１３を備えている。また、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋは、帯電器１３によって帯電され、ＲＯＳ３０からのレーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)によって感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を、トナーを用いて現像する現像部(現像装置)としての現像器１４を備えている。さらに、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋは、中間転写ベルト２１を挟んで感光体ドラム１２に対向して設けられ、感光体ドラム１２上に現像されたトナー像を中間転写ベルト２１上に転写する転写部としての一次転写ロール１５、一次転写後に感光体ドラム１２上に残った残留トナーを除去するクリーニング部としてのドラムクリーナ１６を備えている。なお、本実施の形態では、帯電器１３およびＲＯＳ３０によって潜像形成部が構成されている。
【００２６】
本実施の形態において、感光体ドラム１２は、金属製の薄肉の円筒形ドラムの表面に有機感光層を形成したものからなり、有機感光層は負の帯電極性を有する材料で構成されている。また、帯電器１３は、帯電ロール１３ａに負極性のバイアスを印加することで、感光体ドラム１２の有機感光層を負極性に帯電させている。そして、現像器１４による現像は反転現像方式にて行われる。したがって、現像器１４で使用されるトナーは負極性帯電タイプのものである。なお、本実施の形態では、現像器１４においてトナーおよびキャリアを含む現像剤を用いた二成分現像方式が採用されているが、その詳細については後述する。また、一次転写ロール１５には、トナーの帯電極性とは逆極性(正極性)の一次転写バイアスが印加されるようになっており、感光体ドラム１２上のトナー像を中間転写ベルト２１に転移させている。さらに、ドラムクリーナ１６は、感光体ドラム１２の回転方向に対してカウンタ方向に圧接配置されるブレード部材としてのクリーニングブレード１６ａを有しており、感光体ドラム１２に付着する残留トナーを掻き取っている。そして、ドラムクリーナ１６の内部には、クリーニングブレード１６ａによって掻き取られた残留トナーを、感光体ドラム１２の軸方向に沿ってドラムクリーナ１６の外側へと搬送する排出用オーガ１６ｂが設けられている。
【００２７】
次に、図３を参照しながら、本実施の形態で用いられる現像剤Ｄについて詳細に説明する。現像剤Ｄは、磁性を有するキャリアＣと、イエロー、マゼンタ、シアン、あるいは黒に着色されたトナーＴとを含んでいる。また、現像剤Ｄには、感光体ドラム１２とクリーニングブレード１６ａとの間に働く摩擦力を低減し、感光体ドラム１２に設けられた有機感光層の摩耗を抑制するクリーニング助剤(潤滑剤)Ａも含まれている。さらに、現像剤Ｄには、図示しない外添剤が適宜量添加されている。
【００２８】
現像剤Ｄにおいて、キャリアＣとしては、平均粒径が約３５μｍのフェライトビーズが用いられる。また、外添剤としては、平均粒径５〜２００ｎｍのシリカおよびチタニア等の無機微粒子が用いられる。
【００２９】
さらに、クリーニング助剤Ａとしては、略無色透明であり、平均粒径が３〜１５μｍの範囲に設定された高級アルコールが用いられている。この高級アルコールは、トナーと同極性の帯電極性(本実施の形態では負極性)を有している。なお、現像剤Ｄ中におけるクリーニング助剤Ａ(高級アルコール)の含有量は、約１％程度である。
クリーニング助剤Ａとして使用される高級アルコールとしては、下記の化学式で表される炭素数３０〜５０のアルコールが使用される。
ＣＨ3(ＣＨ2)xＣＨ2ＯＨ
なお、式中、ｘは２８〜４８の整数である。
このような高級アルコールは、単独でも、あるいは炭素数の異なる混合物であってもよく、特に直鎖状アルコールが好ましい。ここで、炭素数が３０(ｘ＝２８)よりも少ないと、耐熱性が低下してトナーＴの粉体特性や熱保存性に影響を及ぼす。一方、炭素数が５０(ｘ＝４８)よりも大きいと、クリーニング助剤Ａによって感光体ドラム１２の有機感光層面を被覆するフィルミング効果が弱く膜を形成し難くなり、得られる潤滑性が低下してしまう。
また、クリーニング助剤Ａとして使用される高級アルコールは、その軟化点が９０〜１２０℃の範囲内であることが好ましい。軟化点が上記の範囲外であると、用紙ＰにトナーＴと共に転写された後に定着される際に、画像欠陥を引き起こす要因となりやすく、高画質の画像を得られなくなるという問題が生じることがある。
さらに、高級アルコールをクリーニング助剤Ａとして使用する場合には、トナーＴに対して０.１〜３.０重量％の範囲で添加するのが好ましい。高級アルコールの添加割合が上記範囲内であると、ワックス状の高級アルコールが感光体ドラム１２の表面を効果的に被覆することができ、トナーＴや外添剤として併用する無機微粉末の感光体ドラム１２表面への過度の付着を抑制することができる。特に、高速で画像形成を行うことが可能な画像形成装置の場合には、感光体ドラム１２と外添剤である無機微粉末とのインタラクションを低減させることが可能となり、多数枚の用紙Ｐに対して、安定した画像を得ることが可能となる。
【００３０】
トナーＴは、上述したように負極性に帯電する極性を有するものであって、懸濁重合法、乳化凝集合一法、溶解懸濁法等により、ポリエステルやスチレンアクリルなどのバインダ樹脂に着色剤、ワックスを内添してなる微粒子である。具体的には、例えば特許第３１４１７８３号公報に記載される製造方法にて製造されたトナーＴが用いられている。粒径は、コールターカウンター(コールター社製)による測定結果で体積平均粒径が約５μｍであり、粒度分布指標(ＧＳＤ)は１.２３であった。トナー形状(球形の度合)は形状係数で表し、光学顕微鏡(ミクロフォトＦＸＡ:ニコン社製)で得たトナーの拡大写真を、イメージアナライザＬｕｚｅｘ３(ニレコ社製)により画像解析を行い、次の式で算出した。
【００３１】
【数１】
2006220844.tif 000003
【００３２】
この式は、トナーＴの投影面積と、それに外接する円の面積との比で表しており、真球の場合に１００となり、形状が球形から離れるにつれて数字が大きくなっていく。形状係数が小さければ、転写の際に転写されずに残る残留トナーの量が減少していくため、トナーＴの形状係数は１００〜１４０程度であることが望ましく、本実施の形態では、トナーＴの形状係数は１２９〜１３４の範囲であった。なお、トナーＴの体積平均粒径は、良好な画像を形成するという観点からすれば、３〜１０μｍの範囲内であることが好ましい。
