(57)【要約】【課題】周囲の湿度が変動しても、良好な画像を得ることができる画像形成装置および画像形成方法を提供することである。【解決手段】感光体１７にトナーを供給して静電潜像を顕像化する現像部と、この現像部へトナーを補給するトナー補給部とを備え、トナー補給部は、脂肪酸金属塩の外添量が異なるトナーを別々に収容した複数のトナー収容部Ａおよびトナー収容部Ｂと、湿度に基づいて使用するトナーを選定し、このトナーを該トナーが収容されたトナー収容部から現像部へ補給するように制御するための制御手段とを備えた画像形成装置である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体にトナーを供給して静電潜像を顕像化する現像部と、この現像部へトナーを補給するトナー補給部とを備えた画像形成装置であって、
前記トナー補給部は、脂肪酸金属塩の外添量が異なるトナーを別々に収容した複数のトナー収容部と、湿度に基づいて使用するトナーを選定し、このトナーを該トナーが収容されたトナー収容部から前記現像部へ補給するように制御するための制御手段とを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー収容部の一つには、前記脂肪酸金属塩を外添していないトナーが収容されている請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
現像部から像担持体にトナーを供給して静電潜像を顕像化する画像形成方法であって、
脂肪酸金属塩の外添量が異なる複数のトナーから、予め設定された湿度と画像形成を行う環境下における湿度とを比較することにより使用するトナーを選定し、このトナーを現像部へ補給し、さらにこの現像部から像担持体にトナーを供給して静電潜像を顕像化することを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真用の画像形成装置および画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電子写真用の画像形成装置では、湿度などの周囲の環境変動により画質が劣化することがある。例えば、高湿環境下においては、微量の水分が感光体表面やトナー粒子表面へ付着することにより、トナー粒子が感光体表面に付着しやすくなるため、トナーがクリーニングされにくくなる。このような感光体表面に付着したトナーを取り除くために、ブレードなどのクリーニング部材による感光体表面への圧接を繰り返すと、フィルミングが発生し画質劣化が生じるという問題があった。
【０００３】
上記問題に対して、特許文献１および特許文献２に記載されているように、トナーに脂肪酸金属塩を外添してトナー粒子の潤滑効果を改善することがフィルミング対策として有効であることが知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特公平４−６９４６号公報
【特許文献２】
特開２００２−２８７４０７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、高湿環境下でフィルミングの発生を充分に抑制できるようにトナーへの脂肪酸金属塩の外添量を設定すると、常湿ないし低湿環境下では地肌かぶりが発生するという問題がある。このような地肌かぶりが発生する原因は明確でないものの、発明者らは、高湿環境下では脂肪酸金属塩がトナー粒子表面に充分付着しているが、常湿ないし低湿環境では脂肪酸金属塩がトナー粒子から離脱しやすくなり、トナーの摩擦帯電特性を阻害するからであると推測している。
【０００６】
本発明の目的は、周囲の湿度が変動しても、良好な画像を得ることができる画像形成装置および画像形成方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の画像形成装置は、像担持体にトナーを供給して静電潜像を顕像化する現像部と、この現像部へトナーを補給するトナー補給部とを備え、前記トナー補給部は、脂肪酸金属塩の外添量が異なるトナーを別々に収容した複数のトナー収容部と、湿度に基づいて使用するトナーを選定し、このトナーを該トナーが収容されたトナー収容部から前記現像部へ補給するように制御するための制御手段とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
