JP6935675B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、画像形成装置に関する。
電子写真法等、画像情報を可視化する方法は、現在様々な分野で利用されている。電子写真法では、例えば、帯電及び静電荷像形成により、像保持体の表面に画像情報として静電荷像を形成する。そして、例えば、トナーを含む現像剤により、像保持体の表面にトナー像を形成し、このトナー像を記録媒体に転写した後、トナー像を記録媒体に定着する。これら工程を経て、画像情報を画像として可視化する。そして、像保持体は、例えば、再度のトナー像の形成前に、ブレード等によりクリーニングされる。
例えば、特許文献1には、次の技術が開示されている。感光体の、現像ロールと対向する部分である画像形成部で画像形成が行われ、被転写体にトナー像が転写された後の感光体上の残留トナーがクリーニング部材で回収され、トナーが補給される直前に、感光体の、搬送ロールと対向する部分である画像非形成部にある劣化トナーがクリーニング部材で取り除かれて回収される。この回収された残留トナーを回収トナーとして未使用トナーとともに現像器に供給してトナー補給当初のトナーの帯電量分布を適正範囲内に揃える。このときには制御部が、回収トナーと未使用トナーの供給量を調節して双方合わせて現像に必要な量にする。
また、特許文献2には、「転写器によって前記トナー像が前記被転写体へと転写された後の前記像保持体の表面からトナーを取り除いて回収する清掃器と、現像器に未使用のトナーを補給するトナー補給部と、清掃器によって回収されたトナーを現像器に、この現像器におけるトナーの消費が多いほど多量に供給する回収トナー供給部とを備えた画像形成装置」が開示されている。
また、特許文献3には、「像担持体上に残留する転写残余の現像剤をクリーニングする画像形成方法において、上記像担持体は、その表面が架橋構造を有する樹脂を含有し、上記補給用現像剤は、キヤリアを含有し、上記クリーニングされ収集された転写残余の現像剤を上記現像手段に供給して再利用することを特徴とする画像形成方法」が開示されている。
特開2010−224039号公報 特開2010−170113号公報 特開2004−109739号公報
ところで、体積平均粒径が3μm以上5μm以下のトナー粒子及び個数平均粒径が70nm以上200nm以下の外添剤を含み、BET比表面積Aが2.3m/g以上4.0m/g以下のトナー、並びに、体積平均粒径が20μm以上35μm以下のキャリアを含有する現像剤を収容した収容部と、現像剤を表面に保持し、像保持体に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像剤保持体と、を有する現像装置を備える画像形成装置において、低画像密度を繰り返し形成すると、トナー消費量が少なくなることから、現像装置の収容部では、同じトナーに機械的又は熱的な負荷が繰り返し付与される機会が多くなる。そのため、現像装置の収容部に収容した現像剤のトナーの劣化が生じやすくなる。
そこで、本発明の課題は、A4紙に画像密度1%の画像を1000枚出力した後の現像装置に収容された現像剤のトナーのBET比表面積Bが、0.8×BET比表面積A未満である画像形成装置に比べ、低画像密度を繰り返し形成したときに生じる「現像装置の収容部に収容した現像剤のトナーの劣化」を抑制する画像形成装置を提供することである。
上記課題は、以下の手段により解決される。

保持体と、現像剤を収容した収容部、及び前記現像剤を表面に保持し前記像保持体に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像剤保持体を有する現像装置であって、前記現像剤が、体積平均粒径が3μm以上5μm以下のトナー粒子及び個数平均粒径が70nm以上200nm以下の外添剤を含み、BET比表面積Aが2.3m/g以上4.0m/g以下のトナー、並びに、体積平均粒径が20μm以上35μm以下のキャリアを含有する現像剤である現像装置と、を有する画像形成ユニットと、
前記画像形成ユニットの像保持体に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
を備え、
前記記録媒体としてのA4紙に画像密度1%の画像を1000枚出力した後の前記現像装置に収容された現像剤のトナーのBET比表面積Bが、0.8×前記BET比表面積A以上である画像形成装置。

積平均粒径が3μm以上5μm以下のトナー粒子及び個数平均粒径が70nm以上200nm以下の外添剤を含み、BET比表面積Aが2.3m/g以上4.0m/g以下の補給トナーを収容した収容部を有し、前記現像装置の収容部に前記補給トナーを補給するトナー補給装置と、
前記像保持体と対向した位置よりも前記現像剤保持体の回転方向下流側に前記現像剤保持体に対向して設けられ、前記現像剤保持体に保持された現像剤のトナーを回収する回収部材を有し、前記回収部材により回収したトナーを前記トナー補給装置の収容部へ供給するトナー回収供給装置と、
予め定めた画像密度以下のトナー像を前記像保持体に形成するとき、前記トナー回収供給装置を制御し、前記現像剤保持体に保持された現像剤のトナーを回収する制御装置と、
をさらに備えるの画像形成装置。

積平均粒径が3μm以上5μm以下のトナー粒子及び個数平均粒径が70nm以上200nm以下の外添剤を含み、BET比表面積Aが2.3m/g以上4.0m/g以下の補給トナーを収容した収容部を有し、前記現像装置の収容部に前記補給トナーを補給するトナー補給装置と、
前記像保持体の表面の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置と、
前記クリーニング装置でクリーニングされた残留トナーを前記トナー補給装置の収容部に供給するトナー供給装置と、
予め定めた画像密度以下のトナー像を前記像保持体に形成するとき、前記画像形成ユニットを制御し、前記像保持体の非画像形成領域にトナー像を形成する制御装置と、
をさらに備えるの画像形成装置。

記予め定めた画像密度以下のトナー像が、画像密度5%以下のトナー像である又はに記載の画像形成装置。

記現像剤のトナーのBET比表面積Bが、0.9×前記BET比表面積A以上であるのいずれか1項に記載の画像形成装置。

記キャリアの体積平均粒径が、25μm以上33μm以下であるのいずれか1項に記載の画像形成装置。

記外添剤の個数平均粒径が、80nm以上180nm以下であるのいずれか1項に記載の画像形成装置。
に係る発明によれば、A4紙に画像密度1%の画像を1000枚出力した後の現像装置に収容された現像剤のトナーのBET比表面積Bが、0.8×BET比表面積A未満である画像形成装置に比べ、低画像密度を繰り返し形成したときに生じる「現像装置の収容部に収容した現像剤のトナーの劣化」を抑制する画像形成装置が提供される。
、又はに係る発明に係る発明によれば、画像形成中以外に帯状のトナー像を形成し、帯状のトナー像をクリーニング装置で回収後、回収したトナーを現像装置の収容部に直接供給する方式の画像形成装置に比べ、トナー消費量を抑えつつ、低画像密度を繰り返し形成したときに生じる「現像装置の収容部に収容した現像剤のトナーの劣化」を抑制する画像形成装置が提供される。
、又はに係る発明によれば、画像形成中以外に帯状のトナー像を形成し、帯状のトナー像をクリーニング装置で回収後、回収したトナーを現像装置の収容部に直接供給する方式の画像形成装置に比べ、トナー消費量を抑えつつ、低画像密度を繰り返し形成したときに生じる「現像装置の収容部に収容した現像剤のトナーの劣化」を抑制する画像形成装置が提供される。
に係る発明によれば、A4紙に画像密度1%の画像を1000枚出力した後の現像装置に収容された現像剤のトナーのBET比表面積Bが、0.9×BET比表面積A未満である画像形成装置に比べ、低画像密度を繰り返し形成したときに生じる「現像装置の収容部に収容した現像剤のトナーの劣化」を抑制する画像形成装置が提供される。
に係る発明によれば、A4紙に画像密度1%の画像を1000枚出力した後の現像装置に収容された現像剤のトナーのBET比表面積Bが、0.8×BET比表面積A未満である画像形成装置に比べ、体積平均粒径が25μm以上33μm以下であるキャリアを適用しても、低画像密度を繰り返し形成したときに生じる「現像装置の収容部に収容した現像剤のトナーの劣化」を抑制する画像形成装置が提供される。
に係る発明によれば、A4紙に画像密度1%の画像を1000枚出力した後の現像装置に収容された現像剤のトナーのBET比表面積Bが、0.8×BET比表面積A未満である画像形成装置に比べ、個数平均粒径が80nm以上180nm以下である外添剤を適用しても、低画像密度を繰り返し形成したときに生じる「現像装置の収容部に収容した現像剤のトナーの劣化」を抑制する画像形成装置が提供される。
本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す部分拡大概略構成図である。 本実施形態に係る画像形成装置における制御系の一例を示すブロック図である。 「トナー回収処理」の処理手順の一例を示すフローチャートである。 「感光体の非画像形成領域へのトナー像形成処理」の処理手順の他の一例を示すフローチャートである。 像保持体の非画像形成領域を説明するための模式図である。 現像剤のトナーのBET比表面積Bを測定するときに、形成する画像
以下、本発明の一例である実施形態について詳細に説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体及び現像装置を有する画像形成ユニットと、画像形成ユニットの像保持体に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、を備える。
現像装置は、現像剤を収容した収容部と、現像剤を表面に保持し、像保持体に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像剤保持体と、を有する。現像剤は、体積平均粒径が3μm以上5μm以下のトナー粒子及び個数平均粒径が80nm以上200nm以下の外添剤を含み、BET比表面積Aが2.3m/g以上4.0m/g以下のトナー、並びに、体積平均粒径が20μm以上35μm以下のキャリアを含有する。