【００３３】
図４は、プリンタ１における現像剤Ｄの供給から廃棄までの流れを説明する図である。
本実施の形態に係るプリンタ１では、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの現像器１４Ｙ,１４Ｍ,１４Ｃ,１４Ｋに対し、所定のタイミングで新たな現像剤Ｄを新たに供給し、その結果内部で余剰となった現像剤Ｄを廃現像剤として外部に排出するトリクル方式を採用している。このようなトリクル方式を採用することで、各現像器１４Ｙ,１４Ｍ,１４Ｃ,１４Ｋでは、現像によって減少したトナーの補給と、長期間の使用に伴って劣化したキャリアの除去とを同時に行っている。
【００３４】
具体的には、各現像剤ボトル１７Ｙ,１７Ｍ,１７Ｃ,１７Ｋから各供給パイプ１８Ｙ,１８Ｍ,１８Ｃ,１８Ｋを介して各現像器１４Ｙ,１４Ｍ,１４Ｃ,１４Ｋに各色の新しい現像剤Ｄが供給される。また、各現像器１４Ｙ,１４Ｍ,１４Ｃ,１４Ｋから、各廃棄パイプ６１Ｙ,６１Ｍ,６１Ｃ,６１Ｋを介して回収ボトル６０に廃現像剤が排出される。また、各現像器１４Ｙ,１４Ｍ,１４Ｃ,１４Ｋには、内部に収容される現像剤Ｄ中のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサ７７が取り付けられており、各供給パイプ１８Ｙ,１８Ｍ,１８Ｃ,１８Ｋには、それぞれシャッタ１９Ｙ,１９Ｍ,１９Ｃ,１９Ｋが取り付けられている。そして、各シャッタ１９Ｙ,１９Ｍ,１９Ｃ,１９Ｋは、通常は閉鎖状態に設定されている。各現像器１４Ｙ,１４Ｍ,１４Ｃ,１４Ｋに設けられたトナー濃度検知センサ７７Ｙ,７７Ｍ,７７Ｃ,７７Ｋによりトナー濃度の低下が検知されると、図示しない制御部により各シャッタ１９Ｙ,１９Ｍ,１９Ｃ,１９Ｋが開放状態に設定され、対応する現像器１４に新たな現像剤Ｄが供給される。なお、各現像器１４Ｙ,１４Ｍ,１４Ｃ,１４Ｋへの現像剤Ｄの供給は、それぞれ独立して制御されている。また、本実施の形態では、各現像剤ボトル１７Ｙ,１７Ｍ,１７Ｃ,１７Ｋ、各供給パイプ１８Ｙ,１８Ｍ,１８Ｃ,１８Ｋおよびシャッタ１９Ｙ,１９Ｍ,１９Ｃ,１９Ｋで新現像剤供給手段が構成されている。さらに、本実施の形態では、各廃棄パイプ６１Ｙ,６１Ｍ,６１Ｃ,６１Ｋが、現像剤排出手段として機能している。
【００３５】
他方、このプリンタ１では、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋに設けられた各ドラムクリーナ１６Ｙ,１６Ｍ,１６Ｃ,１６Ｋにて回収され、排出用オーガ１６ｂ(図２参照)により排出された各色成分の回収トナーを、各搬送パイプ６２Ｙ,６２Ｍ,６２Ｃ,６２Ｋを介して同色の現像器１４Ｙ,１４Ｍ,１４Ｃ,１４Ｋに戻している。また、このプリンタ１では、図１に示す中間転写ベルト２１に設けられたベルトクリーナ２５にて回収され、排出用オーガ２５ｃにより排出された回収トナーのすべてもしくは一部を、搬送パイプ６３を介して黒の現像器１４Ｋに戻している。なお、ベルトクリーナ２５にて回収され、黒の現像器１４Ｋに戻されない残りの回収トナーは、回収ボトル６０に排出される。そして、これら搬送パイプ６２Ｙ,６２Ｍ,６２Ｃ,６２Ｋおよび搬送パイプ６３の内部には、図示しない搬送用オーガが取り付けられており、これら搬送用オーガを回転させることで、回収されたトナーを各現像器１４Ｙ,１４Ｍ,１４Ｃ,１４Ｋまで搬送している。なお、プリンタ１において、ベルトクリーナ２５からは、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色成分トナーを含む回収トナーが排出されることになるが、この回収トナーは、黒の現像器１４Ｋに戻されることで多量の黒色のトナー中に紛れてしまうため、特に問題が生じることはない。なお、本実施の形態では、各ドラムクリーナ１６Ｙ,１６Ｍ,１６Ｃ,１６Ｋおよび各搬送パイプ６２Ｙ,６２Ｍ,６２Ｃ,６２Ｋが、回収トナー供給手段として機能している。
【００３６】
次に、現像器１４について詳細に説明する。図５は、現像器１４の側部断面図を示しており、図６は図５をVI方向から見た現像器１４の上面図を示している。ただし、図６は、現像器１４から後述する上部ハウジング７０ｂ、現像ロール７１、層規制ロール７５等を取り外した状態を示している。
現像器１４は、感光体ドラム１２に対向する開口部(現像用開口)を有し且つ内部にはトナーＴ、キャリアＣおよびクリーニング助剤Ａを含む現像剤Ｄ(図示せず)が収容される現像ハウジング７０と、この現像ハウジング７０の開口部に面した箇所に配設される現像手段あるいは現像剤担持体としての現像ロール７１とを備えている。ここで、現像ハウジング７０は、下部側に設けられる下部ハウジング７０ａと、下部ハウジング７０ａの上部側に下部ハウジング７０ａに対して着脱自在に設けられる上部ハウジング７０ｂとで構成されている。また、現像ハウジング７０内であって、感光体ドラム１２からみて現像ロール７１の背面下側には、感光体ドラム１２の軸方向と略平行に配設される一対のスクリューオーガ７２,７３が設けられている。なお、以下の説明では、現像ロール７１から遠い側にあるスクリューオーガ７２を第１のスクリューオーガ、現像ロール７１に近い側にあるスクリューオーガ７３を第２のスクリューオーガと呼ぶ。また、第１のスクリューオーガ７２と、第２のスクリューオーガ７３の間には、これら第１のスクリューオーガ７２、第２のスクリューオーガ７３を仕切る仕切り壁７４が設けられている。この仕切り壁７４は、下部ハウジング７０ａと一体的に形成されている。また、現像ロール７１の下側には、回転可能に現像ロール７１と所定距離をもって配設され、現像ロール７１上の現像剤層厚さを規制する層規制ロール７５が設けられている。
【００３７】
ここで、現像ロール７１は、回転可能に配設される現像スリーブ７１ａと、現像スリーブ７１ａの内側に固定的に配設されると共に、内部には複数の磁極が配列される磁石ロール７１ｂとを有している。現像スリーブ７１ａは、図示しないモータにより矢印方向に回転駆動されるようになっており、感光体ドラム１２と対向する現像位置において感光体ドラム１２と同方向に回転するようになっている。また、現像スリーブ７１ａは、例えばＳＵＳ等の金属にて構成されており、交流を重畳した直流バイアスからなる現像バイアスを印加する現像バイアス電源８０が接続されている。なお、上述した層規制ロール７５は、現像スリーブ７１ａと対向する層規制位置において現像スリーブ７１ａとは逆方向に回転するようになっている。
