(57)【要約】潜像担持体上の残トナーを除去するクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードと前記潜像担持体との潤滑性を向上させるステアリン酸亜鉛を供給する手段とを備えた画像形成装置であって、現像剤中への前記ステアリン酸亜鉛の混入量を推測し、該混入量が許容値を越える場合には、現像剤の少なくとも一部を新しい現像剤と入れ替える現像剤維持手段を備えた画像形成装置である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像担持体上の残トナーを除去するクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードと前記潜像担持体との潤滑性を向上させるステアリン酸亜鉛を供給する手段とを備えた画像形成装置であって、
現像剤中への前記ステアリン酸亜鉛の混入量を推測し、該混入量が許容値を越える場合には、現像剤の少なくとも一部を新しい現像剤と入れ替える現像剤維持手段を備えた画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において、
前記ステアリン酸亜鉛を供給する手段は、前記クリーニングブレードの前で残トナーを叩く前処理用のクリーニングブラシである、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
前記現像剤維持手段は、前記潜像担持体へのステアリン酸亜鉛供給量と現像剤の消費量とに基づいて、現像剤の少なくとも一部を新しい現像剤と入れ替える現像剤入れ替えモードを起動させる、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置において、
前記ステアリン酸亜鉛供給量は、予め測定した潜像担持体の回転数とステアリン酸亜鉛の供給量に関するデータを用い、前記潜像担持体の回転数から特定される、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項３に記載の画像形成装置において、
前記現像剤消費量は、現像剤補強回数及び潜像担持体の回転数に基づいて特定される、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項３に記載の画像形成装置において、
前記現像剤入れ替えモードは、装置起動時及び／又は停止時に廃棄する現像剤を潜像担持体上へ付着させることにより実行される、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
ステアリン酸亜鉛に現像剤の帯電量を上昇させる帯電制御剤を含有させた潤滑剤。
【請求項８】
請求項７に記載の潤滑剤において、
前記帯電制御剤のステアリン酸亜鉛に対する添加量は５〜１２ｗｔ％である、ことを特徴とする潤滑剤。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の潤滑剤において、
前記前記帯電制御剤はシリカ、酸化チタン、アルミナ、ＰＭＭＡから成る群から選択された少なくとも１つである、ことを特徴とする潤滑剤。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、いわゆる電子写真技術を用いて用紙等のシート状の記録媒体に所望の定着画像を形成させる画像形成装置に関する。
背景技術
従来一般的な画像形成装置は、例えば図１に示すように感光体ドラム１の周部には、帯電器２、潜像形成用の光源（例えばＬＥＤ）３、現像剤ホッパ４を備えた現像装置５、転写器６が感光体ドラムの回転方向Ｘにおいて上流から順に配設され、用紙ＰＡに所望の画像が転写される。そして、転写器６の下流にはクリーニングブレード７がさらに配設されている。このクリーニングブレード７は、用紙ＰＡに現像剤が転写された後に感光体ドラム１上に残ってしまう現像剤（残トナーと称す）を除去するために設けられている。
