JP2007233019A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】環境が変化しても安定した劣化トナーの回収能力を発揮する画像形成装置を提供する。
【解決手段】静電潜像をトナーを含む現像剤で現像してトナー像を形成し、記録媒体上に該トナー像を転写、定着させることにより上記記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、上記静電潜像を担持する像担持体と、上記トナーを含む現像剤を有し、上記像担持体の上の静電潜像を、現像してトナー像を形成する現像部と、上記現像部内の現像剤の温度を、直接あるいは間接に検知する温度検知部と、上記像担持体に対して当接離間が可能な、上記温度検知部の検知結果が所定の温度状態を示している場合に上記像担持体に当接して、上記現像部で形成されたトナー像のトナーを不織布で拭き取るトナー回収部とを備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は、静電潜像をトナーを含む現像剤で現像してトナー像を形成し、記録媒体上に該トナー像を転写、定着させることにより前記記録媒体上に画像を形成する画像形成装置に関する。

従来、プリンタやコピー機を中心とする画像形成装置が広く普及しており、このような画像形成装置を構成する様々な要素に関する技術も広く普及している。画像形成装置の中でも電子写真方式を採用している画像形成装置では、感光体ドラムをはじめとする感光体の上に印刷したいパターンである静電潜像を形成し、現像装置を用いて、この静電潜像にトナーを付着させて現像されたトナー像を形成することが行われている。このようにして形成された感光体上のトナー像は、直接、記録媒体上に転写されるか、あるいは、転写ベルトなどを介して、最終的に記録媒体上に転写され、転写後、定着装置において加圧・加熱されてトナー像が記録媒体上に定着する。

近年、社会全体で省資源化が叫ばれる中で、画像形成装置の分野でも、画像形成に用いる記録媒体（特に出力用紙）の枚数を低減する要請が強まり、記録媒体の両面に出力を行う両面出力型の画像形成装置が現れている。特に、感光体上のトナー像を記録媒体上に直接転写する直接転写方式を採用した両面出力型の画像形成装置は、転写ベルトなどの媒介物を必要としないために、小型化、低コスト化、画像形成の高効率化を実現することができ、注目を集めている。しかし、このような直接転写方式を採用した両面出力型の画像形成装置では、記録媒体の片面にトナー像の転写、定着処理が行われた後に、記録媒体の反対側の面に転写が行われることが多く、このため、定着処理において加熱された記録媒体が、反対側の面への転写の際に感光体と直接接触して感光体表面が高温になることがある。感光体表面が高温になると、その熱が感光体の傍に備えられている現像装置に伝わって現像剤が高温になり、トナーを含有する現像剤の流動性の悪化による現像剤の滞留や、トナーの外添剤の埋没が発生する。現像剤中のトナーは、高温で現像器内で滞留したままの状態が長時間継続すると、経時変化によって、感光体への付着能力や転写能力の低下といった、トナーの劣化を起こし、この結果、画像濃度が低下するといった問題が生じる。そこで、現像器内に、劣化トナーを回収する機構を設け、画像濃度が低下してくると、この機構を利用して劣化トナーを回収する画像形成装置（例えば、特許文献１参照）が提案されている。
特開平１０−２６８８５号公報

特許文献１の画像形成装置では、現像器において静電潜像の近くまで現像剤を運搬する役割を果たす現像スリーブに対して近接した位置に現像剤回収用のスリーブが設けられており、現像スリーブ上の劣化トナーが現像剤回収用のスリーブに移動して回収される。しかし、この画像形成装置では、高温下において流動性が悪くなった現像剤が、現像スリーブと現像剤回収用スリーブとが近接する付近に残留し、そのまま固着して堆積していくことがある。この結果、現像剤回収用スリーブの劣化トナーを回収する能力が低下し、回収されなかった劣化トナーが画像形成に用いられて画像濃度が低下するという問題が生じる。

本発明は、上記事情に鑑み、環境が変化しても安定した劣化トナーの回収能力を発揮する画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、
静電潜像をトナーを含む現像剤で現像してトナー像を形成し、記録媒体上に該トナー像を転写、定着させることにより上記記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
上記静電潜像を担持する像担持体と、
上記トナーを含む現像剤を有し、上記像担持体の上の静電潜像を現像してトナー像を形成する現像部と、
上記現像部内の現像剤の温度を、直接あるいは間接に検知する温度検知部と、
上記像担持体に対して当接離間が可能な、上記温度検知部の検知結果が所定の温度状態を示している場合に上記像担持体に当接して、上記現像部で形成されたトナー像のトナーを不織布で拭き取るトナー回収部とを備えたことを特徴とする。