【００３８】
磁石ロール７１ｂには、その外周面に沿って７極の磁極Ｎ１〜Ｎ４およびＳ１〜Ｓ３が形成されている。ここで、磁極Ｎ１(ピックアップ極)は、第２のスクリューオーガ７３によって攪拌搬送される現像剤Ｄ(図示せず)を現像スリーブ７１ａ上に吸着する機能を有している。磁極Ｓ１(トリミング極)は、対向配置される層規制ロール７５との間に形成される間隙によって所定量の現像剤層を形成する機能を有している。また、磁極Ｎ２およびＮ３,Ｓ３(搬送極)は、現像スリーブ７１ａ上に吸着された現像剤Ｄを現像スリーブ７１ａの回転に伴って搬送する。さらに、磁極Ｓ２(現像極)は、現像スリーブ７１ａ上に吸着される現像剤Ｄを搬送すると共に、感光体ドラム１２と対向する現像領域における現像剤Ｄの穂立ちを形成する機能を有している。そして、磁極Ｎ４(ピックオフ極)は、隣接する磁極Ｎ１(ピックアップ極)と共に反発磁界を形成し、現像スリーブ７１ａ上に吸着された現像剤Ｄを現像スリーブ７１ａから剥離させる機能を有している。
【００３９】
また、第１のスクリューオーガ７２は、図６に示すように、回転軸７２ａとその外周に螺旋状に取り付けられる羽根７２ｂとを有しており、図中右側に向けて現像剤Ｄ(図示せず)を搬送するようになっている。一方、第２のスクリューオーガ７３も、回転軸７３ａとその外周に螺旋状に取り付けられる羽根７３ｂとを有しており、図中左側に向けて現像剤Ｄ(図示せず)を搬送するようになっている。なお、第１のスクリューオーガ７２の回転軸７２ａおよび第２のスクリューオーガ７２ｂの回転軸７３ａは、下部ハウジング７０ａに回転可能に支持されており、一方の端部は下部ハウジング７０ａよりも外部に突出して配置されている。そして、図示しない駆動機構によってこれら第１のスクリューオーガ７２および第２のスクリューオーガ７３が回転駆動されている。
【００４０】
さらに、下部ハウジング７０ａ軸方向両端側には、仕切り壁７４が存在しないことにより、第１のスクリューオーガ７２と第２のスクリューオーガ７３との間で現像剤Ｄ(図示せず)を受け渡すための連通口７６(具体的には７６ａ,７６ｂ)が設けられている。ここで、第１のスクリューオーガ７２の現像剤搬送方向下流側すなわち連通口７６ａ側には、羽根７２ｂよりもピッチが短く且つ羽根７２ｂとは逆向きの羽根７２ｃが形成されており、第１のスクリューオーガ７２によって搬送されてきた現像剤Ｄを連通口７６ａに向けて送り込めるようになっている。一方、第２のスクリューオーガ７３の現像剤搬送方向下流側すなわち連通口７６ｂ側には、羽根７３ｂよりもピッチが短く且つ羽根７３ｂとは逆向きの羽根７３ｃが形成されており、第２のスクリューオーガ７３によって搬送されてきた現像剤Ｄを連通口７６ｂに向けて送り込めるようになっている。なお、これら連通口７６ａ,７６ｂは、現像ロール７１の軸方向両端部よりも外側に位置している。
【００４１】
また、現像ロール７１との対向部よりも現像剤搬送方向下流側には、ドラムクリーナ１６から送り込まれた回収トナーを現像器１４内に搬入するための回収トナー搬入口(回収トナー搬入部)８１が形成されている。本実施の形態では、回収トナー搬入口８１が、第２のスクリューオーガ７３の上部に設けられている。なお、黒の現像器１４Ｋでは、黒のドラムクリーナ１６Ｋから搬送される回収トナーの他、ベルトクリーナ２５から搬送される回収トナーも、回収トナー搬入口８１より搬入されることとなる。
さらに、回収トナー搬入口８１よりも現像剤搬送方向下流側には、現像器１４内で余剰となった現像剤Ｄを現像器１４の外部に排出するための現像剤排出口(余剰現像剤排出部)８２が形成されている。本実施の形態では、現像剤排出口８２が、連通口７６ｂの上部に設けられている。
そして、現像剤排出口８２よりも現像剤搬送方向下流側であって、現像ロール７１との対向部よりも現像剤搬送方向上流側には、現像剤ボトル１７から供給される新たな現像剤Ｄを現像器１４内に搬入するための現像剤搬入口(新現像剤搬入部)８３が形成されている。
なお、これら回収トナー搬入口８１、現像剤排出口８２、現像剤搬入口８３は、上部ハウジング７０ｂ(図５参照)に設けられている。
【００４２】
また、現像剤搬入口８３よりも現像剤搬送方向下流側の下部ハウジング７０ａの壁面には、現像器１４内における現像剤Ｄのトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサ７７が取り付けられている。トナー濃度検知センサ７７としては、例えば透磁率センサ等を用いることができる。
【００４３】
次に、本実施の形態に係るプリンタ１の動作について説明する。図示しない原稿読み取り装置によって読み取られた原稿の色材反射光像や、図示しないパーソナルコンピュータ等にて形成された色材画像データは、例えばＲ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)の各８ビットの反射率データとしてＩＰＳ５０に入力される。ＩＰＳ５０では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間補正、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の四色の色材階調データに変換され、ＲＯＳ３０に出力される。
【００４４】
ＲＯＳ３０では、入力された色材階調データに応じて、レーザダイオード(図示せず)から出射されたレーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)を、ｆ-θレンズ(図示せず)を介してポリゴンミラー３１に出射している。ポリゴンミラー３１では、入射されたレーザ光を各色の階調データに応じて変調し、偏向走査して、図示しない結像レンズおよび複数枚のミラーを介して画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２に照射している。画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２では、帯電器１３によって例えば−５５０Ｖに帯電された表面が走査露光され、例えば−５０Ｖの電位を有する静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの現像器１４にて、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の各色のトナー像として現像される。
