(57)【要約】【課題】滑剤を使用した場合、ライフ時にも良好な帯電性を確保し、長期に渡り良好な画像を形成することができる現像剤の補給方法を提供する。【解決手段】本発明は、初期現像剤として、トナー粒子とこのトナー粒子に添加される脂肪酸金属塩とを含む現像剤にて現像を実施した後、補給用現像剤として前記初期現像剤よりも前記脂肪酸金属塩の添加量が少ないか、もしくは、全く前記脂肪酸金属塩が添加されていないトナー粒子を含む現像剤を補給することを特徴とする現像剤の補給方法を提供する。【選択図】    図１
2005004034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
初期現像剤として、トナー粒子とこのトナー粒子に添加される脂肪酸金属塩とを含む現像剤にて現像を実施した後、補給用現像剤として前記初期現像剤よりも前記脂肪酸金属塩の添加量が少ないか、もしくは、全く前記脂肪酸金属塩が添加されていないトナー粒子を含む現像剤を補給することを特徴とする現像剤の補給方法。
【請求項２】
像担持体上に形成された静電潜像を現像剤で現像した後、前記像担持体上の不要な現像剤を除去し、この除去した現像剤を再び現像用現像剤として再利用する画像形成方法において、
初期現像剤として、トナー粒子とこのトナー粒子に添加される脂肪酸金属塩とを有する現像剤を使用し、この初期現像剤による現像を実施した後に補給する補給用現像剤として、前記初期現像剤よりも前記脂肪酸金属塩の添加量が少ないか、もしくは、全く前記脂肪酸金属塩が添加されていないトナー粒子を含む現像剤を使用することを特徴とする画像形成方法。
【請求項３】
トナー粒子とこのトナー粒子に添加される脂肪酸金属塩とを有する初期現像剤が消費されることに伴い補給される現像剤であって、
前記初期現像剤よりも前記脂肪酸金属塩の添加量が少ないか、もしくは、前記脂肪酸金属塩を添加されていない前記トナー粒子を含む現像剤。
【請求項４】
像担持体に形成された静電潜像を現像する現像手段と、
前記現像手段にて形成された現像剤像を被画像形成媒体上に転写する転写手段と、
前記転写手段により転写が行われた後に前記像担持体上に残留する現像剤を除去するクリーニング手段と、
前記クリーニング手段により除去された現像剤を前記現像手段に向けて供給するリサイクル手段と、
前記現像手段に、現像剤を補給する補給手段とを有し、
前記現像手段は、初期現像剤として、トナー粒子とこのトナー粒子に添加される脂肪酸金属塩とを有する現像剤を収容し、
前記補給手段は、補給用現像剤として、前記初期現像剤よりも前記脂肪酸金属塩の添加量が少ないか、もしくは、全く前記脂肪酸金属塩が添加されていないトナー粒子を含む現像剤を収容する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、複写機、プリンタなどの乾式の電子写真装置において用いられる現像剤の補給方法および画像形成方法および現像剤、およびこれらを用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
乾式の現像剤において、従来より、トナー粒子に脂肪酸金属塩等のいわゆる滑剤を添加することで、感光体表面が現像剤やクリーニングブレードとの摩擦により磨耗するのを防止できることが知られている。（例えば特許文献１参照。）
【０００３】
しかしながら、脂肪酸金属塩が添加されたトナーは、流動性が低下し帯電性が悪くなる。帯電性に関しては、現像剤中のキャリアも使用が進むにつれて劣化が進むため、トナーとキャリアとの接触帯電は不十分なものとなり、ライフ時におけるトナーの帯電性は一層悪いものとなる。
【０００４】
従って、トナーを繰り返し補給して使用するような複写機等において、ライフ時においてトナーの帯電性を確保することが求められていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２０００―８９５０２号公報（第１頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記した通り、脂肪酸金属塩を含有した現像剤は流動性が低下し、特にライフ時における帯電性が悪化するという欠点があった。
【０００７】
そこで本発明は、上記欠点を除去し、ライフ時にも良好な帯電性を確保できる現像剤の補給方法および画像形成方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、初期現像剤として、トナー粒子とこのトナー粒子に添加される脂肪酸金属塩とを含む現像剤にて現像を実施した後、補給用現像剤として、前記初期現像剤よりも前記脂肪酸金属塩の添加量が少ないか、もしくは、全く前記脂肪酸金属塩が添加されていないトナー粒子を含む現像剤を使用する。