上記の画像形成装置では、脂肪酸金属塩の外添量が異なるトナーを別々に収容した複数のトナー収容部から、周囲の湿度に基づいて制御手段により選定されたトナーが現像部へ補給されるように構成されているので、たとえ湿度が変動したとしても、その変動に対応して良好な画像を得ることができる。すなわち、フィルミングが発生しやすい高湿環境下においては、フィルミングの発生を抑制するのに充分な量の脂肪酸金属塩が外添されたトナーを使用し、フィルミングの発生が軽度になる常湿ないし低湿環境下においては、脂肪酸金属塩を少量外添したトナーを使用するという具合に、湿度に応じて使用するトナーを適宜使い分けることができる。
【０００９】
また、フィルミングの発生が軽度になるまたは発生しない常湿ないし低湿環境下においては、脂肪酸金属塩が外添されていないトナーを使用することもできる。すなわち、本発明における前記トナー収容部の一つには、前記脂肪酸金属塩を外添していないトナーが収容されていてもよい。これにより、脂肪酸金属塩を添加することに起因する地肌かぶりが発生するのを確実に防止することができる。
【００１０】
本発明の画像形成方法は、現像部から像担持体にトナーを供給して静電潜像を顕像化するものであって、脂肪酸金属塩の外添量が異なる複数のトナーから、予め設定された湿度と画像形成を行う環境下における湿度とを比較することにより使用するトナーを選定し、このトナーを現像部へ補給し、さらにこの現像部から像担持体にトナーを供給して静電潜像を顕像化することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態にかかる画像形成装置および画像形成方法について詳細に説明する。図１は本実施形態の画像形成装置の主要部を示す概略図である。この画像形成装置は、感光体（像担持体）１７にトナーを供給して静電潜像を顕像化する現像部１００と、この現像部１００へトナーを補給するトナー補給部１０１とを備えている。
【００１２】
現像部１００は、現像剤を担持してトナーを感光体１７に供給する現像スリーブ１６と、現像剤を収容する現像剤容器１１とを備えている。トナー補給部１０１は、脂肪酸金属塩の外添量が異なるトナーを別々に収容したトナー収容部Ａおよびトナー収容部Ｂと、画像形成装置を設置している環境下における絶対湿度に基づいて使用するトナーを選定し、このトナーを該トナーが収容されたトナー収容部から現像剤容器１１へ補給するように制御するための制御装置（制御手段）１２と、この制御装置１２の制御によって駆動する補給ローラ１５Ａおよび補給ローラ１５Ｂとを備えている。絶対湿度は湿度センサ１３により測定される。電力は、駆動用電源１４から各部位に供給される。
【００１３】
感光体１７は、その表面が有機感光体（ＯＰＣ）または非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）感光体で形成されており、図示しない帯電器によって一様に帯電された後、図示しない光学系からの光による露光を受ける。これにより、感光体１７の表面に静電潜像が形成される。一方、現像剤容器１１には、トナー収容部Ａまたはトナー収容部Ｂからトナーが補給され、現像剤容器１１内のキャリアと混合され現像剤（二成分現像剤）となる。この現像剤は、感光体１７に対向して配置された現像スリーブ１６の表面に担持される。そして、この現像スリーブ１６から感光体１７の表面にトナーが搬送され、前記静電潜像がトナー像に現像（顕像化）される。このトナー像は、感光体１７と図示しない転写ロールとの間に搬送される用紙（記録媒体）上に転写・定着される。
【００１４】
トナー収容部Ａには、所定量の脂肪酸金属塩を外添したトナーが収容されている。一方、トナー収容部Ｂには、前記トナー収容部Ａに収容されたトナーよりも脂肪酸金属塩の外添量が少ないトナーまたは脂肪酸金属塩を外添していないトナーが収容されている。これらのトナーは、トナー収容部Ａ，Ｂの下部にそれぞれ備えられた補給ローラ１５Ａ，１５Ｂの回転駆動により現像剤容器１１へ補給される。
【００１５】
図２は、本実施形態の画像形成装置において、制御装置１２により使用するトナーが選定され、トナーが補給される経緯を示すフローチャートである。図２に示すように、まず湿度センサ１３により周囲の絶対湿度が測定される（Ｓ１）。ついで、この絶対湿度が予め設定された絶対湿度設定値（図２の場合、２０ｇ／ｍ３）と比較され（Ｓ２）、設定値以上であると判断された場合には（Ｓ２，ｙｅｓ）、トナー収容部Ａに備えられた補給ローラ１５Ａが回転駆動し、トナー収容部Ａに収容されたトナーが現像剤容器１１に補給される（Ｓ３）。一方、測定された絶対湿度が前記設定値未満であると判断された場合には（Ｓ２，ｎｏ）、トナー収容部Ｂに備えられた補給ローラ１５Ｂが回転駆動し、トナー収容部Ｂに収容されたトナーが現像剤容器１１に補給される（Ｓ４）。