【００４５】
画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２上に形成されたトナー像は、一次転写ロール１５により中間転写ベルト２１上に順次転写される。このとき、黒のトナー像を形成する黒の画像形成ユニット１１Ｋは、中間転写ベルト２１の移動方向の最下流側に設けられ、黒のトナー像は、中間転写ベルト２１に対して最後に転写される。
【００４６】
一方、シート搬送系４０では、画像形成のタイミングに合わせてナジャーロール４２が回転し、給紙装置４１から所定サイズの記録用紙Ｐが供給される。フィードロール４３により一枚ずつ分離された記録用紙Ｐは、搬送路４４を経てレジストロール４５に移送され、一旦、停止される。その後、トナー像が形成された中間転写ベルト２１の移動タイミングに合わせてレジストロール４５が回転し、記録用紙Ｐは、バックアップロール２４および二次転写ロール４６によって形成される二次転写位置に搬送される。二次転写位置にて下方から上方に向けて搬送される記録用紙Ｐには、圧接力および所定の電界を用いて、四色が重ね転写されたトナー像が副走査方向に順次、二次転写される。そして、トナー像が二次転写された記録用紙Ｐは、定着器２９によって熱および圧力で定着処理を受けた後、排出ロール４７によってプリンタ１の上部に設けられた排出トレイ４８に排出される。なお、排出トレイ４８にそのまま排出せずに、図示しない切り替えゲートによって記録用紙Ｐを両面用搬送ユニット４９によって反転させることもできる。この反転された記録用紙Ｐをレジストロール４５に搬送した後、前述と同様な流れによって、印刷されていない他の面について画像を形成することで、記録用紙Ｐの両面に画像を形成することが可能となる。
【００４７】
次に、現像器１４の基本的な動作について説明する。
現像剤Ｄは、回転駆動される第１のスクリューオーガ７２および第２のスクリューオーガ７３により、現像ハウジング７０内を攪拌されながら循環搬送される。この攪拌動作により、現像剤Ｄを構成するキャリアＣおよびトナーＴは互いに摩擦され、トナーＴは摩擦により負極性に帯電する。また、現像剤Ｄに含まれるクリーニング助剤Ａは摩擦により負極性に帯電する。そして、攪拌搬送される現像剤Ｄが現像ロール７１との対向部に搬送されると、磁石ロール７１ｂに設けられた磁極Ｎ１の磁力により、現像剤Ｄの一部が現像ロール７１側に転移し、現像スリーブ７１ａ上に現像剤Ｄによる現像剤層が形成される。そして、この現像剤層は、回転駆動される現像スリーブ７１ａの回転に伴って搬送されていく。現像スリーブ７１ａにより搬送される現像剤層が層規制ロール７５との対向部を通過する際、現像剤層の厚さは所定厚さに規制され、所定の搬送量となって感光体ドラム１２と対向する現像ハウジング７０の開口部に運ばれる。なお、層規制ロール７５との対向部を通過できなかった現像剤Ｄは、重力および層規制ロール７５の回転力によって現像ハウジング７０内に戻される。現像スリーブ７１ａには、現像バイアス電源８０により所定の現像バイアス(例えば直流−３５０Ｖにピークトゥピークが１ｋＶの交流を重畳したもの)が印加されている。これにより、感光体ドラム１２と最近接する現像領域において、現像スリーブ７１ａ上の現像剤層より感光体ドラム１２上の潜像形成領域(ＲＯＳ３０による書き込みが行われた領域：−５０Ｖに帯電)にトナーＴが転移し、静電潜像を現像して可視像化する。また、トナーＴと同極性に帯電しているクリーニング助剤Ａも、トナーＴと同様、感光体ドラム上の潜像形成領域に転移する。なお、その詳細については後述する。その後、現像ハウジング７０の開口部を通過し現像を終了した現像剤層は現像スリーブ７１ａ上に担持された状態でさらに搬送される。そして、現像スリーブ７１ａ上の現像剤層は、磁極Ｎ４、Ｎ１間に形成される反発磁界によって現像ロール７１から離脱して現像ハウジング７０内に落下し、再び第１のスクリューオーガ７２および第２のスクリューオーガ７３によって攪拌搬送され、次の現像を待つこととなる。
【００４８】
次に、図７を参照しながら、現像器１４内における現像剤Ｄの流れを説明する。なお、図７では、第１のスクリューオーガ７２および第２のスクリューオーガ７３の記載を省略し、現像剤Ｄの流れを矢印で示している。
トナー濃度検知センサ７７で検知されるトナー濃度(現像剤ＤにおけるトナーＴの濃度)が所定のレベル以下であると、対応する現像剤ボトル１７(図１参照)から新たな現像剤Ｄが供給される。そして、現像剤搬入口８３から新たな現像剤Ｄが搬入される。新たに搬入された現像剤Ｄは、既に現像ハウジング７０内にあった現像剤Ｄと共に攪拌搬送されていく。なお、この現像剤Ｄには、当然のことながら、キャリアＣ、トナーＴ、クリーニング助剤Ａおよびその他の外添剤が含まれている。
【００４９】
攪拌搬送される現像剤Ｄが現像ロール７１との対向部に到達すると、現像剤Ｄの一部が現像ロール７１に転移する。そして、感光体ドラム１２(図５参照)との対向部を通過し、現像動作を終えた現像剤Ｄは現像ロール７１から離脱する。現像ロール７１に転移する現像剤Ｄと現像ロール７１から離脱した現像剤Ｄとを比較すると、現像ロール７１から離脱した現像剤Ｄでは、一部のトナーＴが現像動作によって感光体ドラム１２側に転移している分、現像剤ＤにおけるトナーＴの濃度(トナー濃度)は低下している。したがって、現像ロール７１との対向部を通過した直後の現像剤Ｄは、現像ロール７１との対向部を通過する直前の現像剤よりも、トナー濃度が低下した状態となっている。
現像ロール７１との対向部を通過した現像剤Ｄは、次に、回収トナー搬入口８１の下部を通過する。回収トナー搬入口８１からは、各色に対応したドラムクリーナ１６にて回収された回収トナーが搬入される。なお、黒の現像器１４Ｋの場合には、ベルトクリーナ２５にて回収された回収トナーも搬入される。このような回収トナーが供給されることにより、トナー濃度は若干上昇する。
さらに、回収トナー搬入口８１の下部を通過した現像剤Ｄは、次に、現像剤排出口８２の下部を通過する。現像剤排出口８２からは、現像剤搬入口８３から新たな現像剤Ｄが供給されることにより余剰となった現像剤Ｄが排出される。ここで、余剰となった現像剤Ｄには、長期の使用に伴って劣化したキャリアＣや、ドラムクリーナ１６やベルトクリーナ２５(黒の現像器１４Ｋのみ)から搬送された回収トナー等が含まれる。