そして、本実施形態に係る画像形成装置は、記録媒体としてA4紙に画像密度1%の画像を1000枚出力した後の現像装置に収容された現像剤のトナーのBET比表面積Bが、0.8×BET比表面積A以上である。つまり、現像剤のトナーのBET比表面積Bは、式:BET比表面積B≧0.8×BET比表面積Aを満たす。具体的には、現像剤のトナーのBET比表面積Bは、0.8×2.3m/g以上0.8×4.0m/g以上である。
ここで、近年、電子写真方式の画像形成装置に利用する現像剤は、高精細な画像を実現するために、トナー粒子及びキャリアの小径化が進めされている。一方で、小径化したトナー粒子は付着力が高く、流動性、及び像保持体等からの転写性が低くなる傾向がある。そのため、トナー粒子間又はトナー粒子と像保持体等との間の緩衝機能(スペーサー機能)を発揮させる目的で、大径化した外添剤が適用される傾向がある。
そして、これら点から、体積平均粒径が3μm以上5μm以下のトナー粒子及び個数平均粒径が80nm以上200nm以下の外添剤を含み、BET比表面積Aが2.3m/g以上4.0m/g以下のトナー、並びに、体積平均粒径が20μm以上35μm以下のキャリアを含有する現像剤は、転写性を確保しつつ、高精細な画像を形成するには適している。
しかし、トナー粒子を小径化すると、トナー消費量が少なくなり、現像装置の収容部でのトナーの入れ替わりが生じ難くなる。そして、現像装置内で同じトナーが滞留する時間が長くなり、同じトナーに機械的及び熱的な負荷が掛かり続ける傾向が高まる。特に、低画像密度の画像(例えば、画像密度5%以下の画像)を繰り返し形成するとき、一層、トナー消費量が少なくなり、同じトナーに機械的及び熱的な負荷が掛かり続ける傾向が高まる。そのため、機械的及び熱的な負荷により、外添剤がトナー粒子に埋まり込み、トナー劣化が生じやすい。
それに加え、トナー粒子を小径化すると、トナー粒子の単位面積当たりの外添剤量が増加する傾向がある。そのため、機械的な負荷により、外添剤がトナー粒子に埋まり込み、トナー劣化が生じる傾向がさらに高まる。
具体的には、現像装置において、収容部に収容されている現像剤は、収容部で攪拌搬送部材により攪拌されつつ、収容部から現像剤保持体の表面に保持され、再び、収容部に戻って、循環する。そのとき、現像剤には、攪拌搬送部材による攪拌力と共に、現像剤保持体の表面に保持された現像剤の層の厚さを規制する層規制部材によって規制力が付与される。そして、現像装置内で、同じ現像剤が滞留すると、これら攪拌力及び規制力による機械的な負荷が繰り返し付与されることになる。そのため、トナー劣化が進行しやすくなる。
そこで、本実施形態に係る画像形成装置では、画像密度1%の画像をA4紙に1000枚出力した後の現像装置に収容された現像剤のトナーのBET比表面積Bを、この画像を形成する前の現像装置に収容された現像剤のトナーのBET比表面積Aの8割以上のBET比表面積とする。つまり、画像密度1%の画像をA4紙に1000枚出力した後でも、外添剤がトナー粒子に埋まり込み難く、トナー粒子の外添剤の付着状態の変動を少なくする。
そのため、本実施形態に係る画像形成装置では、低画像密度を繰り返し形成したときに生じる「現像装置の収容部に収容した現像剤のトナーの劣化」を抑制する。
本実施形態に係る画像形成装置において、トナーの劣化を抑制する観点から、現像剤のトナーのBET比表面積Bは、0.9×BET比表面積A以上であることが好ましい。つまり、現像剤のトナーのBET比表面積Bは、式:BET比表面積B≧0.9×BET比表面積Aを満たすことが好ましい。具体的には、現像剤のトナーのBET比表面積Bは、0.9×2.3m/g以上0.9×4.0m/g以上であることが好ましい。
現像剤のトナーのBET比表面積A及びBは、次の状態のトナーのBET比表面積である。
新品トナー(未使用のトナー)とキャリアとを含む現像剤を画像形成装置の現像装置の収容部に充填する。同じ新品トナーを収容したトナーカートリッジ(トナー補給装置の収容部の一例)を画像形成装置に装填する。この新品トナーのBET比表面積を測定し、トナーのBET比表面積Aとする。
この状態で、常温常湿環境下(温度25℃湿度55%RHの環境下)で、図7に示すパターン(1本の線状の画像パターン)で、トナー載り量4g/m、かつ画像密度1%の画像をA4紙に1000枚出力する。
ここで、この画像形成は、画像形成装置が複数の画像形成ユニットを有する場合(例えば、タンデム方式の画像形成装置)、一つの画像形成ユニットによる画像形成が対象となる。また、画像形成ユニットが複数の現像装置を備える場合(例えば、ロータリー型の現像装置を備える画像形成ユニットの場合)、一つの現像装置による画像形成が対象となる。
なお、画像密度とは、用紙(記録媒体の一例)の表面(画像形成面)の面積に対する、形成する画像が占める面積率である。また、図7中の矢印は、A4紙の紙送り方向を示す。
そして、画像形成後の現像装置の収容部に存在するトナーのBET比表面積を測定し、トナーのBET比表面積Bとする。
なお、トナーのBET比表面積は、窒素置換法によって行う。具体的にはSA3100比表面積測定装置(ベックマンコールター株式会社製)を用いて、3点法により測定する。
本実施形態に係る画像形成装置において、上記現像剤のトナーのBET比表面積A及びBの関係を満たす態様としては、例えば、次の態様が挙げられる。
以下、現像装置の収容部に補給するトナーを「補給トナー」、回収部材により回収されたトナー及びクリーニング装置でクリーニングされたトナーを共に「回収トナー」とも称する。なお、補給トナーには、後述するように、新品トナー(未使用トナー)に、回収トナーが含む場合がある。
−態様(1)−
本実施形態に係る画像形成装置において、
体積平均粒径が3μm以上5μm以下のトナー粒子及び個数平均粒径が80nm以上200nm以下の外添剤を含み、BET比表面積Aが2.3m/g以上4.0m/g以下の補給トナーを収容した収容部を有し、現像装置の収容部にトナーを補給するトナー補給装置と、
像保持体と対向した位置よりも現像剤保持体の回転方向下流側に現像剤保持体に対向して設けられ、現像剤保持体に保持された現像剤のトナーを回収する回収部材を有し、回収部材により回収したトナーをトナー補給装置の収容部へ供給するトナー回収供給装置と、
予め定めた画像密度以下のトナー像を像保持体に形成するとき、トナー回収供給装置を制御し、現像剤保持体に保持された現像剤のトナーを回収する制御装置と、
をさらに備える態様。
態様(1)の画像形成装置では、予め定めた画像密度以下のトナー像を像保持体に形成するとき、現像剤保持体に保持された現像剤のトナーを回収し、回収トナーをトナー補給装置の収容部へ供給する。回収トナーは、直接現像装置の収容部に戻すのではなく、一旦、トナー補給装置の収容部へ供給されるため、トナー補給装置の収容部の補給トナーと混ざり合う。そして、その状態で、補給トナーは、現像装置の収容部に補給される。つまり、回収トナーは補給トナーに薄められた状態で、再び、現像装置の収容部に補給される。
これらの動作により、回収トナーを現像装置の収容部に直接供給する方式に比べ、同じトナーが現像装置内で機械的及び熱的な負荷が繰り返し負荷される機会が低減され、トナー劣化が抑制される。
また、画像形成中以外に帯状のトナー像を形成する方式に比べ、トナー消費量も低減される。
−態様(2)−
本実施形態に係る画像形成装置において、
体積平均粒径が3μm以上5μm以下のトナー粒子及び個数平均粒径が80nm以上200nm以下の外添剤を含み、BET比表面積Aが2.3m/g以上4.0m/g以下の補給トナーを収容した収容部を有し、現像装置の収容部にトナーを補給するトナー補給装置と、
像保持体の表面の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置と、
クリーニング装置でクリーニングされた残留トナーをトナー補給装置の収容部に供給するトナー供給装置と、
予め定めた画像密度以下のトナー像を像保持体に形成するとき、画像形成ユニットを制御し、像保持体の非画像形成領域にトナー像を形成する制御装置と、
をさらに備える態様。
ここで、「像保持体の非画像形成領域」とは、像保持体の画像形成可能領域のうち、像保持体に形成されたトナー像を記録媒体(以下「用紙」とも称する)に転写するとき、記録媒体が通過しない領域(非通過領域)に対応する領域であって、記録媒体の大きさ(サイズ)、及び記録媒体にトナー像を転写するときの用紙の紙送り方向に応じて、トナー像を形成しない領域を示す(図6参照)。
具体的には、例えば、A4紙に画像を出力するとき「像保持体の非画像形成領域」は、像保持体の画像形成可能領域から、画像を出力する対象のA4紙の全面に画像を出力できる領域を除いた領域である。
なお、「像保持体の画像形成可能領域」は、画像を出力する対象の最大の用紙(例えばA3紙)の全面にいずれの紙送り方向でも画像が形成できる領域と同じ領域であってもよいし、大きい領域であってもよい。
図6中の符号は、次の部材又は領域を示す。
・PR:像保持体
・MIA:像保持体の画像形成可能領域
・A4L1:4A紙の紙送り方向が「横送り方向(用紙の長辺が用紙搬送方向に対して交差(例えば垂直)となる方向)」のとき、4A紙の全面に画像が形成できる領域
・A4L2:4A紙の紙送り方向が「横送り方向(用紙の長辺が用紙搬送方向に対して交差(例えば垂直)となる方向)」のとき、4A紙に画像を形成しない領域
・A4S1:4A紙の紙送り方向が「縦送り方向(用紙の短辺が用紙搬送方向に対して交差(例えば垂直)となる方向)」のとき、4A紙の全面に画像が形成できる領域
・A4S2:4A紙の紙送り方向が「縦送り方向(用紙の短辺が用紙搬送方向に対して交差(例えば垂直)となる方向)」のとき、4A紙に画像を形成しない領域
態様(2)の画像形成装置では、予め定めた画像密度以下のトナー像を像保持体に形成するとき、像保持体の非画像形成領域にトナー像を形成する。その後、像保持体の非画像形成領域に形成されたトナー像は、像保持体から転写されずに、クリーニング装置でクリーニングされる。クリーニングされた回収トナーは、トナー補給装置の収容部へ供給される。回収トナーは、直接現像装置の収容部に戻すのではなく、一旦、トナー補給装置の収容部へ供給されるため、トナー補給装置の収容部の補給トナーと混ざり合う。そして、その状態で、補給トナーは、現像装置の収容部に補給される。つまり、回収トナーは補給トナーに薄められた状態で、再び、現像装置の収容部に補給される。
