(57)【要約】【課題】  外添剤の蓄積による帯電の不均一や露光した部分の電位異常による画質の劣化が生ずるのを防止する。【解決手段】  トナー母粒子の帯電列より正の外添剤を含むトナーを用い、ブラシ帯電器により像担持体を帯電すると同時に転写残りトナーを回収し、回収したトナーを像担持体上に吐き出す工程を有する画像形成装置において、外添剤を像担持体上に吐き出す工程を有するものである。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー母粒子の帯電列より正の外添剤を含むトナーを用い、ブラシ帯電器により像担持体を帯電すると同時に転写残りトナーを回収し、回収したトナーを像担持体上に吐き出す工程を有する画像形成装置において、
前記外添剤を像担持体上に吐き出す工程を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記外添剤の吐き出しは、ブラシ帯電器に逆極性の直流電圧を印加して行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
所定枚数印字ごとに前記外添剤を吐き出すことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はブラシ帯電器を用いて像担持体上の残留トナーを回収するとともに、回収したトナーを像担持体上に吐き出すようにした画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブラシ帯電器を用いて感光体を帯電するとともに、ブラシ帯電器により転写残りトナーを回収し、回収したトナーを感光体上に吐き出し、現像同時クリーニングを行う画像形成装置が提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平９−１９７８２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に示されているように、ブラシ帯電器に帯電機能と、転写残りトナーを一時的に保持し、非画像領域で帯電ブラシから感光体へトナーを吐き出す機能とを設け、感光体クリーナレスを達成する画像形成装置の構成で耐久を行うと、転写残りトナーは帯電ブラシに蓄積しないものの、トナーに添加する外添剤がトナー母粒子に対して帯電列が正のとき、その外添剤が選択的に帯電ブラシに蓄積し、感光体とブラシ帯電器の接触（ブラシ毛の衝突）によって感光体上に外添剤が固着する。そのため、帯電の不均一や露光した部分の感光体電位が異常値となって画質劣化の原因となる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は上記課題を解決しようとするものであり、ブラシ帯電器に蓄積する外添剤を像担持体上に吐き出すことにより、帯電の不均一や露光した部分の電位異常による画質の劣化が生ずるのを防止することを目的とする。
そのために本発明は、トナー母粒子の帯電列より正の外添剤を含むトナーを用い、ブラシ帯電器により像担持体を帯電すると同時に転写残りトナーを回収し、回収したトナーを像担持体上に吐き出す工程を有する画像形成装置において、前記外添剤を像担持体上に吐き出す工程を有することを特徴とする。
また、本発明は、前記外添剤の吐き出しは、ブラシ帯電器に逆極性の直流電圧を印加して行うことを特徴とする。
また、本発明は、所定枚数印字ごとに外添剤を吐き出すことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は、ブラシ帯電器で帯電と同時に転写残りトナーを回収し、回収したトナーを吐き出す工程を有する画像形成装置において、帯電ブラシに蓄積した外添剤を吐き出す工程をもつようにしたので、外添剤が像担持体上に固着し、帯電の不均一や露光部分の電位異常による画質劣化の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は画像形成装置の全体構成を説明する概略図で、モノカラーの場合を示したもの、或いはフルカラーであるが１つの現像器を例示したものである。
像担持体（感光体）１の外周面には、ブラシ帯電器２、露光ユニット３、現像器５、転写媒体７を挟んで転写ローラ６がそれぞれ配置されている。図示の例は、ブラシ帯電器２は帯電ブラシが回転するタイプのものであり、帯電ブラシは感光体１の外周面に当接して感光体１の回転方向に対して同方向、或いは逆方向で回転し、感光体との周速度差が感光体の速度に対して０〜３倍に設定される。