そして、現像剤排出口８２の下部を通過した現像剤Ｄは、再び、現像剤搬入口８３の下部に到達し、以後、上述した順序で、新たな現像剤Ｄの供給、現像、回収トナーの供給、余剰となった現像剤Ｄの排出、が行われていく。
【００５０】
ここで、現像によって感光体ドラム１２に転移するトナーＴおよびクリーニング助剤Ａの挙動について説明する。
図８(ａ)は、本実施の形態における感光体ドラム１２上のトナーＴおよびクリーニング助剤の挙動を模式的に示す図である。なお、感光体ドラム１２の表面には、負極性の帯電極性を有する有機感光層１２ａが形成されている。
上述したように、感光体ドラム１２には、帯電器１３(図２参照)によって−５５０Ｖの電位に帯電された感光体ドラム１２上に、ＲＯＳ３０(図１参照)によって画像を形成すべき領域に光書き込みが行われる。その結果、ＲＯＳ３０にて光書き込みが行われた潜像形成領域(以下の説明では印字領域と呼ぶ)ＰＡ(−５０Ｖの帯電電位を有する領域)、および、光書き込みが行われなかった非潜像形成領域(以下の説明では非印字領域と呼ぶ)ＮＰＡ(−５５０Ｖの帯電電位を有する領域)が形成される。
【００５１】
現像器１４では、現像スリーブ７１ａに対し、現像バイアス電源８０(図５参照)により直流−３５０Ｖにピークトゥピークが１ｋＶの交流を重畳した現像バイアスが印加されている。このため、感光体ドラム１２上に形成される印字領域ＰＡ(−５０Ｖ)は、現像スリーブ７１ａ(−３５０Ｖ)に対して相対的に正の電位(３００Ｖ)となる。一方、感光体ドラム１２に形成される非印字領域ＮＰＡ(−５５０Ｖ)は、現像スリーブ７１ａ(−３５０Ｖ)に対して相対的に負の電位(−２００Ｖ)となる。したがって、現像スリーブ７１ａ上のトナーＴ(負極性に帯電)は、感光体ドラム１２上の印字領域ＰＡに静電的に転移する。一方、本実施の形態では、現像スリーブ７１ａ上のクリーニング助剤Ａも負極性に帯電しており、感光体ドラム１２上の印字領域ＰＡに静電的に転移することになる。つまり、本実施の形態のようにトナーＴおよびクリーニング助剤Ａの帯電極性が同極性の場合、トナーＴおよびクリーニング助剤Ａは、共に印字領域ＰＡに転移するのである。なお、上述したように、クリーニング助剤Ａの含有量は、トナーＴに比べて著しく低いので、感光体ドラム１２上のトナーＴにおけるクリーニング助剤Ａの存在確率もそれに応じて低い。
【００５２】
このようにして感光体ドラム１２上に転移したトナーＴおよびクリーニング助剤Ａは、感光体ドラム１２の回転によって搬送され、中間転写ベルト２１と対向する転写領域ＴＡに到達する。この転写領域ＴＡでは、感光体ドラム１２と一次転写ロール１５(図２参照)との間に一次転写バイアスが印加される。具体的には、感光体ドラム１２が接地されると共に、一次転写ロール１５から正極性の一次転写電流が流される。これにより、感光体ドラム１２上のトナーＴのほとんどは、中間転写ベルト２１に静電的に転移する。また、本実施の形態では、クリーニング助剤ＡがトナーＴと同極性の負極性に帯電していることから、感光体ドラム１２上のクリーニング助剤Ａのほとんども、中間転写ベルト２１に静電的に転移する。そして、転写領域ＴＡを通過した感光体ドラム１２上には、転写されなかったトナー(残留トナー)Ｔおよびクリーニング助剤Ａが残存する。なお、本実施の形態では、トナーＴとして上述した球形トナーを使用しているため、基本的に転写効率が高く、例えば感光体ドラム１２上に存在するトナーの約９５％程度を中間転写ベルト２１に転移させることが可能である。このため、転写後の感光体ドラム１２上に残るトナーＴの量は、ごくわずかなものとなっている。
【００５３】
そして、転写後の感光体ドラム１２上に残ったトナーＴおよびクリーニング助剤Ａは、感光体ドラム１２の回転によってさらに搬送され、ドラムクリーナ１６(図２参照)との対向部に到達する。そして、感光体ドラム１２上のトナーＴおよびクリーニング助剤Ａは、感光体ドラム１２とクリーニングブレード１６ａとの圧接部でせき止められる。そして、せき止められたトナーＴは、圧接部の上流側においてトナーダムを形成した後、さらにこの圧接部に到達した他のトナーＴと交換され、ドラムクリーナ１６内に落下する。一方、せき止められたクリーニング助剤Ａは、その一部が、圧接部において変形した後に感光体ドラム１２に塗布され、感光体ドラム１２の摩耗を抑制するための潤滑剤として機能する。また、せき止められたクリーニング助剤Ａの他の一部は、そのままドラムクリーナ１６内に落下する。そして、ドラムクリーナ１６内に落下したトナーＴおよびクリーニング助剤Ａは、対応する現像器１４(図２参照)に搬送され、回収トナー搬入口８１から搬入されて、再び現像に使用されることとなる。
【００５４】
他方、図８(ｂ)は、例えばステアリン酸亜鉛など、トナーＴとは逆極性(正極性)の帯電極性を有するクリーニング助剤Ａを用いた従来の場合における感光体ドラム１２上のトナーＴおよびクリーニング助剤の挙動を模式的に示す図である。
この場合には、現像においてトナーＴが印字領域Ａに転移する一方で、クリーニング助剤Ａは非印字領域ＮＰＡに転移する。また、転写領域ＴＡでは、トナーＴのほとんどが中間転写ベルト２１に転移する一方で、クリーニング助剤Ａのほとんどは中間転写ベルト２１に転移しない。したがって、転写後の感光体ドラム１２上には、図８(ａ)に示す本実施の形態よりも多くのクリーニング助剤Ａが残存することになり、ドラムクリーナ１６でトナーＴと共に回収されるクリーニング助剤Ａの量が多くなる。すると、これらは現像器１４内に戻されるために、現像器１４内の現像剤Ｄにおけるクリーニング助剤Ａの含有量は徐々に増加していき、例えばキャリアＣを被覆することによって、現像性能の低下をきたしてしまうことになる。
【００５５】
これに対し、本実施の形態では、クリーニング助剤ＡのほとんどがトナーＴと共に中間転写ベルト２１に転移するため、ドラムクリーナ１６でトナーと共に回収されるクリーニング助剤Ａの量は少なくて済む。このため、これらを現像器１４内に戻したとしても、現像器１４内の現像剤Ｄにおけるクリーニング助剤Ａの濃度(含有量)が徐々に増加していくような事態は生じ得ない。したがって、キャリアＣにクリーニング助剤Ａが被覆されることに伴って生じる現像性能の低下を抑えることが可能になる。
【００５６】