これらの動作により、回収トナーを現像装置の収容部に直接供給する方式に比べ、同じトナーが現像装置内で機械的及び熱的な負荷が繰り返し負荷される機会が低減され、トナー劣化が抑制される。
また、画像形成中以外に帯状のトナー像を形成する方式に比べ、トナー消費量も低減される。
本実施形態に係る画像形成装置は、画像形成ユニットを複数備えるタンデム方式の装置;複数の現像装置を有するロータリー型の画像形成ユニットを備える装置;画像形成ユニットの像保持体の表面に形成されたトナー像を直接記録媒体に転写する直接転写方式の装置;画像形成ユニットの像保持体の表面に形成されたトナー像を中間転写体の表面に一次転写し、中間転写体の表面に転写されたトナー像を記録媒体の表面に二次転写する中間転写方式の装置;トナー像の転写後、帯電前に像保持体の表面に除電光を照射して除電する除電装置を備える装置等の周知の画像形成装置が適用される。
中間転写方式の装置の場合、転写装置は、例えば、表面にトナー像が転写される中間転写体と、像保持体の表面に形成されたトナー像を中間転写体の表面に一次転写する一次転写装置と、中間転写体の表面に転写されたトナー像を記録媒体の表面に二次転写する二次転写装置と、を有する構成が適用される。
また、複数の画像形成ユニットを備えた中間転写方式の場合、転写装置は、複数の画像形成装置の各像保持体に形成されたトナー像を中間転写体に転写する複数の各一次転写装置を有する。
なお、本実施形態に係る画像形成装置において、例えば、像保持体を少なくとも含む部分が、画像形成装置に対して脱着されるカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよい。
以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
<画像形成装置の全体構成>
図1は、本実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
図1に示す画像形成装置300は、例えば、直方体の筐体200を有する。筐体200内の下方側には記録紙Pが集積された用紙入れ204が装填されており、用紙入れ204の装填位置に対応して、回転するアームの一端側に引出ロール92を備えている。アームの他端側にはアームの回転中心と同軸に配置されたロール94と、該ロール94に対応して配置されたロール96が設けられている。
画像形成に当たっては、引出ロール92を下方へ移動させると共に、引出ロール92が最上層の記録紙Pに接触した状態で回転させ、記録紙Pの引出しを行う。引き出された記録紙Pはロール94、96に案内され、ロール96の用紙搬送方向下流側に配置されたロール対82に挟まれて搬送される。またロール対82の搬送方向下流側には、対向配置されたロール84とロール86、記録紙Pの搬送方向を90°変更するロール88、ロール対90が順に配設されている。
画像形成装置300は、筐体200内の上方側に感光体10(像保持体の一例)を備えている。
感光体10(像保持体の一例)は、周面に感光材料による光導電性層(感光層)を有する像保持面が形成されており、時計回り方向に回転する。感光体10の上方には、帯電装置20が設けられている。この帯電装置20は、感光体10に対向して設けられ、感光体10の表面を負に帯電させる帯電ロール21を有する。また、帯電装置20に隣接して、帯電装置20により帯電された感光体10の表面に、現像剤に含まれるトナーで形成しようとする画像様の静電荷像を形成する露光装置30が設けられている。また、露光装置30に隣接して、露光装置30で形成された静電荷像にトナーを付着させて感光体10の表面にトナー像を形成する現像装置40が設けられている。また、現像装置40に隣接して、転写装置50が設けられている。この転写装置50は、感光体10に対向して設けられ、記録紙Pにトナー像を転写する転写ロール52を有する。また、転写装置50に隣接して、必要に応じて転写ロール52にトナー像を転写した後の感光体10の表面を除電して、表面に残留したトナーを除去し易くする除電装置60が設けられている。さらに、除電装置60に隣接して、感光体10の表面を清掃して、残留したトナーを除去するクリーニング装置70が設けられている。
画像形成装置300は、補給トナーを収容するトナーカートリッジ46及びトナー補給路47が設けられている。そして、トナーカートリッジ46からトナー補給路47を通じて、現像装置40にトナーの補給が行われる。
ここで、画像形成装置300を正面視した場合、帯電装置20、露光装置30、現像装置40、転写装置50、除電装置60、及びクリーニング装置70は、感光体10上に、時計周り方向に沿って順次配設されている。
そして、感光体10、帯電装置20、露光装置30、現像装置40、除電装置60、及びクリーニング装置70を有するユニットが画像形成ユニットの一例に該当する。
また、トナーカートリッジ46(トナー補給装置の一例)及びトナー補給路47を有するユニットがトナー補給装置の一例に該当する。
画像形成装置300において、感光体10に対向して設けられている転写ロール52まで搬送された記録紙Pは、感光体10と転写ロール52とのニップ部において感光体10に押圧され、感光体10の外周面に形成されたトナー像が転写される。
転写ロール52の用紙搬送方向下流側には、対向配置された定着ロール101とロール102とを備える定着装置100と、カム104が順次配設されている。トナー像が転写された記録紙Pは定着ロール101とロール102とに挟まれてトナー像が定着され、カム104配設部位に到達する。カム104は図示しないモータにより回転駆動され、図1に実線で示す位置又は想像線で示す位置に固定される。
カム104は、定着ロール101側から記録紙Pが到来したときは、定着ロール101の逆側(実線で示す位置)に回転駆動される。これにより、定着ロール101側から到来した記録紙Pはカム104の外周面に沿ってロール対106に案内される。このときのカム104による記録紙Pの案内方向の下流側にはロール対106、108、112、及び114が順に配設されており、ロール対114の用紙搬送方向下流側には用紙受け202が配置されている。
したがって、定着ロール101側から到来した記録紙Pはロール対106、108に挟まれ、ロール対106、108が連続して回転すれば、前記記録紙Pは用紙受け202に搬送される。
また、ロール対106、108に一旦挟まれた記録紙Pの画像が記録された面を、画像が記録された面の裏面に反転する際には、カム104は、定着ロール101側(想像線で示す位置)に回転駆動される。この状態で、ロール対106、108の回転方向が反転されることにより、反転搬送(以下、「スイッチバック」と称する。)方式で記録紙Pの搬送方向が反転され、ロール対106、108側からカム104へ向けて記録紙Pが搬送されると、該記録紙Pはカム104の外周面に沿って下方に案内される。このときのカム104による記録紙Pの搬送方向の下流側にはロール対120が配設されており、ロール対120配設部位に到達した記録紙Pは、ロール対120によって搬送力が付与されて更に搬送される。
なお、図1では記録紙Pの搬送路を想像線で示している。
ロール対120による記録紙Pの搬送方向下流側には、図1に想像線で示す記録紙Pの搬送経路に沿ってロール対122、124、126、128、130、及び132が順に配設されており、これらのロール対は前述のカム104、ロール対106、108、120と共に記録紙反転部220を構成している。ロール対106、108の配設部位でスイッチバックされた記録紙Pは、図1に想像線で示す搬送経路に沿って搬送されてロール対90配設部位に到達し、再び感光体10と転写ロール52とのニップ部へ搬送される。
このとき、記録紙Pは前述したように記録紙反転部220でスイッチバックされたことにより、先に画像が記録された面の裏面が感光体10側を向くように反転されており、この裏面にトナー像が転写され、定着ロール101で定着された場合には両面に画像が記録されることになる。両面に画像が記録された記録紙Pは、後に画像が記録された面が裏となる向きで用紙受け202に排出される。また、後の画像記録(記録紙反転部220で記録紙Pが反転した後の画像記録)において記録紙Pに画像が記録されなかった場合には、記録紙Pは先に画像が記録された面が表となる向きで用紙受け202に排出されることになる。
なお、トナー像を転写する記録紙Pとしては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンタ等に使用される普通紙が挙げられる。また、普通紙以外にも、OHPシート等も挙げられる。記録紙Pは、例えば、普通紙の表面を樹脂等でコーティングしたコート紙、印刷用のアート紙等が好適に使用される。
<現像装置40とその周辺装置>
次に、図2を用いて現像装置40とその周辺装置について詳細に説明する。
現像装置40は、現像領域で感光体10に対向して配置されており、トナー及びキャリアを含む現像剤を収容する現像容器41(現像装置の収容部の一例)を有している。
現像容器41は、現像容器本体41Aとその上端を塞ぐ現像容器カバー41Bとを有している。
現像容器本体41Aはその内側に、現像ロール42を収容する現像ロール室42Aを有しており、現像ロール室42Aに隣接して、第1攪拌室43Aと第1攪拌室43Aに隣接する第2攪拌室44Aとを有している。また、現像ロール室42A内には、現像容器カバー41Bが現像容器本体41Aに装着されたときに現像ロール42表面の現像剤の層厚を規制するための層厚規制部材45が設けられている。
第1攪拌室43A及び第2攪拌室44Aの間には仕切り壁41Cにより仕切られており、図示しないが、第1攪拌室43A及び第2攪拌室44Aは仕切り壁41Cの長手方向(現像装置長手方向)両端部に開口部が設けられて通じており、第1攪拌室43A及び第2攪拌室44Aによって循環攪拌室(43A+44A)を構成している。
そして、現像ロール室42Aには、感光体10と対向するように現像ロール42(現像剤保持体の一例)が配置されている。現像ロール42は、図示しないが磁性を有する磁性ロール(固定磁石)の外側にスリーブを設けたものである。第1攪拌室43Aの現像剤は磁性ロールの磁力によって現像ロール42の表面上に吸着されて、現像領域に搬送される。また、現像ロール42はそのロール軸が現像容器本体41Aに回転自由に支持されている。ここで、現像ロール42と感光体10とは、同方向に回転し、対向部において、現像ロール42の表面上に吸着された現像剤は、感光体10の進行方向とは逆方向から現像領域に搬送されるようにしている。