【０００９】
また本発明は、像担持体上に形成された静電潜像を現像剤で現像した後、前記像担持体上の不要な現像剤を除去し、この除去した現像剤を再び現像用現像剤として再利用する画像形成方法において、初期現像剤として、トナー粒子とこのトナー粒子に添加される脂肪酸金属塩とを有する現像剤を使用し、この初期現像剤による現像を実施した後に補給する補給用現像剤として、前記初期現像剤よりも前記脂肪酸金属塩の添加量が少ないか、もしくは、全く前記脂肪酸金属塩が添加されていないトナー粒子を含む現像剤を使用する画像形成方法を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
本発明が適用される画像形成装置として複写機を例にして説明する。図１は実施例として示す複写機の主要部の断面図である。
【００１２】
図１に示す複写機の要部は、像担持体としての感光体１を有している。感光体１は図示矢印ａ方向に回転する。
【００１３】
感光体１の周囲には、帯電チャージャ２、帯電した感光体１にレーザビームＢを露光して静電潜像を形成する露光装置３、静電潜像を現像する現像装置５、現像剤像を用紙上に転写する転写装置７、感光体１から用紙を剥離する剥離装置９、感光体１上の残留現像剤をクリーニングするクリーニング装置１３などが配置されている。クリーニング装置１３は、感光体と当接し、感光体上の現像剤を除去するためのクリーニングブレード１５および現像剤が除去された感光体１を除電するための除電ランプ１６を備えている。
【００１４】
用紙は図示しない給紙カセットから取出され、搬送ローラ１７等により感光体１に向けて搬送される。転写装置７により感光体上の現像剤像が転写された用紙は、図示しない定着装置に向けて搬送ベルト１９により搬送される。
【００１５】
現像装置５は、初期現像剤として、現像剤Ｄを収容している。現像剤Ｄは、トナーとキャリアから構成される２成分現像剤である。現像剤Ｄについては、後で詳しく説明する。
【００１６】
現像装置５の上方には、初期現像剤が現像にて消費される分を補給するため、補給用現像剤を収容するトナー補給部２１が設けられている。このトナー補給部２１と、現像装置５との間には、トナー混合部２３が設けられている。このトナー混合部２３と、クリーニング装置１３との間には、クリーニング装置１３で回収された使用済み現像剤をトナー混合部２３へ供給して現像剤を再利用するためのリサイクル装置２９が設けられている。
【００１７】
現像装置５は、初期現像剤としてトナーとキャリアとを含む現像剤Ｄが収容されている他、感光体に対面する現像ローラ３３を有している。また現像装置５内には、現像装置５内の現像剤Ｄを攪拌するための攪拌ローラ３５と、この攪拌ローラ３５により攪拌された現像剤を現像ローラ３３に供給するための供給ローラ３７が設けられている。また攪拌ローラ３５の下方には、現像装置５内のトナーとキャリアとの混合割合を、磁気透磁率に基づき判断するセンサ３８が配置されている。さらに、現像ローラ３３に対面して、供給ローラ３７から供給された現像剤Ｄの薄層を現像ローラ上に形成するための、ドクターブレード３９が配置されている。
【００１８】
トナー補給部２１は、内部に補給用トナーＴＳを収容する。またトナー補給部２１はトナー混合部２３にトナーを供給するためのトナー補給ローラ４１を備えている。このトナー補給ローラ４１の回転によりトナー補給部２１内に収容されたトナーＴＳは、トナー混合部２３中に適量が落下する。
【００１９】
トナー混合部２３には、トナーＴＳが補給されるとともに、リサイクル装置２９により搬送されたリサイクルトナーＴｒが供給される。トナー混合部２３は、このトナーＴＳと、リサイクルトナーＴｒとを攪拌混合する混合ローラ５１を有する。このトナー混合部２３内には、トナー混合部２３内のトナー量を検知するためのセンサ５３が設けられている。センサ５３によるトナー量検知結果に基づき、トナー補給ローラ４１が駆動されて回転する。またセンサ３８によるトナー量検知結果に基づき、混合ローラ５１が回転し、混合部２３内のトナーが現像装置５内に供給される。
【００２０】
リサイクル装置２９は、搬送オーガ６２を備え、クリーニングブレード１５で除去された現像剤を搬送オーガ６２の回転によりトナー混合部２３へ搬送する。
【００２１】
ここで、現像剤Ｄについて詳しく説明する。現像剤Ｄは、初期現像剤として、トナーとキャリアとから構成されており、現像剤Ｄは現像装置５内に収容されている。トナーＴは、樹脂、カーボンブラックなどの着色剤、帯電制御剤、ワックスなどを含有するトナー粒子と、このトナー粒子の表面に外添されたシリカや、脂肪酸金属塩を有する。本実施例では脂肪酸金属塩として、ステアリン酸亜鉛を使用している。
【００２２】