上記のようなクリーニングブレード７は、感光体ドラム１上の残トナーを除去するために部材構成が単純で、低価格であることから広くに用いられている。しかし、印刷速度の高速化、各種記録媒体（例えばプレプリント用紙等）による感光体表面の汚染等により、感光体ドラム１とクリーニングブレード７との間の摩擦力が大きくなり、クリーニングブレード７のエッジ部（クリーニングブレードが感光体ドラムに接触する部分）に破損（欠け）が生じる事態が発生しはじめた。その結果、感光体ドラム１上の残トナーがクリーニングブレード７の破損部を擦り抜けてしまい、残トナーが下流に存在する上記帯電器２、光源３等を汚染するという事態が発生した。また、一度、クリーニングブレード７を擦り抜けた残トナーは用紙ＰＡに転写され難くなるので、印字欠陥が発生する原因にもなっていた。
そこで、クリーニングブレード７の破損を防止するために、クリーニングブレード７と感光体１の摩擦力を一定量以下に抑えるように感光体ドラム１の表面に潤滑剤を供給する手法が提案されている。
上記潤滑剤としては一般にステアリン酸亜鉛が採用されている。感光体ドラム１とクリーニングブレード７との接触部へステアリン酸亜鉛を供給する一般的な手法は、図１に示すようにステアリン酸亜鉛９に接触するように潤滑剤供給ローラ８を設け、この供給ローラ８を介して感光体ドラム１へステアリン酸亜鉛を供給する。また、このような供給ローラを用いてステアリン酸亜鉛を供給する技術に関しては、例えば特開平８−２６２９５２号、特開平９−９０８４７等がある。これらは、感光体ドラムへのステアリン酸亜鉛の供給量を一定にするために、スプリング等を用いて固形化したステアリン酸亜鉛を供給ローラ側に一定圧力で圧接させている技術について開示している。
上記のように感光体ドラム上に供給されるステアリン酸亜鉛は、クリーニングブレードと感光体ドラム表面との摩擦を低減（一定値以下に）させるように潤滑剤として有効に機能するものであるが、その供給量が多い場合、或いはその供給量が一定であってもクリーニングブレード部へ向う残トナー量が少ない場合などは、クリーニングブレードの下を擦り抜けて現像装置が配設された位置にまで到達することがある。
現像装置ではキャリアや現像剤ローラ等を介して、トナーが感光体ドラムに供給されるのであるが、その際に感光体ドラム上のステアリン酸亜鉛が現像装置側に侵入し、現像剤に混入してしまう場合がある。
ところで、現像剤がキャリアとトナーから２成分である場合には、キャリアが形成する穂立ちが感光体ドラムの表面を擦ることにより、また現像剤がトナーのみの１成分からなる場合は感光体ドラムの表面と接する現像剤ローラにより、ステアリン酸亜鉛が現像装置側に侵入して現像剤に混入する。特に、ステアリン酸亜鉛の混入はキャリアを用いる２成分現像剤において顕著である。
なお、１成分現像剤及び２成分現像剤の場合を包括し、「現像剤」の語を用いて以下本発明を説明する。
上記のようにステアリン酸亜鉛が現像剤に混入してしまうと、現像剤の帯電量低下を誘引する。このように現像剤の帯電量が低下すると、現像剤飛散、現像剤付着量過多となる。その結果、画像形成装置内の汚染や転写した画像の定着不良等の障害が発生する。
したがって、本発明の第１の目的は現像剤に混入するステアリン酸亜鉛の影響を抑制し、好ましい画像形成を実現できる画像形成装置を提供することである。また、第２の目的は現像装置に混入しても帯電量の低下を抑制できる帯電制御剤を含有したステアリン酸亜鉛ベースの潤滑剤を提供することである。
発明の開示
前記目的は、潜像担持体上の残トナーを除去するクリーニングブレードと、前記クリーニングブレードと前記潜像担持体との潤滑性を向上させるステアリン酸亜鉛を供給する手段とを備えた画像形成装置において、
現像剤中への前記ステアリン酸亜鉛の混入量を推測し、該混入量が許容値を越える場合には、現像剤の少なくとも一部を新しい現像剤と入れ替える現像剤維持手段を備えた画像形成装置により達成される。
上記発明によれば、ステアリン酸亜鉛の混入量が許容値を越えると判断された場合には新規な現像剤との入れ替えにより、ステアリン酸亜鉛の混入量を許容値以下に抑制できる。よって、前述した従来の問題が無い画像形成装置として提供できる。
ここで潜像担持体としては、前述した感光体ドラムが一般的であるが、無端の感光性のベルトをローラ間に掛け渡して形成した感光体ベルトも本発明には含む。
また、ステアリン酸亜鉛に現像剤の帯電量を上昇させる帯電制御剤を含有させた潤滑剤によっても上記目的を達成できる。このような潤滑剤は現像装置に侵入し、現像剤に混入しても帯電量の低下を確実に抑制できる。