現像ロール42のスリーブには、図示しないバイアス電源が接続され、現像バイアスが印加されるようになっている(本実施形態では、現像領域に交番電界が印加されるように、直流成分(AC)に交流成分(DC)を重畳したバイアスを印加)。
第1攪拌室43A及び第2攪拌室44Aには現像剤を攪拌しながら搬送する第1攪拌部材43(攪拌・搬送部材)及び第2攪拌部材44(攪拌・搬送部材)が配置されている。第1攪拌部材43は、現像ロール42の軸方向に伸びる第1回転軸と、回転軸の外周に螺旋状に固定された攪拌搬送羽根(突起部)とで構成されている。また、第2攪拌部材44も、同様に、第2回転軸及び攪拌搬送羽根(突起部)とで構成されている。なお、攪拌部材は現像容器本体41Aに回転自由に支持されている。
そして、第1攪拌部材43及び第2攪拌部材44は、現像ロール42と共に現像モータ(不図示)によって回転駆動されるように形成されている。第1攪拌部材43及び第2攪拌部材44は、その回転によって、第1攪拌室43A及び第2攪拌室44Aの中の現像剤が互いに逆方向に搬送されるように配設されている。
現像装置40には、トナーカートリッジ46からトナー補給路47を通じて、トナーの供給が行われる。詳しくは、トナー補給路47には回転軸の外周に螺旋状に固定された搬送羽根(突起部)により構成される図示しない搬送部材が設けられている。また、当該搬送部材の回転軸を回転駆動させるトナー補給モータ(不図示)が設けられている。そして、トナー補給モータが作動すると、トナーカートリッジ46の補給トナーは第2攪拌室44Aに搬送される。すなわち、補給トナーがトナーカートリッジ46から現像装置40の現像容器41に補給される。
一方、現像装置40の内部には、トナー回収供給装置55が設けられている。
トナー回収供給装置55は、筐体58と、感光体10と対向した位置よりも現像ロール42の回転方向下流側に現像ロール42に対向して、回収ロール56(トナー補給装置の回収部材の一例)が設けられている。回収ロール56は、現像ロール42に保持された現像剤のトナーを回収する。
回収ロール56は、例えば、金属ロール、表面に抵抗調整層が形成された金属ロール等で構成される。そして、例えば、回収ロール56に不図示の電源からトナーの帯電極性と逆の電圧を印加することで、現像ロール42に保持された現像剤のトナーを静電的に回収ロール56の表面に移行させる。この動作により、回収ロール56は、現像ロール42に保持された現像剤のトナーを回収する。
現像ロール42と対向した位置よりも回収ロール56の回転方向下流側に回収ロール56に対向して、回収ロール56の表面に移行した回収トナーを除去する除去部材57が設けられている。除去部材57は、ブレード、ブラシ等で構成される。
そして、除去部材57で除去された回収トナーは、筐体58に収容される。筐体58の底部には、除去部材57により除去された回収トナーをトナーカートリッジ46へ搬送するためのトナー供給路59の一端が連結されている。そして、トナー供給路59の他端は、トナーカートリッジ46に連結されている。なお、トナー供給路59は、クリーニングブレード72により除去されたトナーを現像装置40へ搬送するためのトナー供給路74とクリーニングブレード72側で共通化している。
除去部材57で除去され、筐体58に収容された回収トナーは、トナー供給路59を通じてトナーカートリッジ46へ供給される。
詳しくは、トナー供給路59には回転軸の外周に螺旋状に固定された搬送羽根(突起部)により構成される図示しない搬送部材が設けられている。また、当該搬送部材の回転軸を回転駆動させるトナー供給モータ(不図示)が設けられている。そして、トナー供給モータが作動すると、筐体58に収容された回収トナーは、トナーカートリッジ46に搬送される。すなわち、回収トナーがトナーカートリッジ46に供給される。
トナーカートリッジ46に供給された回収トナーは、トナーカートリッジ46に収容されている補給トナーともに攪拌され、再利用される。
ここで、回収ロール56、除去部材57、トナー供給路59、及び搬送部材(不図示)、及びトナー供給モータ(不図示)を有するユニットがトナー回収供給装置の一例に該当する。
<クリーニング装置70とその周辺装置>
次に、図2を用いてクリーニング装置70とその周辺装置について詳細に説明する。
クリーニング装置70は、筐体71と、筐体71から突出するように設けられたクリーニングブレード72を有する。クリーニングブレード72は、感光体10の回転軸に延びる板状のものであって、感光体10における転写ロール52による転写位置より回転方向(時計回り方向)下流側で、かつ除電装置60によって除電される位置より回転方向下流側に、先端部(以下、エッジ部という)が圧接されるように設けられている。
クリーニングブレード72は、感光体10が時計回り方向に回転することによって、記録紙Pに転写されずに感光体10の表面に残留しているトナーを堰き止めて、感光体10から除去する。
一方、クリーニング装置70の筐体71内の底部には、クリーニングブレード72により除去された回収トナーを現像装置40へ搬送するためのトナー供給路74の一端が連結されている。そして、トナー供給路74の他端はトナーカートリッジ46に連結されている。
クリーニングブレード72で除去され、筐体71に収容された回収トナーは、トナー供給路74を通じてトナーカートリッジ46へ供給される。
詳しくは、トナー供給路74には回転軸の外周に螺旋状に固定された搬送羽根(突起部)により構成される図示しない搬送部材が設けられている。また、当該搬送部材の回転軸を回転駆動させるトナー供給モータ(不図示)が設けられている。そして、トナー供給モータが作動すると、筐体71に収容された回収トナーは、トナーカートリッジ46に搬送される。すなわち、回収トナーがトナーカートリッジ46に供給される。
トナーカートリッジ46に供給された回収トナーは、トナーカートリッジ46に収容されている補給トナーともに攪拌され、再利用される。
ここで、トナー供給路74、搬送部材(不図示)及びトナー供給モータ(不図示)を有するユニットがトナー供給装置の一例に該当する。
<制御系>
次に、図3を用いて画像形成装置300の制御系の構成の一例について説明する。
画像形成装置300は、各装置(各部)の動作を制御する制御装置400を有している。
制御装置400は、装置全体の制御及び各種演算を行うコンピュータとして構成されている。具体的には、制御装置400は、図3に示すように、CPU(中央処理装置; Central Processing Unit)400A、各種プログラムを記憶したROM(Read Only Memory)400B、プログラムの実行時にワークエリアとして使用されるRAM(Random Access Memory)400C、各種情報を記憶する不揮発性メモリ400D、及び入出力インターフェース(I/O)400Eを備えている。CPU400A、ROM400B、RAM400C、不揮発性メモリ400D、及びI/O400Eの各々は、バス400Fを介して接続されている。
また、画像形成装置300は、制御装置400の外に、操作表示部402、画像処理部404、画像メモリ406、画像形成部408、記憶部410、及び通信部412を備えている。操作表示部402、画像処理部404、画像メモリ406、画像形成部408、記憶部410、及び通信部412の各部は、制御装置400のI/O400Eに接続されている。制御装置400は、操作表示部402、画像処理部404、画像メモリ406、画像形成部408、記憶部410、及び通信部412の各部との間で情報の授受を行って、各部を制御する。
操作表示部402は、スタートボタンやテンキー等の各種ボタン、警告画面や設定画面等の各種画面を表示するためのタッチパネルなどを含んで構成されている。操作表示部402は、上記構成により、利用者からの操作を受け付けると共に、利用者に対し各種情報を表示する。
画像処理部404は、外部装置414から通信部412を介して取得した画像情報に対し、予め定めた画像処理を行って、画像形成部408に出力するための画像情報を生成する。例えば、ページ記述言語で記述されたPDLデータを展開処理して、RGB各色に展開処理されたラスタデータ(RGBデータ)に変換し、RGBデータを色変換処理して、画像形成装置で再現される色で表現されたYMCKデータ等を生成する。更に、スクリーン処理やガンマ補正処理等を行ってもよい。
画像メモリ406は、外部装置414から取得した画像情報、画像処理部404で生成された画像情報等、画像形成装置300で取得された各種の画像情報を記憶する。画像メモリ406は、例えば、少なくとも、画像処理部404で画像処理された後の画像情報、即ち、画像形成部408に出力するための画像情報を記憶している。
画像形成部408は、画像形成装置300の主要構成として説明したものである。画像形成部408は、例えば、感光体10(その駆動部(不図示))、帯電装置20、露光装置30、現像装置40、転写装置50、除電装置60、定着装置100、トナー回収供給装置(その回収ロール56の電源及び駆動部、並びにトナー供給路59の搬送部材のトナー供給モータ等)、トナー供給装置(そのトナー供給路74の搬送部材のトナー供給モータ)等である。これらの各部は、制御装置400と接続されている。制御装置400は、これら各部との間で情報の授受を行って各部等を制御する。
記憶部410は、ハードディスク等の記憶装置を備えている。記憶部410には、ログデータ等の各種データ、各種プログラム等が記憶される。
通信部412は、有線又は無線の通信回線を介して外部装置414と通信を行うためのインターフェースである。例えば、通信部412は、外部装置414から、画像形成指示又は電子文書の画像情報と共に、画像形成情報を取得する。画像形成情報には、記録紙Pの種類(大きさ等)、記録紙Pの紙送り方向、部数、カラーモード等の属性を表すパラメータが含まれる。
