(57)【要約】【課題】キャリヤにコートしたシリコーン樹脂の脱落粉の影響を排除して、現像剤の、画像形成装置への供給後、画像形成初期の段階でのオフセットの発生を確実に防止することができる、新規な現像剤調整方法を提供する。【解決手段】シリコーン樹脂でコートされたキャリアと、トナーとを含む現像剤を、新規に画像形成装置に供給するにあたり、現像剤の供給後、１枚目の画像形成に先立って、現像剤中のトナーの１０％以上を、画像形成に使用せずに強制的に消費させて現像剤を調整する。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコーン樹脂でコートされたキャリアと、トナーとを含む２成分現像剤を、新規に画像形成装置に供給するにあたり、２成分現像剤の供給後、１枚目の画像形成に先立って、当該２成分現像剤中のトナーの１０％以上を、画像形成に使用せずに強制的に消費させて現像剤を調整する工程を含むことを特徴とする現像剤調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像形成装置の新規配置時やメンテナンス時など、新たな２成分現像剤を画像形成装置に供給した際の現像剤調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば静電式複写機、レーザープリンタ、普通紙ファクシミリ装置、およびこれらの機能を２つ以上有する複合機などの画像形成装置としては、キャリアとトナーとを含む２成分現像剤を用いたものが、広く普及している。
２成分現像剤のうちキャリアは、主に湿度などの、装置の運転環境によって特性が変化したり、あるいはトナーの破砕粉が付着する、いわゆるスペントトナーが発生したりするのを防止するために、その表面を樹脂等によってコートするのが一般的である。またキャリアの表面をコートする樹脂としては、アクリル系樹脂やシリコーン樹脂などを挙げることができる（例えば特許文献１〜３参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５６−１３８７５７号公報（第４頁右上欄第２行〜第４行）
【特許文献２】
特開昭５７−１１６３４９号公報（第２頁右上欄第１２行〜第１３行）
【特許文献３】
特開昭５９−１２４３４９号公報（第２頁左上欄第７行〜第１２行）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特にシリコーン樹脂でコートしたキャリアを含む新たな２成分現像剤、いわゆるスタート現像剤を、画像形成装置の新規配置時やメンテナンス時などに、画像形成装置の現像手段に供給した後、直ちに画像形成を行うと、その初期段階、すなわち画像形成１枚目から、およそ数十枚目までの画像形成時に、紙などの被印刷物上に転写されたトナー像が、装置の定着部を通過する際に紙に定着されずに、その一部が定着部の熱ローラなどに付着し、そして付着したトナーが同じ紙の別の位置や、あるいは次の紙などに再付着して定着される、いわゆるオフセットを生じやすいという問題がある。
【０００５】
この原因は、キャリアの製造時、キャリアとトナーとを混合してスタート現像剤を製造する時、または画像形成装置の現像機内でスタート現像剤がかく拌される時などに、トナーとキャリアとの摩擦やキャリア同士の摩擦などによって、キャリアの表面から、コートしたシリコーン樹脂が脱落し、その脱落粉がトナーとともに感光体表面に現像され、次いで紙上に転写されて定着部に至り、そこでトナーと紙との間に介在してトナーの、紙への定着を阻害することにある。
【０００６】
この発明の目的は、かかるシリコーン樹脂の脱落粉の影響を排除して、スタート現像剤の、画像形成装置への供給後、画像形成初期の段階でのオフセットの発生を確実に防止することができる、新規な現像剤調整方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、シリコーン樹脂でコートされたキャリアと、トナーとを含む２成分現像剤を、新規に画像形成装置に供給するにあたり、２成分現像剤の供給後、１枚目の画像形成に先立って、当該２成分現像剤中のトナーの１０％以上を、画像形成に使用せずに強制的に消費させて現像剤を調整する工程を含むことを特徴とする現像剤調整方法である。
【０００８】
請求項１の構成によれば、１枚目の画像形成に先立って２成分現像剤中のトナーを画像形成に使用せずに強制的に消費させて現像剤を調整する工程（以下「調整工程」とする）において、キャリアの表面から脱落したシリコーン樹脂の脱落粉を、優先的に、２成分現像剤中から除去することができる。