ここで、「所定の温度状態」とは、温度が所定の閾値温度を越えた状態や、あるいは、温度が所定の閾値温度を越えた状態が、所定時間以上継続した状態など、現像剤の温度が高くなった状態を意味する。

不織布は、きめ細かな繊維が織り交ざった構成となっているため、トナー粒子のように小さな粒子であっても不織布であれば充分に拭き取ることができる。本発明の画像形成装置は、現像剤の温度が高くなり所定の温度状態になると、不織布を用いてトナー像のトナーを拭き取ることにより、温度上昇に伴って劣化したトナーが、クリーニング性良く除去される。このため、その後の画像形成においては劣化したトナーが使用されることが回避され、劣化トナーによる画像濃度の低下が防がれる。

また、本発明の画像形成装置において、「上記トナー回収部は、上記現像剤の温度が上記トナーのガラス転移温度よりも１０℃以上低い所定の閾値温度に達した温度状態で上記像担持体に当接するものである」という形態は好ましい形態である。

現像剤の温度が所定の閾値温度に達したか否かという単純な判断制御の場合には、閾値温度が高すぎると現像剤中のトナーの劣化速度が速くなり、劣化トナーの回収が間に合わなくなる。しかし、閾値温度が、トナーのガラス転移温度よりも１０℃以上低い温度であれば、単純な判断制御であっても劣化トナーを適切に回収することができ、劣化トナーが画像形成に用いられることを回避することができる。

また、本発明の画像形成装置において、「上記不織布は、ポリエステルを素材として有する不織布である」という形態は好ましい形態であり、さらに、「上記不織布は、ポリプロピレンおよびポリエステルを素材として有する不織布である」という形態はより好ましい形態である。

ポリエステルを不織布の素材として採用することで、トナーを拭き取る際のクリーニング性が向上し、ポリプロピレンとポリエステルとの組み合わせを不織布の素材として採用することで、クリーニング性がさらに向上する。

また、本発明の画像形成装置において、「上記不織布は、糸の太さが０．２デシテックス以下の繊維で構成された不織布である」という形態も好ましい形態である。

糸の太さが０．２デシテックス以下という極細繊維の不織布を採用することで、粒径の小さいトナー粒子でも充分に拭き取られる。

また、本発明の画像形成装置が、「上記記録媒体の第１面に上記トナー像を上記像担持体から直接転写し、転写されたトナー像を定着させた後、上記記録媒体の第２面に上記トナー像を上記像担持体から直接転写し、転写されたトナー像を定着させる」画像形成装置であってもよい。

像担持体から記録媒体の第１面と第２面に直接トナー像の転写を行う画像形成装置では、記録媒体の第１面のトナー像の定着処理において加熱された記録媒体の熱が、第２面へのトナー像の転写の際に像担持体に伝わりやすく、その影響で、像担持体の傍にある現像部も高温になってトナーの劣化が起こりやすい。このため、このような画像形成装置には、本発明の劣化トナーを拭き取る機構が特に効果的となる。

また、本発明の画像形成装置においては、「この画像形成装置が、上記記録媒体の第１面に上記トナー像を上記像担持体から直接転写し、転写されたトナー像を定着させた後、上記記録媒体の第２面に上記トナー像を上記像担持体から直接転写し、転写されたトナー像を定着させる画像形成装置であり、上記像担持体は、上記静電潜像を担持する周面を有し、該周面の周長が、Ａ４サイズの短辺の長さ以上である」という形態も採用可能である。

一般に、直接転写方式を採用した両面出力型の画像形成装置では、Ａ４サイズの記録媒体が用いられることが多く、このときの画像形成の方式としては、記録媒体を、記録媒体の短辺に沿った方向に搬送しながら記録媒体上に画像形成を行う方式が主に採用されている。このとき、像担持体の周面の周長が、Ａ４サイズの記録媒体の短辺の長さ未満であると、記録媒体の第１面のトナー像の定着処理において加熱された記録媒体が、第２面へのトナー像の転写の際に像担持体の周面の大部分と接触することになり、像担持体および像担持体の傍にある現像部が高温になりやすい。