なお、制御装置400には、各種ドライブが接続されていてもよい。各種ドライブは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD-ROM、USBメモリなどのコンピュータ読み取り可能な可搬性の記録媒体からデータを読み込んだり、記録媒体に対してデータを書き込んだりする装置である。各種ドライブを備える場合には、可搬性の記録媒体に制御プログラムを記録しておいて、これを対応するドライブで読み込んで実行してもよい。
(画像形成装置の動作)
本実施形態に係る画像形成装置300の動作の一例について説明する。なお、画像形成装置300の各種動作は、制御装置400において実行する制御プログラムにより行われる。
ここで、画像形成装置300では、例えば、「画像形成処理」、「トナー回収処理」、「感光体10の非画像形成領域へのトナー像形成処理」の制御プログラムが、ROM400Bに予め記憶されている。予め記憶された制御プログラムは、CPU400Aにより読み出され、RAM400Cをワークエリアとして実行される。また、画像形成装置300では、例えば、不揮発性メモリ400Dに、「トナー回収供給装置55を駆動するトナー像の画像密度の範囲」、「トナー回収供給装置55を停止するトナー像の画像密度の範囲」、「感光体10の非画像形成領域へのトナー像形成を実行するトナー像の画像密度の範囲」、「感光体10の非画像形成領域へのトナー像形成を停止するトナー像の画像密度の範囲」、「画像形成条件(各種のプロセス制御値)」等の各種データが予め記憶されている。
これら制御プログラム及び各種データは、ROM400B、不揮発性メモリ400D、又は記憶部410等の他の記憶装置に記憶されていてもよいし、通信部412を介して外部から取得されてもよい。
まず、画像形成装置300の画像形成動作について説明する。画像形成動作は、制御装置400において実行する「画像形成処理」の制御プログラムにより行われる。
まず、感光体10の表面が帯電装置20により帯電される。露光装置30は、帯電された感光体10の表面を画像情報に基づいて露光する。これにより、感光体10上に画像情報に応じた静電荷像が形成される。現像装置40では、トナー及びキャリアを含む現像剤により、感光体10の表面に形成された静電荷像が現像される。これにより、感光体10の表面に、トナー像が形成される。転写装置50では、感光体10の表面に形成されたトナー像が記録紙Pへ転写される。記録紙Pに転写されたトナー像は、定着装置100により定着される。一方、トナー像を転写した後の感光体10の表面は、除電装置60により除電され、クリーニング装置70によりクリーニング(清掃)される。
一方、画像形成装置300では、画像形成動作が実行されているとき、制御装置400によって、予め定めた画像密度以下のトナー像を感光体10に形成するとき(つまり、トナー像の画像密度が予め定められた値以下のとき)、トナー回収供給装置55による「現像ロール42に保持された現像剤のトナーの回収」を開始し、予め定めた画像密度超えのトナー像を感光体10に形成するとき(つまり、トナー像の画像密度が予め定められた値超えのとき)、トナー回収供給装置55による「現像ロール42に保持された現像剤のトナーの回収」を停止する制御が実行される(「トナー回収供給装置55によるトナーの回収動作」)。
トナー回収供給装置55によるトナーの回収動作について説明する。トナー回収供給装置55によるトナーの回収動作は、制御装置400において実行する「トナー回収処理」の制御プログラムにより行われる。「トナー回収処理」の制御プログラムは、例えば、操作表示部402から又は通信部412を介して外部装置414から画像形成指示等を受けると開始される。
まず、図4に示すように、ステップS100で、トナー像の画像密度を取得する。
画像密度の取得する方法は、特に制限はなく、例えば、記録紙Pに形成されたトナー像を読取装置(不図示)で読み取った画像データに基づいて求めた画像密度を取得する方法、形成する画像の画像情報に基づいて求めた画像密度を取得する方法等がある。
次に、ステップS102で、取得したトナー像の画像密度が、予め定められた値以下か否かを判断する。
具体的には、例えば、不揮発性メモリ400Dに予め記憶された「トナー回収供給装置55を駆動するトナー像の画像密度の範囲」を取得し、このトナー像の画像密度の範囲と、取得したトナー像の画像密度とを比較する。
なお、「トナー回収供給装置55を駆動するトナー像の画像密度の範囲」は、例えば、画像密度5%以下(好ましくは2%以下)の範囲である。この画像密度の範囲は、現像装置40に収容された現像剤のトナーの消費量が下がり、同じトナーが現像装置40内で滞留し、トナー劣化が生じやすくなる範囲である。
ステップS102での判断が否定された場合(取得したトナー像の画像密度が予め定められた値超えの場合、つまり取得したトナー像の画像密度が、トナー回収供給装置55を駆動するトナー像の画像密度の範囲外であると判断した場合)は、ステップS112に進む。
一方、ステップS102での判断が肯定された場合(取得したトナー像の画像密度が予め定められた値以下の場合、つまり、取得したトナー像の画像密度が、トナー回収供給装置55を駆動するトナー像の画像密度の範囲内であると判断した場合)は、ステップS104に進む。
次に、ステップS104で、トナー回収供給装置55(その回収ロール56の駆動部及び電源(いずれも不図示))を駆動し、現像ロール42に保持された現像剤のトナーの全部又は一部を回収する。
具体的には、不図示の電源によりトナーの帯電極性と逆の電圧を回収ロール56に印加した状態で、不図示の駆動部により回収ロール56を回転させる。それにより、回収ロール56の表面に、現像ロール42に保持された現像剤のトナーが静電的に移行する。そして、回収ロール56の表面に移行した回収トナーは、回収ロール56の回転に伴い除去部材57により除去され、筐体58に収容される。
次に、ステップS106で、トナー像の画像密度を取得する。
次に、ステップS108で、取得したトナー像の画像密度が、予め定められた値超えか否かを判断する。
具体的には、例えば、不揮発性メモリ400Dに予め記憶された「トナー回収供給装置55を停止するトナー像の画像密度の範囲」を取得し、このトナー像の画像密度の範囲と、取得したトナー像の画像密度とを比較する。
なお、「トナー回収供給装置55を停止するトナー像の画像密度の範囲」は、例えば、画像密度5%超え(好ましくは2%超え)の範囲である。この画像密度の範囲は、現像装置40に収容された現像剤のトナーの消費量が増え、同じトナーが現像装置40内で滞留し難く、トナー劣化が生じ難くなる範囲である。
ステップS108での判断が否定された場合(取得したトナー像の画像密度が予め定められた値未満の場合、つまり取得したトナー像の画像密度が、トナー回収供給装置55を停止するトナー像の画像密度の範囲外であると判断した場合)は、ステップS114に進む。
一方、ステップS108での判断が肯定された場合(取得したトナー像の画像密度が予め定められた値超えの場合、つまり取得したトナー像の画像密度が、トナー回収供給装置55を停止するトナー像の画像密度の範囲内であると判断した場合)は、ステップS110に進む。
次に、ステップS110で、トナー回収供給装置55(その回収ロール56の駆動部及び電源(いずれも不図示))の駆動を停止する。それにより、現像ロール42に保持された現像剤のトナーの全部又は一部の回収を停止する。
ここで、ステップS112では、画像形成動作が終了したか否かを判断する。ステップS112で、画像形成動作が終了していないと判断した場合、ステップS100に戻る。一方、ステップS112で、画像形成動作が終了したと判断した場合、ルーチンを終了する。
一方、ステップS114でも、画像形成動作が終了したか否かを判断する。ステップS114で、画像形成動作が終了していないと判断した場合、ステップS106に戻る。一方、ステップS114で、画像形成動作が終了したと判断した場合、ルーチンを終了する。
ここで、トナー回収供給装置55の筐体58に収容された回収トナーは、トナー供給モータにより搬送部材を回転駆動し、トナー供給路59を通じてトナーカートリッジ46に供給する。
トナーカートリッジ46への回収トナーの供給処理は、特に制限はなく、例えば、トナー回収供給装置55の筐体58に収容された回収トナーの量を検知する検知装置(センサー等)を設け、検知装置により検知した回収トナーの量が予め定めた量に達したとき、実行すればよい。
その他、回収トナーの供給処理は、1)トナー回収処理において、トナー回収供給装置55(その回収ロール56の駆動部及び電源)の駆動時、2)予め定めた画像密度以下のトナー像による画像が形成された記録紙Pの出力枚数毎(累積枚数毎)、又は3)予め定められた画像密度以下のトナー像の形成時間毎(累積時間毎)に実行してもよい。
回収トナーの供給処理は、画像形成処理中に実行してもよいし、画像形成処理が行われていない間に実行してもよい。
以上説明した「トナー回収処理」では、予め定めた画像密度以下のトナー像を感光体10に形成するとき、トナー回収供給装置55により、現像ロール42に保持された現像剤のトナーの全部又は一部を回収する。この動作により、トナー消費量が下っても、現像装置40からトナーが回収され、同じトナーに機械的及び熱的な負荷が繰り返し付与されることが抑制される。その結果、トナー劣化が抑制される。つまり、A4紙に画像密度1%の画像を1000枚出力した後の現像装置40に収容された現像剤のトナーのBET比表面積Bが、0.8×BET比表面積A以上となりやすくなる。
そして、トナー回収供給装置55により回収された回収トナーは、トナー供給路59を通じてトナーカートリッジ46に供給され、トナーカートリッジ46の補給トナーと混ざり合い、再度、補給トナーと共に、現像装置に供給され、再利用される。
また、画像形成装置300では、画像形成動作が実行されているとき、制御装置400によって、予め定めた画像密度以下のトナー像を感光体10に形成するとき(つまり、トナー像の画像密度が予め定められた値以下のとき)、現像装置40による「感光体10の非画像形成領域への画像形成」を開始し、予め定めた画像密度超えのトナー像を感光体10に形成するとき(つまり、トナー像の画像密度が予め定められた値超えのとき)、現像装置40による「感光体10の非画像形成領域へのトナー像形成」を停止する制御が実行されてもよい(「現像装置40による感光体10の非画像形成領域へのトナー像形成動作」)。