上記のように本願には２つの発明が含まれている。第１の発明は、現像剤中に混入したステアリン酸亜鉛の蓄積量に着目し、この蓄積量を現像剤の帯電状態に悪影響を及ぼさないように制御する画像形成装置に関するものである。第１の発明は、クリーニングブレードを擦り抜け現像剤に混入したステアリン酸亜鉛と、現像剤が画像形成で消費される際に一緒に排出されるステアリン酸亜鉛との出入り状態に着目している。排出されるステアリン酸亜鉛より混入するものが多くなると、現像剤中の蓄積量が増加してしまい帯電低下が顕著となるので、この場合の対処を可能としたのが本画像形成装置である。
図２は、印字率を変更して現像剤の消費状態を変えたときに、ステアリン酸亜鉛による影響で低減する帯電量ｑ／ｍの変化の様子を示した図である。
図２では前半が印字率０．２％で印字した場合、後半が印字率２％で印字した場合である。なお、印字率の詳細な定義は後述するが用紙の面積を１００％としてその面積にどのくらい現像剤が載っているかを示す割合と見ることができる。よって、印字率が高いほど現像剤の消費量が大きくなる。印字率０％は用紙に全く印字を行わない状態であり、印字率１００％は用紙全体を黒く塗りつぶした状態（いわゆるベタ黒）となる。
この図２で印字率０．２％の場合は現像を行っても現像剤の消費が少ないので、ステアリン酸亜鉛の侵入量が排出量を上回り、現像剤へステアリン酸亜鉛の蓄積量が増加して帯電量ｑ／ｍが低下している。一方、印字率を２％まで上げた場合には現像剤の消費が増し、ステアリン酸亜鉛の排出量が侵入量を上回るため現像剤中の蓄積量が低減されて帯電量ｑ／ｍが改善することが確認できる。
すなわち、この図２から、ステアリン酸亜鉛の現像剤中への蓄積量によって影響度が変化し、現像剤中のステアリン酸亜鉛の影響は現像剤が消費されることにより減少していくことが確認できる。
すなわち、本願の第１の発明は、ステアリン酸亜鉛の混入量が許容値を越えたとき（或いは越えたと推測されるとき）に、ステアリン酸亜鉛が混入した状態の現像剤の少なくとも一部を排出する入替えモードを有する画像形成装置である。このように、排出された混入現像剤に替えて新しい現像剤を補給することで、現像剤中のステアリン酸亜鉛の混入量を許容範囲に収まるように調整できる。
現像剤中のステアリン酸量は、現像剤の消費が少ない場合に蓄積していくので、本発明の画像形成装置は消費量が一定量以下の場合には排出を促進し、新規な現像剤供給する入替えモードを備えるものである。これにより、ステアリン酸亜鉛の混入量が許容値を越えることがないので、常に好ましい画像形成を実現できるようになる。
さらに、本願発明者はステアリン酸亜鉛が現像剤の帯電量を低下させることから、混入しても帯電量を低下させない形態に加工することによっても前述の問題を解決できることを見出した。すなわち、本願に係る第２の発明は、ステアリン酸亜鉛に現像剤の帯電量を上昇させる帯電制御剤を混入しておくという簡易な手法を用いて前述した問題を解消する。
発明の実施をするための最良の形態
以下、第１の発明に係る画像形成装置、及び第２の発明に係る帯電制御剤を添加したステアリン酸亜鉛ベース潤滑剤を順に説明する。
図３は、本発明に係る実施例の画像形成装置１０の概要構成を示した図である。この画像形成装置１０は、図１に示した従来の画像形成装置と基本構成は同様である。すなわち、帯電器１２、光源１３、現像剤ホッパ１４を備えた現像装置１５、転写器１６が潜像担持体としての感光体ドラム１１の回転方向Ｘにおいて上流から順に配設され、用紙ＰＡに所望の画像が転写されるようになっている。
そして、転写器１６の下流にはクリーニングブレード１７が配設されている。また、本実施例の画像形成装置１０はクリーニングブレード１７の上流にクリーニングブラシ１８が配設される。このようにクリーニングブレード１７の前にクリーニングブラシ１８を設ける構成は、従来にも提案がある。但し、かかるクリーニングブラシは残トナーを確実にクリーニングブレード１７で掻き取るための前処理用に設けられたクリーニング補助部材である。
本実施例の画像形成装置１０のクリーニングブラシ１８は、この残トナー除去とステアリン酸亜鉛の感光体ドラム１１上への塗布とを兼ね備えた機能を有する。図４は本画像形成装置１０のクリーニングブレード１７の周辺を拡大して示した図である。クリーニングブラシ１８は、定位置に固定されている固形状のステアリン酸亜鉛１９に接触すると共に、感光体ドラム１１の表面とも接触している。