【００１６】
そして、一定時間後に、再度絶対湿度が測定され（Ｓ１）、上記と同様の流れで使用するトナーが選定される。これにより、周囲の絶対湿度が変化しても、その環境に適したトナーを使用することができるので、高湿環境下において、感光体１７の表面にトナーや紙成分が付着（融着）するのを防止し、フィルミングの発生を防止することができ、しかも常湿ないし低湿環境下において発生しやすい地肌かぶりをも防止することができる。なお、本発明では、上記のようなトナーの選定を行う頻度は、特に限定されないが、好ましくは０．５〜４時間毎、より好ましくは０．５〜２時間毎に行うのがよい。
【００１７】
トナー収容部Ａ，Ｂの容積は使用環境に応じて決定すればよい。例えば、高湿環境下に晒されることが多い場合には、トナー収容部Ａの容積をトナー収容部Ｂよりも大きくすればよく、常湿ないし低湿環境下に晒されることが多い場合には、トナー収容部Ａの容積をトナー収容部Ｂよりも小さくすればよい。ただし、通常は、常湿ないし低湿環境下に晒されることが多いので、トナー収容部Ａの容積をトナー収容部Ｂよりも小さくするのが好ましい。
【００１８】
使用するトナーを決定する基準となる設定値は、使用環境や装置の特性などに応じて決定すればよく、特に限定されない。例えば、本実施形態のように２つのトナー収容部を設ける場合には、設定値を１０〜３０ｇ／ｍ３、好ましくは１５〜２５ｇ／ｍ３の範囲内の値に設定するのがよい。
【００１９】
本発明で使用するトナーとしては、画像形成装置において一般に使用されるものを用いることができる。トナーの平均粒径は５．０〜１０．０μｍであるのがよい。トナーと混合するキャリアの平均粒径は３０〜１００μｍであるのがよい。
【００２０】
前記脂肪酸金属塩としては、炭素数１０以上の飽和または不飽和脂肪酸の金属塩を使用することができ、具体的には、例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸銅、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム等のステアリン酸金属塩、オレイン酸亜鉛、オレイン酸カルシウム、オレイン酸マンガン、オレイン酸鉄、オレイン酸銅、オレイン酸マグネシウム等のオレイン酸金属塩、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸銅、パルミチン酸マグネシウム、パルミチン酸カルシウム等のパルミチン酸金属塩、リノール酸亜鉛、リノール酸カルシウム等のリノール酸金属塩、リシノール酸亜鉛、リシノール酸カルシウム等のリシノール酸金属塩、リシノレイン酸亜鉛等のリシノレイン酸金属塩などが挙げられ、特にステアリン酸亜鉛を使用するのがよい。
【００２１】
トナーに対する脂肪酸金属塩の外添量は、前記設定値や装置の特性などに応じて適宜決定すればよく、特に限定されないが、好ましくは０．５質量％以下、より好ましくは０．２質量％以下であるのがよい。外添量が０．５質量％を超えると、高湿環境下であっても地肌かぶりが発生するおそれがある。一方、脂肪酸金属塩を外添する場合の外添量の下限値は、０．０５質量％であるのがよい。
【００２２】
以上、本発明の一実施形態について示したが、本発明は上述した実施形態のみに限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更や改良したものにも適用できることは言うまでもない。
【００２３】
例えば、上記実施形態では、トナー収容部の個数が２つで、これらの一方のトナー収容部には、脂肪酸金属塩を外添していないトナーが収容されている場合について説明したが、本発明では、トナー収容部を３つ以上設けてもよく、脂肪酸金属塩が外添されているトナーをすべてのトナー収容部に収容するようにしてもよい。
【００２４】
また、本発明では、上記実施形態で例示したようなトナーとキャリアとを主たる構成要素とする二成分現像剤の他、トナーのみを主たる構成要素とする一成分現像剤も使用することができる。
【００２５】
さらに、上記実施形態では、使用するトナーの選定を絶対湿度に基づいて行った場合について説明したが、本発明では、絶対湿度の代わりに相対湿度に基づいてトナーの選定を行うようにしてもよい。
【００２６】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２７】