上記の、像担持体の周面の周長が、Ａ４サイズの記録媒体の短辺の長さ以上である形態によれば、周面が十分に広いために、像担持体から熱が逃げやすく、像担持体が高温化することが抑制される。

本発明によれば、環境が変化しても安定した劣化トナーの回収能力が発揮される。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す全体構成図である。

この画像形成装置１０００ａは、電子写真方式を採用したモノクロの両面出力プリンタである。この画像形成装置１０００ａには、電子写真方式用の積層型の感光体であって図の矢印Ｂ方向に回転する感光体３、感光体３に接触しながら感光体を帯電する接触型の帯電器２、感光体３に向けてレーザ光を発し、感光体３上に、周囲より電位の高くなった静電潜像を形成する露光部７、静電潜像にモノクロ（ブラック）のトナーを付着させて現像することでトナー像を形成する現像器６、トナー像が形成された感光体３に搬送されてくる用紙を押圧し、バイアス電圧の印加を受けて感光体３から用紙上にトナー像の転写を行う転写ロール９、用紙上のトナー像に対し熱および圧力を加えることでトナー像の用紙への定着を行う定着器１０、これら各部を制御するＣＰＵ４、トナー像の転写後に感光体３に付着したまま残留したトナーを感光体３に接触して掻き落とすクリーニングブレード３１、温度上昇に伴って劣化したトナーを不織布で拭き取るトナー回収部６ａが備えられている。

感光体３の形状は、周長３１７．２ｍｍのロール状であり、帯電器２および転写ロール９も、それぞれ直径１４ｍｍおよび直径１８ｍｍのロールの形状を有している。

現像器６には、感光体３の近傍に位置し、負電荷を帯びたトナーと、磁性を帯びたキャリアとを成分とする現像剤を表面に担持して図のＡ方向に回転する現像スリーブ６１、現像スリーブ６１上に担持された現像剤を削り落として現像スリーブ６１上の現像剤の層厚を調整する層厚調整板６２、現像剤が溜められた容器６３、容器６３内の現像剤を攪拌する２つの攪拌部６４、現像器６の温度が閾値温度を越えたか否かを検知するサーミスタ６５が設けられている。サーミスタ６５は、温度に応じて抵抗値が変化する半導体素子であり、サーミスタ６５を流れる電流の変化から温度が所定の閾値温度に達したか否かが検知される。ここで、サーミスタ６５が、本発明にいう温度検知部の一例に相当する。また、現像スリーブ６１の内部には磁石が組み込まれており、その磁石の磁力をキャリアが受けることで、容器６３から現像剤が現像スリーブ６１の表面に付着する。この現像スリーブ６１は、不図示の現像バイアス印加部によりバイアス電圧の印加を受けており、現像スリーブ６１の電位は、静電潜像の電位よりも低く感光体３の電位よりは高い電位となっている。このため、現像スリーブ６１の表面上に付着した現像剤中のトナーは、静電潜像と現像スリーブ６１との間の電位差により、現像スリーブ６１を離れて静電潜像に付着し、感光体３上にトナー像が形成される。

トナー回収部６ａは、通常の画像形成が行なわれる際には、図１に示すように、感光体３から離間した位置（以下、離間位置と呼ぶ）に位置するが、このトナー回収部６ａは可動式であって、劣化トナー回収時には、図の上方向に移動し、感光体３と当接する。以下、このトナー回収部６ａが感光体３と当接する際の位置を当接位置と呼ぶ。この画像形成装置１０００には、このようなトナー回収部６ａの移動を実現するため、それぞれ一端がトナー回収部６ａと接続されたバネ５ａとベルト５ｂが設けられており、ベルト５ｂのもう一方の端は、ベルト張架ロール５ｃを経由してモータ５と接続されている。トナー回収部６ａが離間位置に位置しているときには、バネ５ａは、自然長にある。劣化トナー回収時にはモータ５が駆動してベルト５ｂが巻き取られ、このベルト５ｂの巻き取りによって、トナー回収部６ａが、バネ５ａを伸張させながら図の上方向に移動する。