すなわち、本実施例のクリーニングブラシ１８はクリーニングブレード１７の前で残トナーを叩いて掻き落としし易くすると共に、感光体ドラム１１の表面にステアリン酸亜鉛を供給する供給部材としても機能する。クリーニングブラシは機構が簡単で低コストであるため従来から採用されているものであるが、本実施例ではこれをさらに供給手段としても兼用する。例えばステアリン酸亜鉛の供給は、クリーニングブラシ１８の長手方向に平行に設置された金属棒にステアリン酸亜鉛１９を固定し、クリーニングブラシ１８がステアリン酸亜鉛１９に食い込むように取り付けて行う。クリーニングブラシ１８が回転したときには、ステアリン酸亜鉛１９が削り取られるようになり、この削り取り量がほぼ感光体ドラム１１への供給量となる。この機構では、ステアリン酸亜鉛の供給量はクリーニングブラシ１８のステアリン酸亜鉛１９への食い込み量によって変化する。
前述したようにステアリン酸亜鉛の侵入量とトナー消費量とによって現像剤への影響度が変化するので、本画像形成装置１０では、ステアリン酸亜鉛の供給量とトナー消費量との関係からステアリン酸亜鉛の蓄積量を推定し、この蓄積量が許容値を越えるときに現像剤入れ替えモードを起動させる。
ここで、再度、図３を参照して画像形成装置１０におけるステアリン酸亜鉛の蓄積量の制御について説明する。本画像形成装置１０は、現像装置１５側へ混入するステアリン酸亜鉛の現像剤中の蓄積量が許容範囲を越えないように制御するための構成を備えている。
本画像形成装置１０は、ステアリン酸亜鉛による影響を抑制するためにその蓄積量を許容値以下に押さえるように制御する現像剤維持手段としてのコントローラ２０を備えている。このコントローラ２０はＣＰＵ等により実現される。コントローラ２０には感光体ドラム１１の回転数を係数するカウンタ２２からカウント信号が供給されると共に、現像装置１５内の現像剤濃度を検出する濃度センサ２１から濃度信号が供給されるようになっている。
図５は、本画像形成装置１０の感光体ドラム１１の回転数（ｋＤｃ）と、感光体ドラム１１に供給されるステアリン酸亜鉛の供給量との関係を示した図である。なお、図４に示したように、本実施例ではステアリン酸亜鉛１９はクリーニングブラシ１８で削り取られて、感光体ドラム１１上に供給される。よって、図５に示すように新規のステアリン酸亜鉛の使用を開始した直後は多めの削り量となり、感光体ドラム１１側に比較的多量のステアリン酸亜鉛が供給される。その後、ドラム回転数６００ｋ回の当たりから一定化して来る。この図５に示すようなステアリン酸亜鉛の供給量の変化に関するデータは予めＲＯＭ等に格納されてコントローラ２０が参照できるようになっている。よって、コントローラ２０はカウンタ２２のドラム回転数を確認することでステアリン酸亜鉛の感光体ドラム１１表面への供給量を推定できるようになっている。
また、図６は濃度センサ２１による出力値の概略が示されている。濃度センサ２１からの出力値が補給スライス値ＴＨ（閾値）を下回るとコントローラ２０はホッパ１４から現像剤を補給する。図６で山となっている部分が現像剤の補給がされたときである。
コントローラ２０は、感光体ドラム１１の回転数及び現像剤補給回数から、そのときにどのような印字率の現像が実行されているかを知ることができる。また、前述したようにコントローラ２０は感光体ドラム１１の回転数履歴からステアリン酸亜鉛の供給量を確認できる。よって、コントローラ２０は、ステアリン酸亜鉛の現像剤への混入状態を推測できる。
そして、本画像形成装置１０では現像剤中のステアリン酸亜鉛の蓄積量が所定の許容値を越えたときに、コントローラ２０が現像剤入れ替えモードを起動させてステアリン酸亜鉛の蓄積量を許容値以下に抑制する。この現像剤入れ替えモードではステアリン酸亜鉛の蓄積量が多い現像剤の一部を排出する。そして、この排出した分、新規な現像剤を補給することでステアリン酸亜鉛の相対量を低減させる。この現像剤入れ替えモードは通常の現像工程の前又は後、或いは前後に実施することができる。