なお、転写後の感光体ドラム１２には、転写されずに残ったクリーニング助剤Ａが存在するため、ドラムクリーナ１６に対するクリーニング助剤Ａの供給も、十分に行うことができる。このクリーニング助剤Ａは、感光体ドラム１２とドラムクリーナ１６に設けられたクリーニングブレード１６ａとの圧接部に到達し、クリーニング動作を補助する。また、感光体ドラム１２とドラムクリーナ１６との間で潤滑剤として機能し、感光体ドラム１２の摩耗を抑制することで、感光体ドラム１２を長寿命化するという効果がある。
【００５７】
なお、本実施の形態において、中間転写ベルト２１には、上述したようにクリーニング助剤Ａのほとんどが転写されるが、中間転写ベルト２１に転写されたクリーニング助剤Ａのほとんどは、二次転写によって用紙Ｐへと転写される。このため、二次転写後の中間転写ベルト２１には、一次転写後の感光体ドラム１２と同様、クリーニング助剤Ａがほとんど存在しない。したがって、ベルトクリーナ２５で回収される回収トナーに含まれるクリーニング助剤Ａの量も多くはなく、これらを黒の現像器１４Ｋ内に戻したとしても、黒の現像器１４Ｋ内の現像剤Ｄにおけるクリーニング助剤Ａの含有量が徐々に増加していくような事態は生じ得ない。したがって、二次転写後の回収トナーを再利用したとしても、キャリアＣにクリーニング助剤Ａが被覆されることに伴って生じる現像性能の低下を抑えることが可能になる。
【００５８】
また、本実施の形態では、基本的に、ドラムクリーナ１６やベルトクリーナ２５で回収した回収トナーを現像器１４において再利用することで、プリンタ１からの廃棄物の減少させている。ただし、現像器１４内に存在する回収トナーの割合が増加すると、トナーダムにおいてストレスを受けることで凝集したトナーＴが存在する確率が高くなり、このような凝集したトナーＴは転写時に中間転写ベルト２１に転写されにくくなるために、画質欠陥を招くおそれがある。
【００５９】
そこで、本実施の形態では、上述したように、現像ロール７１との対向部を通過した現像後の現像剤Ｄに回収トナーを供給した後、現像器１４内に新たな現像剤Ｄが供給される前に、余剰となった現像剤Ｄを排出できるように構成している。そして、現像器１４内に新たな現像剤Ｄを供給した後、現像に供することができるように構成している。このような構成を採用することで、廃棄する現像剤Ｄにおける回収トナーの割合を多くすることが可能になる。廃棄する現像剤Ｄにおける回収トナーの割合を多くすることにより、現像ロール７１に転移し、実際に現像に供される現像剤Ｄにおける回収トナーの割合を低くすることができる。つまり、実際に現像に供される現像剤Ｄにおいて、凝集したトナーＴや熱や圧力によりストレスを受けたトナーＴが存在する確率を低くすることができる。
【００６０】
また、本実施の形態では、クリーニング助剤Ａの帯電極性をトナーＴと同極性の負極性とすることで、転写後の感光体ドラム１２あるいは中間転写ベルト２１に残存するクリーニング助剤Ａの量を減少させるようにした。このため、ドラムクリーナ１６やベルトクリーナ２５からの回収トナーに含まれるクリーニング助剤Ａの量(割合)を低くすることができる。その結果、現像器１４内で徐々にクリーニング助剤Ａの濃度が高まることによってキャリアＣ表面にクリーニング助剤Ａが被覆されることに伴う不具合の発生を防止することができる。
【００６１】
これにより、本実施の形態では、回収トナーを現像に再利用する構成を採用した場合においても、現像器１４内の現像剤Ｄの劣化を抑制することができ、長期にわたって安定した現像性能を確保することができる。また、トリクル現像方式を採用しているため、長期の使用に伴って劣化したキャリアＣを順次廃棄し、新たな現像剤Ｄの供給に伴ってフレッシュなキャリアＣを導入することができるため、長期にわたって安定した現像性能を確保することができる。さらに、本実施の形態では、基本的には回収トナーを現像に再利用しているために、トータルでみたプリンタ１からの廃棄物(廃現像剤)の絶対量を少なくすることができ、回収ボトル６０の交換周期を長期化させることができる。さらにまた、現像剤Ｄ中にクリーンニング助剤Ａを含有させることにより、感光体ドラム１２の摩耗を抑えることができ、感光体ドラム１２の長寿命化を図ることができる。したがって、例えばサービスマンによるメンテナンス作業が必要となるメンテナンスインターバルを長期化することができる。
【００６２】
また、本実施の形態では、新たな現像剤Ｄが供給され、攪拌搬送されている状態であって、現像ロール７１に供給される状態の現像剤Ｄにおけるトナー濃度の測定を行うようにした。したがって、現像時と略同じトナー濃度を測定すること可能となり、現像剤ボトル１７からのトナー供給制御を的確に行うことができるため、現像器１４内のトナー濃度を適正な範囲に設定することができる。
【００６３】
ここで、図９には、一般的な用紙Ｐの紙粉となる炭酸カルシウムおよびファイバーについて、帯電させるための放電電流値と帯電電荷との関係を調査した結果を示している。なお、炭酸カルシウムは、用紙Ｐの平滑度、白色度、坪量等を上げるために使用される填料(フィラー)としてよく用いられる材料であり、特に、中性紙では広く使用されている。同図より、炭酸カルシウムおよびファイバーは、正の帯電極性を有していることが理解される。したがって、本実施の形態のように負極性のトナーＴを転写する場合には、これらの紙粉が感光体ドラム１２に逆転移するのである。このようにして紙粉が感光体ドラム１２に逆転移し、ドラムクリーナ１６にて回収されると、回収された紙粉が現像器１４内に戻されることになってしまい、現像不良を招いてしまうことになる。
【００６４】
これに対し、本実施の形態では、中間転写方式を採用し、各感光体ドラム１２が、直接用紙Ｐと接触しないように構成した。このため、転写時(一次転写時)に感光体ドラム１２に用紙Ｐの紙粉等が逆転移し、ドラムクリーナ１６内に回収された後に現像器１４内に混入することに伴う不具合を抑制することができる。但し、本実施の形態では、黒の現像器１４Ｋにベルトクリーナ２５からの回収トナーが供給されるので、若干ではあるが、紙粉等が混入する可能性がある。
【００６５】
＜実施の形態２＞
本実施の形態は、実施の形態１と略同様であるが、印字比率の少ない画像を連続形成したような場合に、ドラムクリーナ１６にクリーニング助剤Ａを含むトナーＴを積極的に供給する制御を行うようにしたものである。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