ステアリン酸亜鉛の平均粒子径は、４μｍである。添加量は、トナーＴ１００重量部に対する重量比で、０．０００１％に設定した。
【００２３】
また補給用トナーＴＳは、現像剤Ｄを構成するトナーＴと同様、樹脂、着色剤、帯電制御剤、ワックス、シリカより構成されているが、脂肪酸金属塩は外添されていない。補給用トナーＴＳは必要に応じてトナー補給部２１内に補給される。
【００２４】
トナーの製造方法は、樹脂および着色剤、帯電制御剤、ワックスを溶融混練した後、冷却、粉砕、分級し、１０μｍ程度のトナー粒子を得た後、このトナー粒子にシリカと、脂肪酸金属塩を添加してトナーとした。キャリアとしても特に制限はなく、本実施例では、フェライトキャリアを使用している。
【００２５】
このように構成された画像形成装置の動作について説明する。
【００２６】
まず感光体１が回転を始めると、帯電チャージャ２により帯電が行われ、この帯電した感光体１に露光装置３より画像に応じたレーザビームＢが露光され、静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置５内に収容された現像剤Ｄにより現像が行われる。感光体上に形成された現像剤像は、用紙上に転写装置７により転写され、剥離装置９による帯電を受けて感光体１から剥離し、搬送ベルト１９により搬送される。
【００２７】
現像剤像が転写された後に感光体１上に残留した現像剤は、クリーニングブレード１５により除去される。その後感光体１は、除電ランプ１６による除電を受けて画像形成の１サイクルを終了し、再び帯電チャージャ２による帯電を受ける。
【００２８】
画像形成に伴い現像装置５内の現像剤Ｄが消費され、この消費により変動するトナーとキャリアの混合比をセンサ３８が検知する。センサ３８の検知結果に基づき、トナー混合部２３から現像装置５内にトナーが補給される。
【００２９】
トナー混合部２３内では、センサ５３がトナー量を検知し、この検知信号に基づき、トナー補給部２１からトナーＴｓが新たに補給される。
【００３０】
一方、トナー混合部２３内には、クリーニングブレード１５により除去されたトナーがリサイクル装置２９内の搬送オーガ６２の回転により搬送され供給される。従って、トナー混合部２３から現像装置５に対し供給されるトナーは、トナーＴｓとトナーＴｒとの混合体である。
【００３１】
画像形成が開始されると、トナーＴが感光体１に付着し、トナーが付着した状態でクリーニングブレードにて摺接されるため、感光体１上には、ステアリン酸亜鉛の薄い被膜が形成される。但し一旦被膜が形成されても、この被膜は、クリーニングブレードと再び摺接する際にほとんどがかきとられ、除去される。このため何らかの形で、ステアリン酸亜鉛を継続的に感光体１上に供給する必要がある。
【００３２】
本実施例では、リサイクル現像を採用することにより、除去したステアリン酸亜鉛が再び現像装置５内に供給されるように構成している。
【００３３】
リサイクルを実施した場合、画像形成を繰返すのに伴い、ステアリン酸亜鉛は、搬送オーガ６２内に付着したり、用紙上に転写されたりして徐々に減少していく。
【００３４】
ところで画像形成が進むにつれ、キャリアも劣化が進む。キャリアの劣化はトナーの帯電性を悪くすることはいうまでもないが、ステアリン酸亜鉛の添加も帯電性を悪化する要因となることがわかっている。そこで本発明では、補給用現像剤として、ステアリン酸亜鉛の添加されていないトナーを使用することにより、現像剤Ｄ中のステアリン酸亜鉛の量が徐々に減少していくようにした。即ち、初期現像剤中にのみステアリン酸亜鉛を含有させ、これを搬送オーガ６２への付着や、用紙に転写されたりすることで、結果的にその含有量が徐々に減少するように構成している。
【００３５】
これによりキャリアの劣化による帯電性の悪化をカバーし得るようにしている。従って、トナーの帯電性は、長期に渡り、ある一定レベル以上をキープすることが可能となる。
【００３６】
重要なことは、キャリアの劣化と並行して、徐々にステアリン酸亜鉛の量が減少していくことであり、この観点からは、補給用現像剤に含まれるステアリン酸亜鉛は、全く含まれないか、もしくは初期現像剤と比較して少なめに入れてやることが考えられる。その添加量は、現像装置の特性などに応じて、適宜設定されるべきである。
【００３７】
図２〜図４に、上述の構成の複写機により、コピーテストを繰り返し行った際の、現像剤特性や得られた画像等について評価した結果を示す。図２は、クリーニングブレード１５により除去される使用済み現像剤（廃トナー）中のステアリン酸亜鉛（滑剤量）の変動を表す。図３は、コピー画像に表れるかぶり値の変動を表し、図４は、感光体表面の削れ量を表している。
【００３８】