例えば、コントローラ２０は、ドラム回転数２００ｋカウントにおいて現像剤補給回数が４回以下ならば、印字率の低い画像形成を行っておりステアリン酸亜鉛が蓄積してしますので、このような場合に現像剤入れ替えモードを起動する。この現像剤入れ替えモードでは、現像のスタート／ストップ時に感光体ドラムへ付着させる現像剤の付着量を増加（表面電位と現像バイアス等を変更して）させ空回転することで現像剤を消費させる。これによりステアリン酸亜鉛による影響で帯電量が低下するという問題を抑制する。
以下さらに、図７から図９を参照して、コントローラ２０が実行するステアリン酸亜鉛量を制御する処理例を説明する。図７は感光体ドラムユニットの交換及び現像剤を交換した以後にコントローラ２０が実行する制御内容を示したブロック図である。前述したように、コントローラ２０はステアリン酸亜鉛の感光体ドラムへの供給量と、印字率（現像剤消費量）とから現像剤中のステアリン酸亜鉛蓄積量を推定し、許容値を越えたときに上記現像剤入れ替えモードを起動させる。そのために、感光体ドラムの交換時からステアリン酸亜鉛の供給量を特定すると共に、現像剤の交換時から現像剤の使用状態を見て印字率を特定して後述する必要な現像剤入れ替えモードを起動させる。
図７の上段に示すように、コントローラ２０は感光体ドラムユニット交換時かから感光体ドラムの回転数からステアリン酸亜鉛の供給量を決定する。その際、コントローラ２０は図５に示したドラム回転数とステアリン酸亜鉛供給量とのデータを格納しているＲＯＭ等からこれを読み出し、ステアリン酸亜鉛の供給量を決定する。
また、ステアリン酸亜鉛の供給量の基準値として、例えば予め所定の上限値Ａ、下限値Ｂが設定されており、コントローラ２０は算出された供給量がこの上限値Ａより大きいか、上限値Ａから下限値Ｂの間か、下限値Ｂより小さいか、のいずれであるかを確認する。
上記のようにステアリン酸亜鉛量についての監視と共に、コントローラ２０は現像剤を交換したときから現像剤の使用状態を監視して印字率を決定する。そのために、コントローラ２０は現像剤交換後、現像剤の使用量を監視する。例えば長さ１１インチ、幅１８インチの用紙１００カウント（枚）を１ブロックとする。現像剤を補給したときはこれをカウントして、１００カウント（枚）すなわち１ブロックでの補給回数を確認する。すなわち、１ブロック毎に現像剤の補給回数を確認しながら、各ブロックでの現像剤の補給回数を取得する。そして、直前１０ブロックについての補給回数を平均した移動平均から１ブロックの補給平均回数を算出する。
上記補給平均回数からそのとき実行している現像での印字率を推定する。印字率を推定する手順を具体的に説明する。感光体ドラムの単位面積当たりに付着する現像剤の付着量ＡＤＨは略一定であり、予め知ることができる。また、現像剤ホッパから補給される現像剤の量も略一定であるのでこれを現像剤補給量ＰＲＯとする。用紙として、上記１１インチ（長）×１８（幅）インチを用いた場合の印字率（％）は下記式により求めることができる。なお、用紙の寸法をインチからｃｍに換算し、１００カウント（枚）から求めている。
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また、印字率についても予め所定の上限価Ｄ、下限値Ｅが設定されており、コントローラ２０は算出された印字率がこの上限値Ｄより大きいか、上限値Ｄから下限値Ｅの間か、下限値Ｅより小さいか、のいずれであるかを確認する。
そして、コントローラ２０は、上記ステアリン酸亜鉛の供給量と印字率とから図７の下段に示すようなシーケンス１〜３のいずれかを選択して画像形成時での制御を実行する。
図８は、コントローラ２０が選択する上記シーケンス１〜３の各々について示したタイムチャートである。
シーケンス１は、ステアリン酸亜鉛の供給量が比較的少ない場合、或いは印字率が高く現像工程でステアリン酸亜鉛を十分に消費（排出）できる場合に用いるシーケンスである。このシーケンス１では感光体ドラムを前帯電してから現像を実行するタイミングで現像バイアスを印加して画像形成が行われる。図８で参照符号ＰＲＴで示す部分で通常現像用の電位制御に変更される。