すなわち脱落粉は、良好な画像形成を行うために電荷制御剤を配合するなどして帯電量を調整したトナーよりも基本的に帯電量が低いので、調整工程において、トナーよりも優先的に消費されて、２成分現像剤中から除去される。
【０００９】
このため、上記の工程を終了した後の２成分現像剤中に存在するシリコーン樹脂の脱落粉は、工程を行う前よりも著しく減少しており、トナーの、紙への定着を阻害するおそれがない。
したがって請求項１の構成によれば、画像形成初期の段階でのオフセットの発生を確実に防止することが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明を説明する。
〈画像形成装置〉
図１は、この発明の現像剤調整方法を実施するための、画像形成装置の一例の、内部構造を簡略化して示す図である。
図の例の画像形成装置は、従来同様に感光体１の周囲に、従来同様に、同図中に矢印で示した感光体１の回転方向に沿って順に、帯電手段２と、露光手段３と、現像手段４と、転写手段５と、クリーニング手段６と、除電ランプ７とをこの順に配設したものである。
【００１１】
画像形成は、次の手順で行われる。
すなわち感光体１を矢印の方向に回転させながら、その表面を、帯電手段２によって一様に帯電させ、次いで露光手段３によって露光して静電潜像を形成した後、この静電潜像を、現像手段４によってトナー像に現像する。
次にこのトナー像を、転写手段５によって紙などの被印刷物の表面に転写した後、図示しない定着手段によって被印刷物の表面に定着させることで、一連の画像形成の工程が完了する。
【００１２】
またトナー像転写後の感光体１は、その表面に残留したトナーをクリーニング手段６によって除去し、さらに除電ランプ７を用いて露光して除電することによって、次の画像形成に備える。
図において符号８は、現像手段４内に収容した２成分現像剤の、トナー濃度を測定するためのトナー濃度センサである。
感光体１としては、光導電性を有する種々の材料からなる、種々の構造を有するものが、何れも使用できる。
【００１３】
帯電手段２としては、従来同様にコロトロン、スコロトロンなどの帯電器を用いることができる。図の例はコロトロン式の帯電器である。
露光手段３としては、例えば画像形成装置がデジタル式の静電式複写機、レーザープリンタ、普通紙ファクシミリ装置、デジタル複合機などである場合、入力された電子データに基づいて感光体１の表面に静電潜像を形成できる、半導体レーザアレイなどを用いることができる。
【００１４】
現像手段４としては、キャリアの磁性を利用して、感光体１の表面に形成された静電潜像をトナー像に現像できる、従来公知の種々の方式の現像器を用いることができる。
転写手段５として、図の例では、少なくともその表面が導電性を有し、所定の電位に接続される転写ローラを用いているが、帯電手段２と同様の帯電器を用いても良い。
【００１５】
クリーニング手段６としては、感光体１の表面に当接させて、残留したトナーを掻き落とすためのクリーニングブレード６１と、クリーニングブレード６１で掻き落としたトナーを収容するためのハウジング６２とを備えたものを用いる。
除電ランプ７としては、感光体１が感度を有する波長の光を、当該感光体１の表面に一様に照射し得るランプを用いることができる。
トナー濃度センサ８としては、例えば、２成分現像剤におけるキャリアとトナーとの配合比率の変化を透磁率の変化として検知する透磁率センサなどを用いることができる。
【００１６】
図２は、図１の画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。
図に見るように画像形成装置は、装置を構成する各部を作動させる制御手段Ｃを備えている。
トナー濃度センサ８の出力は、制御手段Ｃへ与えられる。制御手段Ｃ内には、各種動作のタイミングを規定するためのタイマＣ１と、各種動作の基準となる初期値などを登録したメモリＣ２とを設けてある。
【００１７】
制御手段Ｃは、トナー濃度センサ８の出力、タイマＣ１によって規定したタイミング、並びにメモリＣ２に記録した初期値などに基づいて種々の演算を行い、それに基づいて制御信号をドライバＣ３へ与える。そしてドライバＣ３は、与えられる信号に基づいてドラム１を回転させながら、帯電手段２、露光手段３、現像手段４、転写手段５、および除電ランプ７の駆動制御を行う。
〈現像剤調整方法〉
この発明の現像剤調整方法は、前述したように装置の新規配置時やメンテナンス時など、スタート現像剤を画像形成装置に供給した際に、サービスマンなどが実施する。