比較のために、初期現像剤にはステアリン酸亜鉛を添加せず、補給用現像剤にのみ、ステアリン酸亜鉛を添加した現像剤を用意し、両者の評価結果を比較した。比較用の現像剤には、ステアリン酸亜鉛をトナーＴ１００重量部に対する重量比で、０．０００１％の割合で添加した。評価結果を、本実施例のものは実線で表し、比較用のものは破線で表した。
【００３９】
図２より、本実施例のものは、コピー枚数が少ないうちは、ステアリン酸亜鉛を含んだ初期現像剤が感光体１上に供給されており、これがクリーニングブレードによりかきとられるため、廃トナー中のステアリン酸亜鉛の量も一気に上昇している。一方補給用現像剤の方にステアリン酸亜鉛を添加した現像剤を用いた場合には、コピー枚数の増加とともに、廃トナー中のステアリン酸亜鉛の量が徐々に上昇を始め、１００Ｋ枚程度を過ぎたあたりから上昇割合がゆるやかになっている。
【００４０】
一方、コピー画像に現れるかぶり値の結果を比較すると、１００Ｋ枚程度までは、本実施例の方がカブリの量が多いが、１００Ｋ枚から４００Ｋ枚といった期間にわたっては、本実施例のものの方がカブリの量は少なくなった。但し、本実施例のものでも、カブリの量はさほど多くなく、充分良好な画像を形成できるものであった。また比較用現像剤の方では、４００Ｋ枚以上は、カブリが目立ち始めた。
【００４１】
また感光体の削れ量については、４００Ｋ枚程度までは本実施例の方が少なく、本実施例の方法で充分感光体の削れ量を小さくできることがわかった。
【００４２】
表１、表２に示す通り、上述の実施例と同様の構成とし、ステアリン酸亜鉛の平均粒径、添加量のみを変化させた現像剤をいくつか用意し、上述の実施例と同様にテストした結果を示す。
【００４３】
カブリは、画像中のカブリの割合が２％以下のものを○、２〜３．５％のものを△、３．５％を超えるものを×として表している。感光体表面の削れについては、削れ量１５μｍ以下のものを○とし、１５μｍを超えるものを×として表している。
【００４４】
【表１】
2005004034.tif 000003
【表２】
2005004034.tif 000004
上述の実施例では、滑材として、ステアリン酸亜鉛を使用したが滑剤としてはこれに限られることなく、公知の材料各種が使用できる。
【００４５】
脂肪酸金属塩としては、カルボン酸金属塩が使用でき、具体的には、ステアリン酸、パルミチン酸、ラウリル酸等が使用できる。中心金属としては、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、亜鉛等が使用できる。
【００４６】
またステアリン酸亜鉛の添加量は、初期現像剤としては、０．０００１〜０．１重量％が適当である。これより少ないと、感光体表面削れが大きくなる。またこれより多いと、現像の初期段階で帯電不良を起こしやすく適当ではない。
【００４７】
またステアリン酸亜鉛の平均粒径は、１〜１００μｍが好ましく用いられる。１μｍ未満となると、現像の初期段階で帯電不良を起こしやすい。また１００μｍを超えると、現像の初期段階で、滑剤が感光体に付着し、画像上に白斑が現れる現象がおきやすくなるので、適当ではない。
【００４８】
補給用現像剤に含まれる滑材の量は、全く含まれないものとするか、初期現像剤よりも少量とすべきである。少量とした場合は、上述した通り、現像装置の構成や、現像剤材料の種類などにより調整して設定すべきである。
【００４９】
以上説明した通り、本発明の実施例によれば、長期にわたって、感光体削れと、カブリの発生を防止して良好な画像を形成することができる。
【００５０】
尚、本発明は上述の実施例に限られることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変形可能なことは言うまでもない。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、滑剤を使用した場合、ライフ時にも良好な帯電性を確保でき、長期に渡り良好な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例にかかる画像形成装置の断面図である。
【図２】本実施例にかかる現像剤と、比較例にかかる現像剤の評価結果である。
【図３】本実施例にかかる現像剤と、比較例にかかる現像剤の評価結果である。
【図４】本実施例にかかる現像剤と、比較例にかかる現像剤の評価結果である。
【符号の説明】
１・・・・感光体
５・・・・現像装置
２１・・・トナー補給部
２３・・・トナー混合部
２９・・・リサイクル装置
Ｄ・・・・初期現像剤
Ｔｓ・・・補給用現像剤
【図１】
2005004034.tif 000005
【図２】
2005004034.tif 000006
【図３】
2005004034.tif 000007
【図４】
2005004034.tif 000008