【０００７】
ブラシ帯電器２はＶｔｈ（放電開始電圧）の２倍以上の振幅をもつ交流電圧に、感光体を帯電させたい電圧（−４００〜−８００Ｖ）の直流電圧を重畳して金属製の軸を通してブラシに電圧を印加し、感光体の外周面を一様に帯電させる。ブラシ帯電器により一様に帯電した感光体１の外周面には露光ユニット３によって所望の画像情報に応じた選択的な露光Ｌ１がなされ、この露光Ｌ１によって感光体上に静電潜像が形成される。この静電潜像が現像器５によって現像剤が付与されてトナー現像される。現像されたトナー像は、転写ローラ６により感光体１に押圧される転写位置において転写媒体７に転写され、さらに２次転写位置において用紙上に転写される。
【０００８】
転写媒体７に転写されなかった残留トナー８は、ブラシ帯電器２により回収される。転写工程を経た残留トナーの多くは電気的に中性に近く、ブラシ帯電器２において機械的に掻き取られて回収され、極性を持ったトナー（過帯電トナー）は交流バイアス電圧による電気的な力で帯電ブラシ側に引きつけられて回収される。
【０００９】
ブラシ帯電器に回収されたトナーは、ブラシに保持された状態で負極性に帯電され、非印字時、ブラシ帯電器の交流バイアスをＯＦＦとすることにより感光体上に吐き出される。そして、現像バイアスにより現像器で現像同時クリーニングされるか、現像バイアスをＯＦＦすることにより現像器を通過し、転写位置で転写媒体７へ転写されて転写媒体のクリーナにより回収される。
【００１０】
図２は画像形成時の紙間（非画像領域）でのトナー吐き出し動作のシーケンス図である。
感光体上の非画像領域において帯電ブラシの交流バイアスをオフし、直流バイアスはオン（−バイアス）状態のままとすることにより、帯電ブラシに捕捉された転写残りトナー（負帯電）は静電的な力で感光体上に吐き出される。吐き出されたトナーは現像バアイスで現像器に回収される。
【００１１】
ところで、トナーには流動性を高めるためにシリカ等の外添剤が使用されているが、この外添剤がトナー母粒子に対して正の帯電列を有するものを含む場合、トナー母粒子の負帯電に寄与する反面、外添剤自身は正帯電することになる。上記したように、ブラシ帯電器では転写残りトナーを回収して正規帯電（負帯電）させ、非画像領域において静電的力で感光体上に吐き出している。しかし、転写残りトナーとともに回収される外添剤は正帯電しているため、回収トナーの吐き出し工程で吐き出されずに帯電ブラシに付着して残ってしまう。こうして外添剤の蓄積が進行すると感光体と帯電ブラシ毛の衝突によって感光体上に外添剤が固着し、帯電の不均一や露光した部分の感光体電位が異常値となってしまう。
【００１２】
この帯電ブラシに付着した外添剤の吐き出しと中間転写媒体へ移行させて回収するバイアス制御について説明する。
図３は外添剤を吐き出して回収するシーケンス図である。
上記したように、本実施形態では外添剤が正に帯電するものを含むため、この吐き出し動作では、帯電ブラシに印加する交流バイアスをオフするとともに、帯電ブラシの直流バイアスを逆極性（外添剤と同じ極性のバイアス）とする。そのため、正帯電した外添剤は静電気力により感光体上に吐き出される。そして、現像バイアスをオフして現像装置を通過させ、転写バイアスとして負極性のバイアスを印加すると、感光体上の外添剤は静電気的吸着力で転写媒体側に移り、転写媒体側のクリーナにより回収される。
（実施例）
〔通常印字時のバイアス条件（紙間でトナー吐き出しバイアス印加）〕
帯電：
画像作成時
ＡＣ：Ｖｐｐ＝１．２ｋＶ
ＤＣ：Ｖｄｃ＝−６００Ｖ
非画像形成時
ＡＣ：ｏｆｆ
ＤＣ：Ｖｄｃ＝−６００Ｖ
現像（非接触現像法式）
ＡＣ：Ｖｐｐ＝１．４ｋＶ
ＤＣ：Ｖｄｃ＝−３００Ｖ
１次転写
Ｖｄｃ＝＋４００Ｖ
２次転写
Ｖｄｃ＝＋２ｋＶ
〔プラス帯電外添剤吐き出し時のバイアス条件〕
帯電：
ＡＣ：ｏｆｆ
ＤＣ：Ｖｄｃ＝＋６００Ｖ
現像（非接触現像法式）
ＡＣ：Ｖｐｐ＝ｏｆｆ
ＤＣ：Ｖｄｃ＝ｏｆｆ
１次転写
Ｖｄｃ＝−４００Ｖ
２次転写
Ｖｄｃ＝＋２ｋＶ
〔有機感光体の作製例〕