【００１８】
サービスマンなどは、画像形成装置の現像手段４に所定量のスタート現像剤を供給した後、図示しない装置の操作部等を操作することによって、制御手段Ｃに、現像剤中のトナーを画像形成に使用せずに強制的に消費させて現像剤を調整する調整工程を開始することを指示する。
そうすると、図３に示すように制御手段Ｃは、まずステップＳＰ１で、現像剤のトナー濃度Ｄのしきい値Ｄ０を読み込む。しきい値Ｄ０は、所定のトナー濃度を有するスタート現像剤から、１０％以上の、あらかじめ設定した量のトナーを強制的に消費させた状態でのトナー濃度である。トナー濃度センサ８によって測定したトナー濃度Ｄが、調整工程におけるトナーの強制的な消費によってこのしきい値Ｄ０に達すると、スタート現像剤から、あらかじめ設定した量のトナーが強制的に消費されたことになる。
【００１９】
次に制御手段Ｃは、トナー濃度センサ８によって、現像手段４内に収容された現像剤の、トナー濃度Ｄの測定を開始する（ステップＳＰ２）。
次に制御手段Ｃは、感光体１を回転させながら、帯電手段２と露光手段３とを動作させて、感光体１の表面に、所定の画像（好ましくはトナーの強制消費を速やかに行うために黒ベタ画像）に対応した静電潜像を形成させ、次いでこの静電潜像を、現像手段４によってトナー像に現像した後、転写手段６によって紙に転写させずに、トナー像の全量を、クリーニングブレード６１によってクリーニング手段６に回収する調整運転を開始する（ステップＳＰ３）。
【００２０】
現像したトナー像を紙に転写させないためには、転写手段６を、所定の電位に接続せずに遮断しておけばよい。
次に制御手段Ｃは、上記の調整運転を続けながら、ステップＳＰ４で、トナー濃度センサ８によって測定した、現像手段４内に収容された現像剤の、現在のトナー濃度Ｄがしきい値Ｄ０以下（Ｄ≦Ｄ０）であるか否かを検討する。
その結果、トナー濃度Ｄがしきい値Ｄ０以下でない（Ｄ＞Ｄ０）場合は再びステップＳＰ４に戻って調整運転を続ける。
【００２１】
そしてステップＳＰ４で、現在のトナー濃度Ｄがしきい値Ｄ０以下（Ｄ≦Ｄ０）であると判断すると、制御手段Ｃは、ステップＳＰ５に進んで調整運転を終了し、またその旨をサービスマンなどに報知して調整工程を終了する。
これにより、スタート現像剤から強制消費させたトナーとともに、シリコーン樹脂の脱落粉を優先的に除去して、画像形成初期のオフセットの発生を確実に防止することが可能となる。
【００２２】
なお従来は、特に装置の新規配置時に、サービスマンなどが、クリーニング手段６のクリーニングブレード６１に直接にトナーを供給しながら一定時間、感光体１を回転させて、クリーニングブレード６１をトナーでならす、いわゆるエージング処理、またはトナーまぶしと言われる処理を行っていた。しかしこの発明の現像剤調整方法を実施すれば、自動的に、クリーニングブレード６１をトナーでならすことができるので、かかるエージング処理を省略できるという利点もある。
【００２３】
〈スタート現像剤〉
スタート現像剤としては、シリコーン樹脂でコートされたキャリアと、トナーとを所定の比率で配合したものを用いる。
このうちキャリアとしては、たとえば、磁性体材料からなる芯材の表面をシリコーン樹脂でコートした、従来公知の種々の、シリコンコート型のキャリアを用いることができる。
【００２４】
また磁性体材料からなる芯材としては、たとえば鉄、酸化処理鉄、還元鉄、マグネタイト、銅、ケイ素鋼、フェライト、ニッケル、コバルト等の粒子、これらの材料とマンガン、亜鉛、アルミニウム等との合金の粒子、上記各種材料の微粒子等を結着樹脂中に分散させた粒子、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化鉛、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、チタン酸マグネシウム、チタン酸バリウム、チタン酸リチウム、チタン酸鉛、ジルコン酸鉛、ニオブ酸リチウム等のセラミックスの粒子、リン酸二水素アンモニウム（ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４）、リン酸二水素カリウム（ＫＨ２ＰＯ４）、ロッシェル塩等の高誘電率物質の粒子等を挙げることができる。
【００２５】
トナーとしては、定着用樹脂中に、着色剤、離型剤、電荷制御剤等の各種添加剤を配合した、所定の平均粒径を有する従来公知の種々のトナーを用いることができる。