図２は、図１に示すトナー回収部６ａが、当接位置に移動したときの状態を表す図である。

トナー回収部６ａは、不織布６０ａと、不織布６０ａを供給する供給ローラ６１ａと、不織布６０ａを巻き取る巻取ローラ６２ａと、回転する感光体３に対して不織布６０ａを押し付けるバックアップローラ６３ａと、これら供給ローラ６１ａ、巻取ローラ６２ａ、不織布６０ａ、バックアップローラ６３ａを支えながら移動する支持台６４ａとを有している。ここで、巻取ローラ６２ａは不図示の駆動源から回転駆動力を得て図２の矢印Ｃ方向に回転し、その回転によって不織布６０ａが巻取ローラ６２ａに巻き取られ、図の矢印Ｄで示すように、新しい不織布６０ａが供給ローラ６１ａから引き出される。このとき、バックアップローラ６３ａは、不織布６０ａが引き出されて巻き取られる動きに合わせて従動回転する。ここで、不織布６０ａは、不織布６０ａを構成する糸の太さが０．２デシテックス（１デシテックスは、１万メートルあたりの重量（グラム））という超極細繊維で構成された、ポリプロピレン（ＰＰ）およびポリエステル（ＰＥＴ）を素材とする不織布（商品名：ＤＦ−１、大和紡績社 製）である。

劣化トナー回収後には、トナー回収部６ａは、モータ５が駆動を停止することによりバネ５ａの弾性力で図１の離間位置に戻る。当接位置と離間位置との間のこのようなトナー回収部６ａの移動は、ＣＰＵ４がモータ５に指令を与えることで実現する。

図１に戻り、この画像形成装置１０００における画像形成の動作について説明する。

この画像形成装置１０００には、ブラックのトナーが蓄えられた不図示のトナーカートリッジが備えられており、このトナーカートリッジにより現像器６にトナーの補給が行われる。また、トナー像が転写されるために用いられる用紙は、主にＡ４サイズの用紙であり、トレイ１の中に蓄えられている。ユーザから画像形成が指示されると、トレイ１から搬送されて、転写ロール９においてトナー像の転写が行われ、図の上方向に向かって搬送されていく。図１においては、この時の用紙搬送路が、上向きの矢印で示す経路として示されている。この用紙の搬送の際、用紙は、用紙の短辺が図の搬送方向に沿うように、運ばれていき、トナー像の転写を受ける。

用紙の片面だけに画像形成を行う場合は、用紙はこの用紙搬送路を一回だけ通って定着器１０においてトナー像の定着が行われた後、図の右方向の矢印で示すように、そのまま右方向に排出される。用紙の両面に画像形成を行う場合は、上向きの矢印で示す用紙搬送路を通ることで用紙の片面にトナー像の転写および定着が行われた後、排出されずに後戻りして、上側のレジロール対８ａの間を通り下向きの矢印で示す経路を通って下方に搬送される。そして、下側のレジロール対８ｂにおいて再び上方に転じて、今度は反対側の面にトナー像が転写および定着されて排出される。ここで、この画像形成装置１０００では、出力速度（プロセススピード）は、２４０ｍｍ／ｓである。

このような形態の両面印刷では、用紙の片面に対する定着処理において加熱された用紙が、用紙の反対側の面への転写の際に感光体３と直接接触することになるため、感光体３の表面が高温になりやすい。感光体３の表面が高温になると、その熱が感光体の傍に備えられている現像装置に伝わって現像剤が高温になり、トナーを含有する現像剤の流動性の悪化による現像剤の滞留や、トナーの外添剤の埋没が発生する。現像剤中のトナーは、高温で現像器内で滞留したままの状態が長時間継続すると、経時変化によって、感光体への付着能力や転写能力の低下といった、トナーの劣化を起こし、この結果、画像濃度が低下するといった問題が生じる。

このため、この画像形成装置１０００は、感光体の温度上昇をなるべく抑制できるように、周面が広くで熱が逃げやすい感光体を採用している。後述するように、Ａ４サイズの用紙を使用して、用紙の短辺方向に移動させながら両面出力を行う出力形態では、感光体の周長が、Ａ４サイズの用紙の短辺の長さである２１０ｍｍ以上であると、感光体の温度上昇抑制効果が大きく、この画像形成装置１０００の有する感光体３の周長３１７．２ｍｍは、この領域に属している。

また、劣化トナーが画像形成に使用されることを回避するため、この画像形成装置１０００は、現像器６の温度が閾値温度を越えると、トナー回収部６ａを前述の当接位置まで移動させるとともに、さらに、所定量のトナーを現像器６から感光体３に排出させ
、排出されたトナーを不織布６０ａで拭き取ることで、最終的に、現像器６から劣化トナーを回収する。以下では、このような劣化トナーの回収について説明する。