実施例１
＜トナーおよび現像剤の作製＞
定着用樹脂としてスチレン−アクリル酸ブチル共重合体（重量平均分子量Ｍｗ：２０２，０００、数平均分子量Ｍｎ：６，０００、Ｍｗ／Ｍｎ：３３．７）を使用した。この定着用樹脂１００質量部に対して、カーボンブラック（着色剤）７質量部、ポリエチレン（離型剤）５質量部、およびスチレン−ジメチルアミノエチルメタクリレート共重合体（電荷制御樹脂）５質量部を、ヘンシェルミキサーで混合した後、２軸押出機にて溶融混練し、ジェットミルで粉砕し、さらに風力分級機で分級することによりトナーの母粒子を得た。
【００２８】
ついで、上記の母粒子に対して、疎水性シリカを０．５質量％と、表１に示す割合のステアリン酸亜鉛とをヘンシェルミキサーで混合することにより、正帯電性トナーである補給用トナーＡおよび補給用トナーＢをそれぞれ得た。
【００２９】
また、上記で得られた補給用トナーＡを５質量部と、スチレンアクリル樹脂でコートされた重量平均粒径が６０μｍのフェライトキャリア（コート量は炭素量換算で０．４質量％）９５質量部とを混合して現像剤を作製した。
【表１】
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【００３０】
＜画像形成試験＞
図１に示すような構成の画像形成装置（京セラミタ（株）製ＫＭ−２０３０（商品名）の改造機）と、上記で得られた補給用トナーＡ，Ｂおよび現像剤を使用して以下の画像形成試験を行った。
【００３１】
まず、トナー収容部Ａに補給用トナーＡを収容し、トナー収容部Ｂに補給用トナーＢを収容し、現像剤容器１１に上記現像剤を収容した。また、使用する補給用トナーを選定する基準となる絶対湿度の設定値を２０ｇ／ｍ３とした。
【００３２】
ついで、画像形成装置を設置している環境を下記の条件１に設定し、画像形成装置の運転を開始した。この条件１の環境下において、１万枚の用紙に所定の画像を印刷した後、設置環境を条件１から条件２に変化させ、この条件２の環境下において、１万枚の用紙に所定の画像を印刷した。なお、絶対湿度が上記設定値以上のときには補給用トナーＡを使用し、絶対湿度が上記設定値未満となったときには使用するトナーを補給用トナーＡから補給用トナーＢに切り替えるように制御した。
条件１：絶対湿度３５ｇ／ｍ３（室温３５℃、相対湿度８５％）
条件２：絶対湿度１１．４ｇ／ｍ３（室温２０℃、相対湿度６５％）
【００３３】
実施例２，３
補給用トナーＡおよび補給用トナーＢにおけるステアリン酸亜鉛の外添量を表１に示す割合とした他は、実施例１と同様にして画像形成試験をそれぞれ行った。
【００３４】
画像形成試験の結果、実施例１〜３では、感光体の汚染やフィルミングによるカブリ等のない良好な画像が得られた。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、脂肪酸金属塩の外添量が異なるトナーを別々に収容した複数のトナー収容部から、周囲の湿度に基づいて制御手段により選定されたトナーが現像部へ補給されるように構成されているので、たとえ湿度が変動したとしても、その変動に対応して良好な画像を得ることができる。すなわち、フィルミングが発生しやすい高湿環境下においては、フィルミングの発生を抑制するのに充分な量の脂肪酸金属塩が外添されたトナーを使用し、フィルミングの発生が軽度になる常湿ないし低湿環境下においては、脂肪酸金属塩を少量外添したトナーを使用するという具合に、湿度に応じて使用するトナーを適宜使い分けることができる。これにより、高湿環境下におけるフィルミング対策と常湿ないし低湿環境下における地肌かぶり対策の両方を効果的に実施することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の主要部を示す概略図である。
【図２】本発明において、制御手段により使用するトナーが選定され、トナーが補給される経緯を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１  現像剤容器
１２  制御装置（制御手段）
１３  湿度センサ
１４  駆動用電源
１５Ａ，１５Ｂ  補給ローラ
１６  現像スリーブ
１７  感光体
１００  現像部
１０１  トナー補給部
Ａ，Ｂ  トナー収容部
【図１】
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【図２】
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