このうち定着用樹脂としては、たとえばポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸系共重合体（スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−アクリル酸フェニル共重合体）、スチレン−メタクリル酸系共重合体（スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−メタクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体）、スチレン−α−クロロアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を含む単独重合体または共重合体）、ポリ塩化ビニル、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、ポリビニルブチラール、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、キシレン樹脂、ポリアミド樹脂等を挙げることができる。これらの定着用樹脂はそれぞれ単独で、または２種以上を混合して用いる。
【００２６】
また着色剤としては、従来公知の種々の染料や顔料が使用可能であるが、特にブラックトナーの場合にはカーボンブラックを使用する。かかるカーボンブラックとしては、例えばチャンネルブラック、ローラーブラック、ディスクブラック、ガスファーネスブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック等を挙げることができる。
離型剤としては、ポリオレフィンが用いられる。またポリオレフィンとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブテン、ポリペンテン、ポリヘキセン等を挙げることができる。
【００２７】
電荷制御剤としては、トナーの帯電極性に応じて正電荷制御用と負電荷制御用とのいずれか一方を用いる。
このうち正電荷制御用の電荷制御剤としては、例えば塩基性染料、アミノピリン、ピリミジン化合物、多核ポリアミノ化合物、アミノシラン類等の塩基性窒素原子を有する有機化合物や、上記化合物で表面処理された充填剤等を挙げることができる。また正電荷制御用の電荷制御剤としては、例えば塩基性窒素原子を含有するスチレン系樹脂等の、電荷制御樹脂を挙げることもできる。
【００２８】
また負電荷制御用の電荷制御剤としては、例えばアルキルサリチル酸金属キレート等のカルボキシル基を有する化合物、金属錯塩染料、脂肪酸石鹸、樹脂酸石鹸、ナフテン酸金属塩などの他、ニグロシンベース（Ｃ．Ｉ．５０４５）、オイルブラック（Ｃ．Ｉ．２６１５０）、ボントロンＳ、スピロンブラック等の油溶性染料等を挙げることもできる。また負電荷制御用の電荷制御剤としては、スチレン−スチレンスルホン酸共重合体等の、電荷制御樹脂を挙げることもできる。
【００２９】
スタート現像剤における、キャリアとトナーとの配合割合はとくに限定されないが、現像剤中に占めるトナー濃度で表して１〜１０重量％、とくに２〜８重量％であるのが好ましい。
またトナーには、その流動性や帯電特性等を調製するために、外添剤を添加してもよい。外添剤としては、たとえば無機微粒子やふっ素樹脂粒子等の、従来公知の種々のものが使用でき、とくに疎水性または親水性のシリカ微粒子を含むシリカ系表面処理剤、たとえば超微粒子状無水シリカやコロイダルシリカ等が好ましい。
【００３０】
【実施例】
この発明の現像剤調整方法の有効性を確認するために、以下の実施例、比較例を行った。
実施例１
〈スタート現像剤の調製〉
平均粒径９０μｍのフェライトコアにシリコーン樹脂をコートしたキャリアと、平均粒径１０μｍのスチレンアクリル樹脂系トナーとを、重量比で９５：５の割合で配合して、トナー濃度５％のスタート現像剤を調製した。
【００３１】
〈画像形成装置〉
画像形成装置としては、デジタル式静電式複写機、レーザープリンタ、普通紙ファクシミリ装置およびスキャナの機能を有するデジタル複合機〔京セラミタ（株）製のＫＭ−４２３０〕を用いた。
そしてこのデジタル複合機の制御プログラムを改造して、転写手段６を所定の電位に接続せずに遮断した状態で、帯電手段２と露光手段３とによる、黒ベタ画像に対応した静電潜像の形成と、現像手段４によるトナー像への現像と、現像したトナー像の全量の、クリーニング手段６による回収とからなる調整運転を所定時間、連続して行えるようにした。
【００３２】
またトナー濃度センサ８には、測定したトナー濃度が確認できるように、表示装置を接続した。
〈調整工程の実施〉