図１０は、制御部１００を説明するブロック図である。なお、制御部１００は、本実施の形態に係る画像形成装置全体の制御を行っているが、図１０には、ドラムクリーナ１６に対するクリーニング助剤Ａを含むトナーＴの供給に関連する機能ブロックのみを示している。
【００６６】
制御部１００のＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶されたプログラムに従い、ＲＡＭ１０３との間で適宜データのやりとりを行いながら処理を実行する。また、この制御部１００には、入出力インタフェース１０４を介して、ＩＰＳ５０からプリント情報(画像形成枚数や作成する画像の印字比率等)が入力される。また、制御部１００は、入出力インタフェース１０４を介して、感光体ドラム１２の回転、帯電器１３への帯電バイアスの供給、ＲＯＳ３０による露光、現像器１４における現像スリーブ７１ａや第１のスクリューオーガ７２および第２のスクリューオーガ７３の駆動ならびに現像バイアス電源８０による現像バイアスの供給、一次転写ロール１５に対する一次転写バイアスの供給、および中間転写ベルト２１を回動させるドライブロール２２の駆動を制御している。
【００６７】
次に、具体的なトナーＴの供給制御について説明する。なお、ＲＡＭ１０３には、過去１０枚分の印字比率データが格納されているものとする。ＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１０３に格納される過去１０枚分の印字比率データを読み出し、印字比率の平均値を算出する。そして、得られた印字比率の平均値が例えば２％を下回った場合、次ジョブの終了後に、ドラムクリーナ１６に対してクリーニング助剤Ａを含むトナーＴの供給が行われる。
【００６８】
過去１０枚分の印字比率データの平均値が２％を下回った場合、制御部１００は、次ジョブの終了後(次ジョブにおける最後の用紙Ｐに対する画像形成動作の終了後)も感光体ドラム１２を回転させ、また、帯電器１３にて感光体ドラム１２を帯電させる制御を行う。また、制御部１００は、ＲＯＳ３０にて、主走査方向全域且つ副走査方向にもある程度の長さにわたって静電潜像を書き込ませる制御を行う。このとき、制御部１００は現像器１４も引き続き動作させる制御を行っており、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像は現像され、感光体ドラム１２上には主走査方向全域にわたるトナーバンドが形成される。なお、このトナーバンドには、トナーＴの他にクリーニング助剤Ａが含まれている。
次に、感光体ドラム１２上に形成されたトナーバンドは、感光体ドラム１２の回転に伴って中間転写ベルト２１と対向する転写領域ＴＡに到達するが、制御部１００は、一次転写ロール１５に対する一次転写バイアスの供給を停止する制御を行っている。このため、感光体ドラム１２上に形成されたトナーバンドは、中間転写ベルト２１に転写されることなく、さらにドラムクリーナ１６に向けて搬送される。なお、制御部１００は、ドライブロール２２を駆動させることにより引き続き中間転写ベルト２１を回動させる制御を行っており、感光体ドラム１２と中間転写ベルト２１との間で擦れ等を生じさせないようになっている。そして、感光体ドラム１２上に形成されたトナーバンドは、ドラムクリーナ１６との対向部に到達し、ドラムクリーナ１６のクリーニングブレード１６ａによって掻き取られる。
【００６９】
本実施の形態では、クリーニング助剤ＡがトナーＴと同じ帯電極性を有しているため、印字比率が低い場合には、ドラムクリーナ１６に供給されるクリーニング助剤Ａの量が著しく減少し、感光体ドラム１２に設けられた有機感光層１２ａの摩耗量が多くなるおそれがある。また、印字比率が低い場合には、現像器１４内における現像剤Ｄ中のトナーＴが消費されないため、新しい現像剤Ｄ(キャリアＣ)は供給されず、現像器１４の中で攪拌搬送を繰り返されることになる。このような攪拌搬送動作を繰り返されると、現像剤Ｄ中のキャリアＣがクリーニング助剤Ａで被覆され、キャリアＣの帯電性能すなわち現像剤Ｄの現像性能を低下させることになってしまう。
【００７０】
そこで、本実施の形態では、印字比率の低い画像が連続形成されるような場合には、次の画像形成動作が終了した後に、画像形成とは無関係に感光体ドラム１２にトナーバンドを形成し、形成されたトナーバンドを中間転写ベルト２１に転写することなくそのままドラムクリーナ１６に供給するようにした。このトナーバンドには、トナーＴの他、通常の一次転写後の感光体ドラム１２よりも多くのクリーニング助剤Ａが含まれる。したがって、このようなトナーバンドの作成および供給を行うことで、感光体ドラム１２とクリーニングブレード１６ａとの圧接部に比較的多量のクリーニング助剤Ａを供給することができ、その結果、感光体ドラム１２の摩耗を抑制することができる。
また、トナーバンドを作成するために多量のトナーＴが現像器１４から排出されるため、一時的に現像器１４内のトナー濃度が低下し、その結果現像器１４内には新たな現像剤Ｄが供給される。そして、新たな現像剤Ｄが供給された結果、余剰となった現像剤Ｄが廃棄されることになる。このため、印字比率の低い画像を連続形成することによりクリーニング助剤Ａが被覆されることとなったキャリアＣを余剰となった現像剤Ｄに含めて排出することができ、キャリアＣの帯電性能すなわち現像剤Ｄの現像性能の低下を防止することができる。
【００７１】
そして、本実施の形態では、感光体ドラム１２上に形成されたトナーバンドを構成するトナーＴが、ドラムクリーナ１６によって除去された後、再び現像器１４内へと戻されるようになっている。つまり、本実施の形態では、画像形成以外の目的でトナーバンドを形成するような場合にも、トナーバンドを形成するトナーＴを再利用することが可能であり、無駄に消費されるトナーＴの量を抑えることができる。
なお、形成されたトナーバンドの一部または全部を中間転写ベルト２１に転写し、二次転写ロール４６等にて転写を行うことなくベルトクリーナ２５に供給することもできる。この場合には、中間転写ベルト２１とベルトクリーナ２５に設けられたクリーニングブレード２５ｂとの間に働く摩擦力を低減することができ、中間転写ベルト２１の摩耗を抑制することができる。
【００７２】
＜実施例１＞