現像装置40による感光体10の非画像形成領域へのトナー像形成動作について説明する。現像装置40による感光体10の非画像形成領域へのトナー像形成動作は、制御装置400において実行する「感光体10の非画像形成領域へのトナー像形成処理」の制御プログラムにより行われる。「感光体10の非画像形成領域へのトナー像形成処理」の制御プログラムは、例えば、操作表示部402から又は通信部412を介して外部装置414から画像形成指示等を受けると開始される。
まず、図5に示すように、ステップS200で、トナー像の画像密度、記録紙Pの大きさ、及び記録紙Pの紙送り方向を取得する。
画像密度の取得する方法は、特に制限はなく、例えば、記録紙Pに形成されたトナー像を読取装置(不図示)で読み取った画像データに基づいて求めた画像密度を取得する方法、形成する画像の画像情報に基づいて求めた画像密度を取得する方法等がある。
記録紙Pの大きさ、及び紙送り方向を取得する方法は、特に制限はなく、画像形成情報から記録媒体情報を抽出し、記録媒体情報に基づいて、画像を形成する対象の「記録紙Pの大きさ、及び紙送り」を取得する方法等がある。
次に、ステップS202で、取得したトナー像の画像密度が、予め定められた値以下か否かを判断する。
具体的には、例えば、不揮発性メモリ400Dに予め記憶された「感光体10の非画像形成領域へのトナー像形成を実行するトナー像の画像密度の範囲」を取得し、このトナー像の画像密度の範囲と、取得したトナー像の画像密度とを比較する。
なお、「感光体10の非画像形成領域へのトナー像形成を実行するトナー像の画像密度の範囲」は、例えば、画像密度5%以下(好ましくは2%以下)の範囲である。この画像密度の範囲は、現像装置40に収容された現像剤のトナーの消費量が下がり、同じトナーが現像装置40内で滞留し、トナー劣化が生じやすくなる範囲である。
ステップS202での判断が否定された場合(取得したトナー像の画像密度が予め定められた値超えの場合、つまり取得したトナー像の画像密度が、感光体10の非画像形成領域へのトナー像形成を実行するトナー像の画像密度の範囲外であると判断した場合)は、ステップS212に進む。
一方、ステップS202での判断が肯定された場合(取得したトナー像の画像密度が予め定められた値以下の場合、つまり、取得したトナー像の画像密度が、感光体10の非画像形成領域へのトナー像形成を実行するトナー像の画像密度の範囲内であると判断した場合)は、ステップS204に進む。
次に、ステップS204で、感光体10の非画像形成領域へトナー像形成を実行する。
具体的には、例えば、記録紙Pの大きさ及び紙送り方向を含む記録媒体情報に対応づけて、感光体10の表面のいずれの領域を非画像領域とするかを示す非画像領域情報を予め不揮発性メモリ400Dに記憶しておく。そして、非画像領域情報から、取得した記録媒体の大きさ及び紙送り方向に対応する感光体10の非画像形成領域を読み取り、設定する。設定した感光体10の非画像形成領域に帯状のトナー像を形成する。
感光体10の非画像形成領域に形成した帯状のトナー像は、転写装置50で転写されず、クリーニング装置70でクリーニングされ、クリーニング装置70の筐体71に収容される。
次に、ステップS206で、トナー像の画像密度を取得する。
次に、ステップS208で、取得したトナー像の画像密度が、予め定められた値超えか否かを判断する。
具体的には、例えば、不揮発性メモリ400Dに予め記憶された「感光体10の非画像形成領域へのトナー像形成を停止するトナー像の画像密度の範囲」を取得し、このトナー像の画像密度の範囲と、取得したトナー像の画像密度とを比較する。
なお、「感光体10の非画像形成領域へのトナー像形成を停止するトナー像の画像密度の範囲」は、例えば、画像密度5%超え(好ましくは2%超え)の範囲である。この画像密度の範囲は、現像装置40に収容された現像剤のトナーの消費量が増え、同じトナーが現像装置40内で滞留し難く、トナー劣化が生じ難くなる範囲である。
ステップS208での判断が否定された場合(取得したトナー像の画像密度が予め定められた値未満の場合、つまり取得したトナー像の画像密度が、トナー回収供給装置55を停止するトナー像の画像密度の範囲外であると判断した場合)は、ステップS214に進む。
一方、ステップS208での判断が肯定された場合(取得したトナー像の画像密度が予め定められた値超えの場合、つまり取得したトナー像の画像密度が、感光体10の非画像形成領域へのトナー像形成を停止するトナー像の画像密度の範囲内であると判断した場合)は、ステップS210に進む。
次に、ステップS210で、感光体10の非画像形成領域へのトナー像形成を停止する。
ここで、ステップS212では、画像形成動作が終了したか否かを判断する。ステップS212で、画像形成動作が終了していないと判断した場合、ステップS200に戻る。一方、ステップS212で、画像形成動作が終了したと判断した場合、ルーチンを終了する。
一方、ステップS214でも、画像形成動作が終了したか否かを判断する。ステップS214で、画像形成動作が終了していないと判断した場合、ステップS206に戻る。一方、ステップS214で、画像形成動作が終了したと判断した場合、ルーチンを終了する。
ここで、クリーニング装置70の筐体71に収容された回収トナーは、トナー供給モータにより搬送部材を回転駆動し、トナー供給路74を通じてトナーカートリッジ46に供給する。
トナーカートリッジ46への回収トナーの供給処理は、特に制限はなく、例えば、トナー回収供給装置55の筐体71に収容された回収トナーの量を検知する検知装置(センサー等)を設け、検知装置により検知した回収トナーの量が予め定めた量に達したとき、実行すればよい。
その他、回収トナーの供給処理は、1)「感光体10の非画像形成領域へのトナー像形成処理」において、感光体10の非画像形成領域へのトナー像形成するとき、2)予め定めた画像密度以下のトナー像による画像が形成された記録紙Pの出力枚数毎(累積枚数毎)、又は3)予め定められた画像密度以下のトナー像の形成時間毎(累積時間毎)に実行してもよい。
回収トナーの供給処理は、画像形成処理中に実行してもよいし、画像形成処理が行われていない間に実行してもよい。
以上説明した「感光体10の非画像形成領域へのトナー像形成処理」では、予め定めた画像密度以下のトナー像を感光体10に形成するとき、感光体10の非画像形成にトナー像を形成する。この動作により、トナー消費量が下がる画像形成をしているときでも、現像装置40の現像剤のトナーの消費量が増え、同じトナーに機械的及び熱的な負荷が繰り返し付与されることが抑制される。その結果、トナー劣化が抑制される。つまり、A4紙に画像密度1%の画像を1000枚出力した後の現像装置40に収容された現像剤のトナーのBET比表面積Bが、0.8×BET比表面積A以上となりやすくなる。
そして、クリーニング装置70により除去された回収トナーは、トナー供給路74を通じてトナーカートリッジ46に供給され、トナーカートリッジ46の補給トナーと混ざり合い、再度、補給トナーと共に、現像装置に供給され、再利用される。
なお、「感光体10の非画像形成領域へのトナー像形成処理」では、画像を出力する対象の最大の用紙(例えばA3紙)の全面にいずれの紙送り方向でも画像が形成できる領域よりも、「感光体10の画像形成可能領域」を大きい領域とした場合を説明した。
画像を出力する対象の最大の用紙(例えばA3紙)の全面にいずれの紙送り方向でも画像が形成できる領域と「感光体10の画像形成可能領域」とが同じの場合、「感光体10の非画像形成領域へのトナー像形成処理」では、取得したトナー像の画像密度が、予め定められた値以下でも、「感光体10の非画像形成領域へのトナー像形成」は実行しない。
本実施形態に係る画像形成装置において、「トナー回収処理」、「感光体10の非画像形成領域へのトナー像形成処理」は、いずれか一方を実行してもよいし、双方実行してもよい。
<現像剤>
次に、現像装置40に収容する現像剤、トナーカートリッジ46に収容する補給トナー
について説明する。なお、以下、現像装置40に収容する現像剤のトナーと、トナーカートリッジ46に収容する補給トナーを、「トナー」と称して説明する。
現像剤は、トナーと、体積平均粒径が20μm以上35μm以下(好ましくは25μm以上33μm以下)のキャリアとを含む。
そして、トナーは、体積平均粒径が3μm以上5μm以下(好ましくは3.5μm以上4.5μm以下)のトナー粒子と、個数平均粒径が70nm以上200nm以下(好ましくは80nm以上180nm以下、より好ましくは110nm以上180nm以下)の外添剤と、を含む。
ここで、トナーとキャリアとの混合比(質量比)は、トナー:キャリア=1:100乃至30:100が好ましく、3:100乃至20:100がより好ましい。
なお、トナー粒子の体積平均粒径は、コールターマルチサイザーII(ベックマン・コールター社製)を用い、電解液はISOTON−II(ベックマン・コールター社製)を使用して測定される。
測定に際しては、分散剤として、界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい)の5%水溶液2ml中に測定試料を0.5mg以上50mg以下加える。これを電解液100ml以上150ml以下中に添加する。
試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーIIにより、アパーチャー径として100μmのアパーチャーを用いて2μm以上60μm以下の範囲の粒径の粒子の粒度分布を測定する。なお、サンプリングする粒子数は50000個である。
測定される粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャンネル)に対して体積をそれぞれ小径側から累積分布を描いて、積50%となる粒径を体積平均粒径D50vと定義する。
一方、外添剤の個数平均粒径は、次の方法により測定される。まず、トナー粒子に外添剤を外添させた後(トナー)の金属酸化物粒子の一次粒子100個をSEM(Scanning Electron Microscope)装置により観察する。そして、一次粒子の画像解析によって粒子ごとの最長径、最短径を測定し、この中間値から球相当径を測定する。得られた球相当径の個数基準の累積頻度における50%径(D50p)を外添剤の個数平均粒径とする。