直径３０ｍｍのアルミ引き抜き管を表面研磨した導電性支持体周面に、下引き層としてアルコール可溶性ナイロン｛東レ（株）製「ＣＭ８０００」｝６重量部とアミノシラン処理された酸化チタン微粒子４重量部とをメタノール１００重量部に溶解、分散させてなる塗工液をリングコーティング法で塗工し、温度１００℃で４０分乾燥させ、膜厚１．５〜２μｍの下引き層を形成した。
【００１３】
この下引き層上に、電荷発生顔料としてのオキシチタニルフタロシアニン顔料１重量部とブチラール樹脂｛ＢＸ−１、積水化学（株）製｝１重量部とジクロルエタン１００重量部とを、φ１ｍｍのガラスビーズを用いたサンドミルで８時間分散させて得られる顔料分散液をリングコーティング法で塗工し、８０℃で２０分間乾燥させ、膜厚０．３μｍの電荷発生層を形成した。
【００１４】
この電荷発生層上に、スチリル化合物の電荷輸送物質４０重量部とポリカーボネート樹脂（パンライトＴＳ、帝人化成（株）製）６０重量部をトルエン４００重量部に溶解させ、乾燥膜厚が２２μｍになるように浸漬コーティング法で塗工、乾燥させて電荷輸送層を形成し、積層型の有機感光体｛ＯＰＣ（１）｝を作製した。
〔トナー１〕
スチレンモノマー８０重量部、アクリル酸ブチル２０重量部、およびアクリル酸５重量部からなるモノマー混合物を、
・水                                                  １０５重量部
・ノニオン乳化剤                                          １重量部
・アニオン乳化剤                                      １．５重量部
・過硫酸カリウム                                    ０．５５重量部
からなる水溶性混合物に添加し、窒素気流中下で攪拌を７０℃で８時間行った。重合反応後冷却し、乳白色の粒径０．２５μｍの樹脂エマルジョンを得た。
【００１５】
次に、
・この樹脂エマルジョン                                  ２００重量部
・ポリエチレンワックスエマルジョン（三洋化成工業（株）製）２０重量部
・フタロシアニンブルー                                      ７重量部
を、界面活性剤のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．２重量部を含んだ水中へ分散し、ジエチルアミンを添加してｐＨを５．５に調整後攪拌しながら電解質の硫酸アルミニウムを０．３重量部を加え、ついでＴＫホモミキサーで高速攪拌し、分散を行った。
【００１６】
更に、スチレンモノマー４０重量部、アクリル酸ブチル１０重量部、サリチル酸亜鉛５重量部を水４０重量部と共に追加し、窒素気流下で攪拌しながら同様にして９０℃に加熱し、過酸化水素を加えて５時間重合させ粒子を成長させた。
【００１７】
重合停止後、会合粒子の結合強度を挙げるため、ｐＨを５以上に調整しなから９５℃に昇温し、５時間保持した。その後得られた粒子を水洗いし、４５℃で真空乾燥を１０時間行った。平均粒径６．８μｍ、円形度０．９８のトナー母粒子を得た。
【００１８】
このトナー母粒子に対し、
負帯電シリカとしてヘキサメチルシラザン（ＨＭＤＳ）により表面処理した疎水性シリカ（平均粒径１２ｎｍ）を１重量％、
正帯電シリカとしてアミノ基を有するシランカップリング剤により表面処理した酸化チタン（平均粒径１５０ｎｍ）を０．８重量％、
ルチルアナターゼ型酸化チタン（チタン工業製、ＳＴＴ−３０Ｓ）を０．５重量％
をヘイシェルミキサーにて混合しトナー１を製造した。
〔トナー２〕
トナー１と同様の母粒子に対して
負帯電シリカとしてヘキサメチルシラザン（ＨＭＤＳ）により表面処理した疎水性シリカ（平均粒径１２ｎｍ）を１．５重量％
をヘイシェルミキサーにて混合しトナー２を製造した。
〔ブラシ〕
東英産業株式会社製のＲＥＣ  Ｂ６−９（商品名）を用いるようにした。なお、この帯電ブラシにおいては、レイヨンからなる繊維にカーボンブラックを１５重量％分散させた材料を使用し、ブラシの毛の長さが５ｍｍ，ブラシの太さが約２０μｍ，ブラシ密度が１５万本／ｉｎｃｈ2 ，繊維の抵抗値が１０6 〜１０8 Ωｃｍになったブラシ部２１を構成し、このブラシ部を金属製の軸に巻きつけロール状に取り付けると共に、この金属製の軸を通してブラシ部に電圧を印加できるようにした。