シーケンス２は、シーケンス１の場合よりステアリン酸亜鉛の供給量が多く、また、印字率もシーケンス１の場合より低くステアリン酸亜鉛を現像で十分に排出できない場合に用いるシーケンスである。このシーケンス２では現像バイアスを早めに印刷用の電位に上げ、前帯電を止めた後も現像バイアスを維持している。本シーケンス２では実際の現像を行う前後で、用紙への転写を行わず感光体ドラムを空回転させて現像剤を消費させる現像剤入れ替えモードを実行している。このように制御することで、ステアリン酸亜鉛の蓄積量が多くなった現像剤の一部を廃棄し、これに替えて新規な現像剤を補給することでステアリン酸亜鉛の相対的な量を低減する。
さらに、シーケンス３は上記シーケンス２よりさらにステアリン酸亜鉛の蓄積が問題となった場合に実行されるものである。すなわち、シーケンス３はステアリン酸亜鉛の供給量が比較的多く、印字率が中程度以下で現像工程で排出されるステアリン酸亜鉛が少ない場合に用いるシーケンスである。感光体ドラムを前帯電してから直ぐ現像バイアスを印加して現像剤入れ替えモードを実行し、画像形成が完了した後も比較的長く現像剤入れ替えモードを実行してステアリン酸亜鉛の蓄積量を早期に低減するようにしている。
図９は本実施例の画像形成装置１０と従来の画像形成装置とでのステアリン酸亜鉛による帯電量ｑ／ｍの影響を示した図である。本実施例による画像形成装置１０では全般的に帯電量ｑ／ｍの低下が抑制されることが確認できる。特に、ステアリン酸亜鉛の使用を開始した直後は、感光体ドラムに多量のステアリン酸亜鉛が供給される傾向が強いため従来の画像形成装置では帯電量ｑ／ｍの低下が顕著であるが、本実施例の画像形成装置１０の場合にはこれを効果的に抑制できる。
以上詳細に説明した第１の発明に係る画像形成装置によれば、ステアリン酸亜鉛の供給量と現像剤の消費量との関係から現像剤中のステアリン酸亜鉛量を推測し、これに基づいて現像剤中のステアリン酸亜鉛混入量が許容値を越えるときには現像剤入れ替えモードを実行する。よって、本実施例の画像形成装置ではステアリン酸亜鉛の蓄積量が常に許容値以下に制御できる。よって、ステアリン酸亜鉛の混入により現像剤の帯電量低下に起因する種々の問題の発生を抑制することができる。
次ぎに、本願の第２の発明に係る実施例を説明する。前述したようにクリーニングブレードの潤滑剤として用いるステアリン酸亜鉛が現像剤の帯電量を低下させてしまうので、第２の発明では現像剤中へステアリン酸亜鉛が侵入した場合でも帯電量低下の影響を緩和する帯電制御剤をステアリン酸亜鉛に添加している。
ステアリン酸亜鉛は現像剤の帯電量を低下させるので、これとは逆に帯電量を向上させる帯電制御剤をステアリン酸亜鉛に添加することにより、現像剤への影響を最小限に抑制する。このような帯電制御剤としては、従来から現像剤の帯電制御のため外添剤として採用されている粉状物質を用いることができる。
帯電制御剤としては、例えばシリカ、酸化チタン、アルミナ、ＰＭＭＡなどの樹脂粒子等で、ＢＥＴ２０〜２５０ｍ２／ｇ、単体帯電量−１０〜−４００μＣ／ｇ、疎水化度３０％以上の特性を持つものを用いることが好ましい。
ステアリン酸亜鉛及び帯電制御剤は共に原料段階では粉体である。ステアリン酸亜鉛は加熱することで固形化する。よって、予め粉状のステアリン酸亜鉛に適宜帯電制御剤を添加して混合し、これを加熱処理することで電制御剤を分散した状態にして含む固形のステアリン酸亜鉛を容易に得ることができる。このような帯電制御剤含有のステアリン酸亜鉛は現像装置内に侵入しても、帯電制御剤がステアリン酸亜鉛による帯電量低下を抑制するので好適な画像形成を実現できる。
以下、帯電制御剤としてシリカを用いた場合を例に取り説明する。図１０は、ステアリン酸亜鉛に対するシリカの添加量を変更したときの帯電量の変化を示した図である。シリカの添加量が３ｗｔ％、７ｗｔ％、１０ｗｔ％であるステアリン酸亜鉛及び添加量が０ｗｔ％（無し）のステアリン酸亜鉛を準備した。各ステアリン酸亜鉛を感光体ドラムヘ供給し、現像剤を供給しない状態、すなわち印字率０％で帯電量変化を測定した。
図１０で、シリカの添加量１０ｗｔ％のときは帯電量を略一定に維持できることが確認できる。そして、シリカを含有していないステアリン酸亜鉛は、ドラムカウント数３０ｋで帯電量が１９μｃ／ｇから８μｃ／ｇに低下した。これは約５８％もの帯電量低下である。
一方、シリカを７ｗｔ％外添した場合は約１５％の低下（１９から１６μｃ／ｇ）に抑制された。また、シリカを３ｗｔ％外添した場合には約４２％の低下（１９から１１μｃ／ｇ）であった。