キャリアの体積平均粒径は、次の方法により測定される。まず、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(LS Particle Size Analyzer(ベックマン−コールター社製))を用いて、キャリアの粒度分布を測定する。電解液としては、ISOTON−II(ベックマン−コールター社製)を使用する。測定する粒子数は50,000である。
そして、測定されたキャリアの粒度分布を、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積について小径側から累積分布を描き、累積50%となる粒径(「D50v」と表現する)を「体積平均粒径」と定義する。
−トナー粒子−
トナー粒子は、例えば、結着樹脂を含む。トナー粒子は、必要に応じて、着色剤と、離型剤と、その他添加剤と、を含んでもよい。
結着樹脂としては、例えば、スチレン類(例えばスチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等)、(メタ)アクリル酸エステル類(例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等)、エチレン性不飽和ニトリル類(例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、ビニルエーテル類(例えばビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等)、ビニルケトン類(ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等)、オレフィン類(例えばエチレン、プロピレン、ブタジエン等)等の単量体の単独重合体、又はこれら単量体を2種以上組み合せた共重合体からなるビニル系樹脂が挙げられる。
結着樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、変性ロジン等の非ビニル系樹脂、これらと前記ビニル系樹脂との混合物、又は、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等も挙げられる。
これらの結着樹脂は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
結着樹脂の含有量としては、例えば,トナー粒子全体に対して、40質量%以上95質量%以下が好ましく、50質量%以上90質量%以下がより好ましく、60質量%以上85質量%以下がさらに好ましい。
着色剤としては、例えば、カーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、ピグメントイエロー、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアントカーミン3B、ブリリアントカーミン6B、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ピグメントレッド、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレートなどの種々の顔料、又は、アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、チオインジコ系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアゾール系などの各種染料等が挙げられる。
着色剤は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
着色剤は、必要に応じて表面処理された着色剤を用いてもよく、分散剤と併用してもよい。また、着色剤は、複数種を併用してもよい。
着色剤の含有量としては、例えば、トナー粒子全体に対して、1質量%以上30質量%以下が好ましく、3質量%以上15質量%以下がより好ましい。
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックス;カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成又は鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス;などが挙げられる。離型剤は、これに限定されるものではない。
離型剤の含有量としては、例えば、トナー粒子全体に対して、1質量%以上20質量%以下が好ましく、5質量%以上15質量%以下がより好ましい。
その他の添加剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等の周知の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は、内添剤としてトナー粒子に含まれる。
トナー粒子は、単層構造のトナー粒子であってもよいし、芯部(コア粒子)と芯部を被覆する被覆層(シェル層)とで構成された所謂コア・シェル構造のトナー粒子であってもよい。
ここで、コア・シェル構造のトナー粒子は、例えば、結着樹脂と必要に応じて着色剤及び離型剤等のその他添加剤とを含んで構成された芯部と、結着樹脂を含んで構成された被覆層と、で構成されていることがよい。
トナー粒子の平均円形度としては、0.94以上1.00以下が好ましく、0.95以上0.98以下がより好ましい。
トナー粒子の平均円形度は、(円相当周囲長)/(周囲長)[(粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)]により求められる。具体的には、次の方法で測定される値である。
まず、測定対象となるトナー粒子を吸引採取し、扁平な流れを形成させ、瞬時にストロボ発光させることにより静止画像として粒子像を取り込み、その粒子像を画像解析するフロー式粒子像解析装置(シスメックス社製のFPIA−3000)によって求める。そして、平均円形度を求める際のサンプリング数は3500個とする。
なお、トナーが外添剤を有する場合、界面活性剤を含む水中に、測定対象となるトナー(現像剤)を分散させた後、超音波処理をおこなって外添剤を除去したトナー粒子を得る。
−外添剤−
外添剤としては、例えば、無機粒子が挙げられる。該無機粒子として、SiO、TiO、Al、CuO、ZnO、SnO、CeO、Fe、MgO、BaO、CaO、KO、NaO、ZrO、CaO・SiO、KO・(TiO)n、Al・2SiO、CaCO、MgCO、BaSO、MgSO等が挙げられる。
外添剤としての無機粒子の表面は、疎水化処理が施されていることがよい。疎水化処理は、例えば疎水化処理剤に無機粒子を浸漬する等して行う。疎水化処理剤は特に制限されないが、例えば、シラン系カップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
疎水化処理剤の量としては、通常、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下である。
外添剤としては、樹脂粒子(ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、メラミン樹脂等の樹脂粒子)、クリーニング活剤(例えば、ステアリン酸亜鉛に代表される高級脂肪酸の金属塩、フッ素系高分子量体の粒子)等も挙げられる。
外添剤の外添量としては、例えば、トナー粒子に対して、0.01質量%以上5質量%以下が好ましく、0.01質量%以上2.0質量%以下がより好ましい。
−トナーの製造方法−
次に、トナーの製造方法について説明する。
トナーは、トナー粒子を製造後、トナー粒子に対して、外添剤を外添することで得られる。
トナー粒子は、乾式製法(例えば、混練粉砕法等)、湿式製法(例えば凝集合一法、懸濁重合法、溶解懸濁法等)のいずれにより製造してもよい。トナー粒子の製法は、これらの製法に特に制限はなく、周知の製法が採用される。これらの中でも、凝集合一法により、トナー粒子を得ることがよい。
そして、トナーは、例えば、得られた乾燥状態のトナー粒子に、外添剤を添加し、混合することにより製造される。混合は、例えばVブレンダー、ヘンシェルミキサー、レーディゲミキサー等によって行うことがよい。更に、必要に応じて、振動篩分機、風力篩分機等を使ってトナーの粗大粒子を取り除いてもよい。
(キャリア)
キャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアが挙げられる。キャリアとしては、例えば、磁性粉からなる芯材の表面に被覆樹脂を被覆した被覆キャリア;マトリックス樹脂中に磁性粉が分散・配合された磁性粉分散型キャリア;多孔質の磁性粉に樹脂を含浸させた樹脂含浸型キャリア;等が挙げられる。
なお、磁性粉分散型キャリア、及び樹脂含浸型キャリアは、当該キャリアの構成粒子を芯材とし、これに被覆樹脂により被覆したキャリアであってもよい。
磁性粉としては、例えば、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属、フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物等が挙げられる。
被覆樹脂、及びマトリックス樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、オルガノシロキサン結合を含んで構成されるストレートシリコーン樹脂又はその変性品、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
なお、被覆樹脂、及びマトリックス樹脂には、導電性粒子等、その他添加剤を含ませてもよい。
導電性粒子としては、金、銀、銅等の金属、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の粒子が挙げられる。
ここで、芯材の表面に被覆樹脂を被覆するには、被覆樹脂、及び必要に応じて各種添加剤を適当な溶媒に溶解した被覆層形成用溶液により被覆する方法等が挙げられる。溶媒としては、特に限定されるものではなく、使用する被覆樹脂、塗布適性等を勘案して選択すればよい。