〔転写ベルト〕
ポリカーボネート（三菱瓦斯化学社製、商品名「ユーピロン：Ｅ−２０００」、ＭＦＲ４ｇ／１０ｍｉｎ、２８０℃）を８４％、アセチレンブラック（電気化学社製、商品名「デンカブラック」）を１６％の割合で各成分を押出成形機に供給し、混練温度２２０℃、吐出量４０ｋｇ／ｈで混練し、ペレットを製造した。得られたペレットにて、環状ダイ付き４０φの押出機を用い、環状ダイより下方に溶融チューブの状態で押出す。押出した溶融チューブを、環状ダイと同一軸線上に支持棒を介して装着した、冷却マンドレル外表面に接しめて冷却固化させてシームレスチューブとした。次に、シームレスチューブの中に設置されている中子と、外側に設置されているロールにより、シームレスチューブ（所定の長さに切断したものがシームレスベルト）を円筒形を保持した状態で引き取った。
体積抵抗率は１０8 Ω・ｃｍ（アドバンテスト社製ＲＡ８３４０Ａを用いＪＩＳ  Ｋ−６９１１に準拠し厚み１５０μｍのサンプルを用い測定を行った。印加電圧は１００Ｖ／１５０μｍとした。但し電極を導電性シリコーンゴム、試料への電極押しつけ力を４ｋｇとする。）
〔バイアス条件〕
構成１（マイナストナー、マイナス外添剤、プラス外添剤を吐き出す）
通常印字時に紙間で吐き出しバイアス印加（図２参照）：あり
１００枚印字毎にプラストナー吐き出しバイアス印加（図３参照）：あり
構成２（プラス外添剤を吐き出す）
通常印字時に紙間で吐き出しバイアス印加（図２参照）：なし
１００枚印字毎にプラストナー吐き出しバイアス印加（図３参照）：あり
構成３（マイナストナー、マイナス外添剤を吐き出す）
通常印字時に紙間で吐き出しバイアス印加（図２参照）：あり
１００枚印字毎にプラストナー吐き出しバイアス印加（図３参照）：なし
構成４（吐き出しなし）
通常印字時に紙間で吐き出しバイアス印加（図２参照）：なし
１００枚印字毎にプラストナー吐き出しバイアス印加（図３参照）：なし
上記の条件を下記〔表１〕によって場合分けし、耐久後の帯電むら画像を出力し、ブラシの汚れによる帯電能力（ブラシに絶縁物（又は電気抵抗がブラシと異なる物質）の付着による局所的な過帯電、未帯電の発生によるガサツキ）の比較を行った。
帯電むら出力印字時のバイアス
帯電：
ＡＣ：Ｖｐｐ＝１．２ｋＶ
ＤＣ：Ｖｄｃ＝−３００Ｖ
現像（非接触現像法式）
ＡＣ：Ｖｐｐ＝１．４ｋＶ
ＤＣ：Ｖｄｃ＝−３００Ｖ
のバイアス設定にて非露光印字を出力
【００１９】
【表１】
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【００２０】
トナー２はプラスに帯電する外添剤を含まないのでマイナストナー、プラス外添剤を吐き出す構成１（比較例１）でも、マイナストナー、マイナス外添剤を吐き出す構成３（比較例５）でも耐久でブラシに付着物が蓄積されず、ブラシは汚れない。
トナー１はプラスに帯電する外添剤を含むために構成３、４（比較例４，６）の構成では耐久によって少しずつブラシが汚れていき、構成１によればブラシが付着物で汚れないことが分かる。ブラシに回収されたトナーから遊離したプラス外添剤量はブラシに回収されたトナー、マイナス外添剤量に比べはるかに少ないので比較例４のようにマイナストナー、マイナス外添剤の吐き出しを行うだけでもブラシに付着物が蓄積されるスピードは緩やかである。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明によれば、外添剤の蓄積による帯電の不均一や露光した部分の電位異常による画質の劣化が生ずるのを防止することができるので、産業上の利用価値は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態の画像形成装置の例を示す概略図である。
【図２】画像形成時の紙間でのトナー吐き出し動作のシーケンス図である。
【図３】外添剤を吐き出して回収するシーケンス図である。
【符号の説明】
【００２３】
１…感光体、２…ブラシ帯電器、３…露光装置、５…現像器、６…転写ローラ、７…中間転写媒体、８…転写残りトナー。
【図１】
2005173189.tif 000004
【図２】
2005173189.tif 000005
【図３】
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