上記の改造を施したデジタル複合機の現像手段に、先に調製したスタート現像剤を所定量、供給した後、上記調整運転を、トナー濃度センサ８によって測定したトナー濃度が４．５％になるまで連続して行って、トナーを強制的に消費させた。トナーの消費量は１０％であった。
【００３３】
〈画像形成〉
調整工程の終了後、デジタル複合機を通常の画像形成が可能な状態にリセットした。
次に紙の、紙送り方向の先頭部分に相当する領域に、当該紙送り方向と直交し、かつ定着部の熱ローラの軸方向と平行する、一定幅の帯状の黒ベタ部を有し、それ以後の領域は空白である試験画像を、上記状態のデジタル複合機を用いて紙に絵出しした。
【００３４】
そして絵出しした紙の余白部分のうち、黒ベタ部と熱ローラのピッチが一致する領域（「ローラピッチ部」とする）の画像濃度Ｉ．Ｄ．を、東京電色（株）製のＴＣ６ＤＳを用いて測定したところ０．１１であった。
ちなみに、オフセットが全く発生しない状態での黒ベタ部の画像濃度Ｉ．Ｄ．は約１．２、絵出し前の紙の画像濃度Ｉ．Ｄ．は０．１１であることから、この実施例１では、ローラピッチ部に、オフセットによるトナーの再付着が発生していないことが判った。そしてこのことから、実施例１ではオフセットが発生していないことが確認された。
【００３５】
実施例２
実施例１と同じスタート現像剤とデジタル複合機とを使用して、調整工程における調整運転を、トナー濃度センサ８によって測定したトナー濃度が４．４％になるまで連続して行って、トナーを強制的に消費させた。トナーの消費量は１２％であった。
そして実施例１と同じ試験画像を、上記状態のデジタル複合機を用いて紙に絵出しした後、ローラピッチ部の画像濃度Ｉ．Ｄ．を測定したところ０．１１であり、オフセットが発生していないことが確認された。
【００３６】
比較例１
実施例１と同じスタート現像剤とデジタル複合機とを使用して、調整工程を行わずに直接に、実施例１と同じ試験画像を紙に絵出しした後、ローラピッチ部の画像濃度Ｉ．Ｄ．を測定したところ０．２２であって、ローラピッチ部に、オフセットによるトナーの再付着が発生していることが判った。そしてこのことから、調整工程を全く行わない場合には、オフセットが発生することが確認された。
【００３７】
比較例２
実施例１と同じスタート現像剤とデジタル複合機とを使用して、調整工程における調整運転を、トナー濃度センサ８によって測定したトナー濃度が４．８％になるまで連続して行って、トナーを強制的に消費させた。トナーの消費量は４％であった。
そして実施例１と同じ試験画像を、上記状態のデジタル複合機を用いて紙に絵出しした後、ローラピッチ部の画像濃度Ｉ．Ｄ．を測定したところ０．１５であって、ローラピッチ部に、オフセットによるトナーの再付着が発生していることが判った。そしてこのことから、調整工程を行っても、強制的に消費させるトナーの量が少ないと、オフセットの発生を防止できないことが確認された。
【００３８】
比較例３
実施例１と同じスタート現像剤とデジタル複合機とを使用して、調整工程における調整運転を、トナー濃度センサ８によって測定したトナー濃度が４．６％になるまで連続して行って、トナーを強制的に消費させた。トナーの消費量は８％であった。
そして実施例１と同じ試験画像を、上記状態のデジタル複合機を用いて紙に絵出しした後、ローラピッチ部の画像濃度Ｉ．Ｄ．を測定したところ０．１２であって、ローラピッチ部に、オフセットによるトナーの再付着が僅かに発生していることが判った。そしてこのことから、強制的に消費させるトナーの量が１０％以上でないと、オフセットの発生を確実に防止できないことが確認された。
【００３９】
以上の結果を表１にまとめた。
【００４０】
【表１】
2004117559.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の現像剤調整方法を実施するための、画像形成装置の一例の、内部構造を簡略化して示す図である。
【図２】図１の画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】制御手段による、現像剤調製のための調整工程の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１　感光体
２　帯電手段
３　露光手段
４　現像手段
５　転写手段
６　クリーニング手段
８　トナー濃度センサ
Ｃ　制御手段
【図１】
2004117559.tif 000003
【図２】
2004117559.tif 000004
【図３】
2004117559.tif 000005