具体的な樹脂被覆方法としては、芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法、被覆層形成用溶液を芯材表面に噴霧するスプレー法、芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法、ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成用溶液とを混合し、溶剤を除去するニーダーコーター法等が挙げられる。
<試験例>
以下、本実施形態に係る画像形成装置300により「トナー劣化が抑制される」ことを裏付ける試験例を示す。
(現像剤の調製)
表1に示す体積平均粒径D50vでポリエステル製の黒色トナー粒子100質量部に対して、表1に示す個数平均粒径D50pの外添剤(疎水性シリカ粒子)1.5質量部を、サンプルミルにより10000rpmで30秒間混合した。その後、目開き45μmの振動篩いで篩分して、各トナーを作製した。
そして、各トナー4部と、下記製法に準じフェライト粒子の粒径を変更して、表1に示す体積平均粒径D50vとしたキャリア96部と、をV−ブレンダーにより40rpmで20分間攪拌し、目開き250μmのシーブで篩って、現像剤D1〜D9を作製した。
−キャリアの製法−
・フェライト粒子(平均粒径:30μm): 100部
・トルエン: 14部
・スチレン−メチルメタクリレート共重合体(成分比:90/10): 2部
・カーボンブラック(R330:キャボット社製): 0.2部
まず、フェライト粒子以外の上記成分を10分間スターラーで撹拌させ、分散した被覆液を調製し、次に、この被覆液とフェライト粒子を真空脱気型ニーダーに入れ、60℃で30分撹拌した後、更に加温しながら減圧して脱気し、乾燥させることによりキャリア1を作製した。
(試験例)
富士ゼロックス社製DocuCentre−V C7775に対して、図1及び図2に示すトナー回収供給装置55に相当する装置を取り付ける改造を行い、現像ロールに保持された現像剤のトナーを回収し、トナーカートリッジに回収トナーを供給できる構成とした。また、図1及び図2に示すトナー供給装置(トナー供給路74、搬送部材、トナー供給モータ)に相当する装置を取り付ける改造を行い、クリーニング装置でクリーニングした回収トナーをトナーカートリッジに供給できる構成とした。
そして、この装置の現像装置及びトナーカートリッジに、現像剤D1〜D9を各々充填して、次の試験を実施した。
表1に示す「トナー回収供給装置の動作」及び「感光体の非画像形成領域へのトナー像形成動作」の有無に従って、「有」の場合、動作を実施し、「無」の場合、動作を未実施としつつ、常温常湿環境下(温度25℃湿度55%RHの環境下)で、図7に示すパターン(1本の線状の画像パターン)で、トナー載り量4g/m、かつ画像密度1%の画像をA4紙に1000枚出力した。
そして、この画像形成前の現像剤に収容されたトナーのBET比表面積Aと、この画像形成後の現像剤に収容されたトナーのBET比表面積Bと、を測定した。
なお、「トナー回収供給装置の動作」及び「感光体の非画像形成領域へのトナー像形成動作」は、次の通りである。
−トナー回収供給装置の動作−
トナー回収供給装置55により、現像ロールに保持された現像剤のトナーを回収し、トナーカートリッジに回収トナーを供給する動作。
−感光体の非画像形成領域へのトナー像形成動作−
感光体の非画像形成領域に、トナー載り量4g/mで帯状のトナー像を形成し、クリーニング装置でクリーニングして、回収トナーをトナーカートリッジに供給する動作。
これらの結果を表1に示す。
Figure 0006935675
上記結果から、低画像密度を繰り返し形成しても、トナー回収供給装置を動作させて、現像ロールに保持された現像剤のトナーを回収し、トナーカートリッジに回収トナーを供給すると、トナーのBET比表面積の変動が小さく、トナー劣化が抑制されることがわかる。
ただし、トナー粒子の体積平均粒径が5μmを超えた現像剤D7〜D9では、画質が低下した。
また、低画像密度を繰り返し形成しても、感光体の非画像形成領域に帯状のトナー像を形成し、クリーニング装置でクリーニングして、回収トナーをトナーカートリッジに供給すると、トナーのBET比表面積の変動が小さく、トナー劣化が抑制されることがわかる。

10 感光体
20 帯電装置
21 帯電ロール
22 クリーニング装置
30 露光装置
40 現像装置
41 現像容器
42 現像ロール
46 トナーカートリッジ
47 トナー補給路
50 転写装置
52 転写ロール
55 トナー回収供給装置
56 回収ロール
57 除去部材
58 筐体
59 トナー供給路
60 除電装置
70 クリーニング装置
72 クリーニングブレード
74 トナー供給路
100 定着装置
300 画像形成装置
400 制御装置

Claims (6)

  1. 像保持体と、現像剤を収容した収容部、及び前記現像剤を表面に保持し前記像保持体に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像剤保持体を有する現像装置であって、前記現像剤が、体積平均粒径が3μm以上5μm以下のトナー粒子及び個数平均粒径が70nm以上200nm以下の外添剤を含み、BET比表面積Aが2.3m/g以上4.0m/g以下のトナー、並びに、体積平均粒径が20μm以上35μm以下のキャリアを含有する現像剤である現像装置と、を有する画像形成ユニットと、
    前記画像形成ユニットの像保持体に形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
    を備え、
    前記記録媒体としてのA4紙に画像密度1%の画像を1000枚出力した後の前記現像装置に収容された現像剤のトナーのBET比表面積Bが、0.8×前記BET比表面積A以上であり、
    体積平均粒径が3μm以上5μm以下のトナー粒子及び個数平均粒径が70nm以上200nm以下の外添剤を含み、BET比表面積Aが2.3m /g以上4.0m /g以下の補給トナーを収容した収容部を有し、前記現像装置の収容部に前記補給トナーを補給するトナー補給装置と、
    前記像保持体と対向した位置よりも前記現像剤保持体の回転方向下流側に前記現像剤保持体に対向して設けられ、前記現像剤保持体に保持された現像剤のトナーを回収する回収部材を有し、前記回収部材により回収したトナーを前記トナー補給装置の収容部へ供給するトナー回収供給装置と、
    予め定めた画像密度以下のトナー像を前記像保持体に形成するとき、前記トナー回収供給装置を制御し、前記現像剤保持体に保持された現像剤のトナーを回収する制御装置と、
    をさらに備える画像形成装置。
  2. 体積平均粒径が3μm以上5μm以下のトナー粒子及び個数平均粒径が70nm以上200nm以下の外添剤を含み、BET比表面積Aが2.3m/g以上4.0m/g以下の補給トナーを収容した収容部を有し、前記現像装置の収容部に前記補給トナーを補給するトナー補給装置と、
    前記像保持体の表面の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置と、
    前記クリーニング装置でクリーニングされた残留トナーを前記トナー補給装置の収容部に供給するトナー供給装置と、
    予め定めた画像密度以下のトナー像を前記像保持体に形成するとき、前記画像形成ユニットを制御し、前記像保持体の非画像形成領域にトナー像を形成する制御装置と、
    をさらに備える請求項1の画像形成装置。
  3. 前記予め定めた画像密度以下のトナー像が、画像密度5%以下のトナー像である請求項又は請求項に記載の画像形成装置。
  4. 前記現像剤のトナーのBET比表面積Bが、0.9×前記BET比表面積A以上である請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  5. 前記キャリアの体積平均粒径が、25μm以上33μm以下である請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  6. 前記外添剤の個数平均粒径が、80nm以上180nm以下である請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018163305A (ja) * 2017-03-27 2018-10-18 株式会社沖データ トナーおよびその製造方法、トナー収容体、現像装置ならびに画像形成装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0756429A (ja) * 1993-08-12 1995-03-03 Ricoh Co Ltd 画像形成方法
JPH11202708A (ja) * 1998-01-08 1999-07-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 画像形成装置
JP4708717B2 (ja) * 2003-03-07 2011-06-22 キヤノン株式会社 トナーの製造方法
JP2007034277A (ja) * 2005-06-21 2007-02-08 Fuji Xerox Co Ltd 画像形成装置及びトナー粒子の製造方法
JP2009180852A (ja) * 2008-01-30 2009-08-13 Kyocera Mita Corp 現像装置および画像形成装置
JP2009192722A (ja) * 2008-02-13 2009-08-27 Sharp Corp 二成分現像剤、並びにそれを用いた画像形成装置及び画像形成方法
JP6102561B2 (ja) * 2013-06-21 2017-03-29 富士ゼロックス株式会社 画像形成装置、画像形成方法、静電潜像現像用のトナー、及び静電潜像現像用の回収トナー
JP6064818B2 (ja) * 2013-07-18 2017-01-25 富士ゼロックス株式会社 画像形成装置、及びプロセスカートリッジ
JP6381291B2 (ja) * 2014-05-23 2018-08-29 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP2016062023A (ja) * 2014-09-19 2016-04-25 キヤノン株式会社 現像装置

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