本発明者は、異なる平均粒径を有するクリーニング助剤Ａを添加した現像剤Ｄを用い、１０万枚の用紙Ｐに対するプリントを実施し、評価を行った。ここで、画像形成装置としては、実施の形態で用いたプリンタ１(富士ゼロックス社製フルカラープリンタＣ３５３０の改造機)を用いた。また以下に説明する評価試験においては、現像器１４からの現像剤排出量(トリクル現像方式による現像剤の排出量)は、印字比率５％の場合で、用紙Ｐ１０００枚あたり１〜２ｇとなるように現像剤補給の調整を行った。
また、現像剤Ｄに含まれるトナーＴは、特許第３１４１７８３号に記載される製造方法で得られたものを用いた。そして、クリーニング助剤Ａとして、平均粒径２μｍ、８μｍ、１７μｍのユニリン７００(東洋ペトロライト社製)をトナー重量に対してそれぞれ１重量％の割合で混合し、さらにキャリアＣを添加することにより、現像剤Ｄのサンプル１、サンプル２、サンプル３を得た。ここで、ユニリン７００は、高級アルコールで構成された潤滑剤である。また、平均粒径の異なるユニリン７００は、ジェットミルで粉砕した後に風力式分級機で分級して得た。なお、比較のため、クリーニング助剤Ａすなわちユニリン７００を含まない現像剤Ｄをサンプル４とした。
各サンプル１〜４におけるクリーニング助剤Ａの平均粒径および添加割合を表１に示す。
【００７３】
【表１】
2006220844.tif 000004
【００７４】
次に、サンプル２およびサンプル４を用い、印字比率１０％で１０万枚のプリントを実施した。サンプル２を用いた場合、１０万枚のプリント終了後もかぶりやトナーＴの凝集物に起因する画質欠陥(白抜け、粗大点)は発生せず、有機感光層１２ａの摩耗量も１５μｍ(残量１７μｍ)で、使用限界(１５μｍ)以上であった。一方、サンプル４を用いた場合、プリント枚数２万枚以降でトナーＴの凝集物による画像欠陥が発生し、７万枚以降では有機感光層１２ａの摩耗限界オーバーによるかぶりが発生した。そして、１０万枚プリント終了後の有機感光層１２ａの摩耗量は２２μｍ(残量１０μｍ)であった。
さらに、サンプル１およびサンプル３を用いて同様の実験を行ったところ、サンプル１ではプリント枚数３万枚以上でかぶりが顕著になる問題が発生した。そして、クリーニング助剤Ａの平均粒径が小さいと、非静電的な付着力により感光体ドラム１２から転写されにくくなり、その結果、現像器１４中にクリーニング助剤Ａが蓄積、増加し、キャリアＣへの付着が顕著となってキャリアＣおよび現像剤Ｄの劣化を促進してしまう。一方、サンプル３では初期から画像のがさつきが顕著であった。特に、細線の再現時には、無色のクリーニング助剤Ａによる細線像の欠落がノイズになり、均一な細線像が得られなくなってしまう。
以上の結果から、クリーニング助剤Ａとして高級アルコールを用いた場合、その平均粒径は３〜１５μｍの範囲とすることが好ましいことが理解される。
【００７５】
次に、印字比率を１０％から５％に変更し、以下に示す条件で実験を行った。
(条件Ａ)：画像形成中、感光体ドラム１２の非画像部(用紙Ｐに転写を行わない領域)に印字比率２％に相当するトナーＴを感光体ドラム１２の軸方向の印字可能範囲いっぱいに現像し(トナーバンドを形成し)、中間転写ベルト２１に転写しないで、ドラムクリーナ１６に供給する。トナーバンドの形成は、プリント枚数２０枚毎に１回の頻度で行う。
(条件Ｂ)：上述したトナーバンドの形成を行わずに画像形成を行う。
条件Ａでは、１０万枚のプリント終了後もかぶりやトナーＴの凝集物に起因する画質欠陥の発生はみられず、有機感光層１２ａの摩耗量も１４μｍ(残量１８μｍ)で、使用限界(１５μｍ)以上であった。一方、条件Ｂでは、プリント枚数５万枚以降でトナーＴの凝集物による画像欠陥が発生し、プリント枚数８万枚以降では、有機感光層１２ａの摩耗限界オーバーによるかぶりが発生した。そして、１０万枚プリント終了後の有機感光層１２ａの摩耗量は２０μｍ(残量１２μｍ)であった。
以上の結果から、クリーニング助剤ＡとしてトナーＴと同極性に帯電する高級アルコールを用いた場合には、必要に応じて感光体ドラム１２にトナーバンドを形成し、このトナーバンドをドラムクリーナ１６に供給することが好ましいことが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本実施の形態が適用されるプリンタの概要を示す図である。
【図２】画像形成ユニットの構成を説明するための図である。
【図３】現像剤の構成を説明するための図である
【図４】プリンタにおける現像剤の供給から廃棄までの流れを説明するための図である。
【図５】現像器の側部断面図である。
【図６】実施の形態１で用いられる現像器の上面図である。
【図７】実施の形態１で用いられる現像器内における現像剤の流れを説明するための図である。
【図８】感光体ドラム上のトナーおよびクリーニング助剤の挙動を模式的に示したものであって、(ａ)はトナーおよびクリーニング助剤の帯電極性が同じ場合、(ｂ)はトナーおよびクリーニング助剤の帯電極性が異なる場合を説明する図である。
【図９】用紙の紙粉となる炭酸カルシウムおよびファイバーの帯電極性を説明するための図である。
【図１０】制御部を説明するブロック図である。
【符号の説明】
【００７７】
１…プリンタ、１０…画像プロセス系、１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ…画像形成ユニット
１２…感光体ドラム、１２ａ…有機感光層、１３…帯電器、１４…現像器、１５…一次転写ロール、１６…ドラムクリーナ、１６ａ…クリーニングブレード、２０…転写ユニット、２１…中間転写ベルト、２５…ベルトクリーナ、６０…回収ボトル、７０…現像ハウジング、７１…現像ロール、７２…第１のスクリューオーガ、７３…第２のスクリューオーガ、７４…仕切り壁、７５…層規制ロール、７７…トナー濃度検知センサ、８０…現像バイアス電源、８１…回収トナー搬入口、８２…現像剤排出口、８３…現像剤搬入口、Ａ…クリーニング助剤、Ｃ…キャリア、Ｄ…現像剤、Ｔ…トナー、ＮＰＡ…非印字領域、ＰＡ…印字領域、ＴＡ…転写領域
【図１】
2006220844.tif 000005
【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】
2006220844.tif 000011
【図８】
2006220844.tif 000012
【図９】
2006220844.tif 000013
【図１０】
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