この図からステアリン酸亜鉛にシリカを添加することで帯電量の低下を抑制することができることが分かる。さらに、その添加量（ｗｔ％）を調整することにより帯電量低下の抑制効果をさらに向上できることも確認できる。
以下ではステアリン酸亜鉛への帯電制御剤の好ましい添加量（ｗｔ％）について説明する。図１１は帯電制御剤の添加量と画像形成装置での定着率との関係を示した図である。図１１から明らかにように定着率は帯電制御剤の添加量に影響を受けており、帯電制御剤の添加量が増加すると定着率が低下する傾向がある。特に帯電制御剤の添加量が１２％を超えると定着率は急激に低下してしまう。帯電制御剤の添加量が１２％では定着率９０％であるが添加量が１５％となると定着率が８０％まで急に低下する。以上から定着率９０％以上を確保する為には帯電制御剤の添加量は１２％以下とすることが好ましい。
図１２は、感光体ドラムへの帯電制御剤の付着量と定着率の関係を示した図である。帯電制御剤の付着量が０．８ｍｇ／ｃｍ２を越えると急激に定着率が低下する。付着量０．８ｍｇ／ｃｍ２では定着率９１％であるが、付着量０．８９ｍｇ／ｃｍ２では７２％まで急激に低下する。定着率が９０％以下になると、印字面が擦れたときに印字が剥がれてしまう等の不良が発生する。このことから帯電制御剤の付着量は０．８ｍｇ／ｃｍ２以下とすることが好ましい。
図１３は、上記帯電制御剤の付着量と現像剤の帯電量との関係を示した図である。図１３に示すように帯電量が低下すると付着量は増加する傾向にある。例えば初期帯電量が２０μｃ／ｇであり付着量が約０．７ｍｇ／ｃｍ２であったものが、帯電量が低下して１５．８μｃ／ｇとなると付着量が０．８ｍｇ／ｃｍ２になる。これ以上帯電量が低下すると付着量が０．８ｍｇ／ｃｍ２以上となってしまい定着不良となる。よって、帯電量の低下率は２０％以下に抑えることが望ましい。
図１４は、帯電制御剤の添加量と帯電低下の割合について示した図である。帯電量の低下を２０％以下に抑える帯電制御剤の添加量は５％以上必要である。
以上からか明らかなように、良好な画像（定着率９０％以上）を得るための帯電制御剤の添加量は５％〜１２％となる。
以上説明した第２の発明に係る実施例によると、帯電制御剤の添加量が５％〜１２％であるステアリン酸亜鉛をクリーニングブレードの潤滑剤として用いれば、現像装置に侵入しても帯電量の低下を抑制して好ましい画像形成を実行できる。さらに、このような潤滑剤を第１の発明の画像形成装置に適用してもよいことは言うまでない。
以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
図１は、従来一般的な画像形成装置の概要構成を示した図である。
図２は、印字率を変更して現像剤の消費状態を変えたときに、ステアリン酸亜鉛による影響で低減する帯電量ｑ／ｍの変化の様子を示した図である。
図３は、本発明に係る実施例の画像形成装置の概要構成を示した図である。
図４は、図３に示した画像形成装置のクリーニングブレードの周辺を拡大して示した図である。
図５は、感光体ドラムの回転数と、感光体ドラムに供給されるステアリン酸亜鉛の供給量との関係を示した図である。
図６は、濃度センサによる出力値の概略を示した図である。
図７は、感光体ドラムユニットの交換及び現像剤を交換した以後にコントローラが実行する制御内容を示したブロック図である。
図８は、コントローラが選択するシーケンス１〜３の各々について示したタイムチャートである。
図９は、本実施例の画像形成装置と従来の画像形成装置とでのステアリン酸亜鉛による帯電量ｑ／ｍの影響を示した図である。
図１０は、ステアリン酸亜鉛に対するシリカの添加量を変更したときの帯電量の変化を示した図である。
図１１は、帯電制御剤の添加量と画像形成装置での定着率との関係を示した図である。
図１２は、感光体ドラムへの帯電制御剤の付着量と定着率の関係を示した図である。
図１３は、帯電制御剤の付着量と現像剤の帯電量との関係を示した図である。
図１４は、帯電制御剤の添加量と帯電低下の割合について示した図である。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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