図３は、劣化トナーの回収を行う際の、図１に示す画像形成装置の動作の流れを表すフローチャートである。

この画像形成装置１０００では、上述した画像形成の動作とともに、図１に示すサーミスタ６５によって現像器６の温度検知が行われる（ステップＳ１）。現像器６の温度が、所定の閾値温度を越えていない場合は（ステップＳ２；Ｎｏ）、上述した画像形成が行われるとともに、ステップＳ１に戻って現像器６の温度検知作業が続行される。この閾値温度は、画像形成に用いられるトナーのガラス転移温度（Ｔｇ）に応じて決まり、この画像形成装置１０００で用いられるトナーのガラス転移温度（Ｔｇ）を仮に５０℃とすると、この閾値温度は、４０℃であり、トナーのガラス転移温度（Ｔｇ）である５０℃よりも、１０℃低い温度である。

以下では、トナーのガラス転移温度（Ｔｇ）が５０℃であって、閾値温度が４０℃であるとして説明を進めるが、これはあくまでも一例であり、閾値温度が画像形成に用いられるトナーのガラス転移温度（Ｔｇ）より１０℃以上低い温度であると、画像形成に劣化トナーが使用されることを抑制する効果が特に大きい。

閾値温度を越えたことが検知された場合は（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、閾値温度を越えた状態で出力された用紙の枚数が、ＣＰＵ４によりカウントされる（ステップＳ３）。閾値温度を越えた状態で出力された用紙の枚数が１００枚に達するまで（ステップＳ４；Ｎｏ）、上記のステップＳ１〜ステップＳ３が繰り返される。閾値温度を越えた状態で出力された用紙の枚数が１００枚に達すると（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ４は、用紙上への画像形成を停止させ、さらにモータ５に指令を与えてトナー回収部６ａを図２の当接位置まで移動させる（ステップＳ５）。そして、ＣＰＵ４の指令に基づき、現像器６が、画像２枚分のトナーを感光体３上に排出する。感光体３上に排出された、画像２枚分のトナーは、図２において説明したように、トナー回収部６ａの有する不織布６０ａによって感光体３から拭き取られる（ステップＳ６）。そして、ＣＰＵ４は、出力用紙の枚数のカウント値をリセットし、モータ５に指令を与えてトナー回収部６ａを図１の離間位置まで移動させ（ステップＳ７）、画像形成作業が再開される。
このように、この画像形成装置１０００では、トナーの回収が行われる際には、トナー回収部６ａの有する不織布６０ａが、トナーを感光体３から拭き取る。不織布は、きめ細かな繊維が織り交ざった構成となっているため、トナーのように小さな粒子によって構成されているものであっても、不織布であれば充分に拭き取ることができ、拭き残しが少ない。このため、この画像形成装置１０００では、温度上昇に伴って劣化したトナーが、クリーニング性良く除去されることとなり、その後の画像形成においては、劣化トナーによる画像濃度の低下が防がれる。

以下では、温度が上昇するとトナー回収部６ａがトナーの拭き取りを行うことで画像濃度の低下が抑制されることを、具体的な実験データに基づいて説明する。なお、以下に説明する実験では、いずれも、トナーのガラス転移温度（Ｔｇ）が５０℃であり、形状係数値（ＳＦ）１３２、体積平均粒径６．４μｍのほぼ球形の重合トナー粒子を含有する現像剤が用いられている。また、この現像剤には、外添剤として、２種類の体積平均粒径４０ｎｍの無機微粒子と、１種類の体積平均粒径５０ｎｍの無機微粒子とが用いられている。

この実験では、用紙の両面それぞれに、複数のソリッドパッチ（黒い部分）を有する画像比率１％〜４％のモノクロ画像を３０００枚連続出力するという出力テストを、以下の３つの状況下で行う。
（実施例１）画像形成装置１０００（閾値温度が４０℃、糸の太さが０．２デシテックスの、ポリプロピレン（ＰＰ）およびポリエステル（ＰＥＴ）を素材とする不織布を使用、感光体の周長は３１７．２ｍｍ）を用いて、上記の出力テストを行う。
（実施例２）ナイロン（ＮＹ）およびポリエステル（ＰＥＴ）を素材とする不織布が使用されている点を除けば、画像形成装置１０００と同様の構成を持つ画像形成装置を用いて、上記の出力テストを行う。
（実施例３）ポリプロピレン（ＰＰ）およびポリエチレン（ＰＥ）を素材とする不織布が使用されている点を除けば、画像形成装置１０００と同様の構成を持つ画像形成装置を用いて、上記の出力テストを行う。
（実施例４）閾値温度が４２℃である点を除けば、画像形成装置１０００と同様の構成を持つ画像形成装置を用いて、上記の出力テストを行う。
（実施例５）閾値温度が４２℃である点と、ナイロン（ＮＹ）およびポリエステル（ＰＥＴ）を素材とする不織布が使用されている点を除けば、画像形成装置１０００と同様の構成を持つ画像形成装置を用いて、上記の出力テストを行う。
（実施例６）閾値温度が４２℃である点と、ポリプロピレン（ＰＰ）およびポリエチレン（ＰＥ）を素材とする不織布が使用されている点を除けば、画像形成装置１０００と同様の構成を持つ画像形成装置を用いて、上記の出力テストを行う。
（実施例７）糸の太さが１．１デシテックスの不織布が使用されている点を除けば、画像形成装置１０００と同様の構成を持つ画像形成装置を用いて、上記の出力テストを行う。
（実施例８）感光体の周長が２１３．５ｍｍである点を除けば、画像形成装置１０００と同様の構成を持つ画像形成装置を用いて、上記の出力テストを行う。
（実施例９）感光体の周長が１４１．３ｍｍである点を除けば、画像形成装置１０００と同様の構成を持つ画像形成装置を用いて、上記の出力テストを行う。
（比較例１）不織布によるトナー回収機構が存在せず、また、温度検知も、１００％ベタ画像２枚分のトナーの排出も行わない点を除けば、画像形成装置１０００と同様の構成を持つ画像形成装置を用いて、上記の出力テストを行う。
（比較例２）不織布によるトナー回収機構が存在しない点を除けば、画像形成装置１０００と同様の構成を持つ画像形成装置を用いて、上記の出力テストを行う。この比較例２では、実施例１と同様に温度が上昇すると画像２枚分のトナーの排出が行われ、排出されたトナーは、図２のクリーニングブレード３１によって感光体から除去される。

これら実施例１〜実施例９、比較例１および比較例２それぞれについて、１００枚ごとに、用紙の両面について複数のソリッドパッチそれぞれの濃度をＸ−ｒｉｔｅ社製Ｘ−ｒｉｔｅ４０４Ａを用いて３回測定して平均を取り、さらにそれらの平均値をソリッドパッチ数で平均して画像濃度（単位はＳＡＤ）を求める。この作業を全出力枚数／１００枚回行い、これら全出力枚数／１００枚回分の画像濃度の平均をとることで、最終的な画像濃度を算出する。そして、この最終的な画像濃度の結果を以下のカテゴリーに分けて評価する。

◎ ： １．３４以上
○ ： １．３０以上１．３４未満
○− ： １．２６以上１．３０未満
△ ： １．２０以上１．２６未満
× ： １．２０未満
下記表１に実験１の結果を示す。

この表１に示すように、温度が上昇するとトナー回収部６ａがトナーの拭き取るという制御を行う実施例１〜実施例９と、このような制御を行わない比較例１とを比較すると、比較例１では画像濃度１．２０未満（評価は×）であるのに対し、実施例１〜実施例９ではいずれも画像濃度は１．２０以上であり、画像濃度の低下が小さくなっている。このことから、ベタ画像２枚分のトナーの排出して不織布で拭き取ることにより、劣化したトナーが除去され画像濃度の低下が回避されていることがわかる。

また、不織布によりトナーの回収を行う実施例１〜実施例３と、これらよりさらに下流側に備えられたクリーニングブレードでトナーの除去を行う比較例２とを比較すると、比較例２では汚れが大量に発生している（評価は×）のに対し、実施例１〜実施例３では、いずれも用紙の汚れが発生していない（評価は○）。この結果は、図１においてトナー回収部６ａは、転写ロール９の上流側に位置し、一方、クリーニングブレード３１は転写ロール９の下流側に位置していることを反映しており、比較例２ではトナーの除去の際に排出されたトナーが転写ロールと接触し、このために用紙に汚れが発生することとなる。従って、トナーの回収は、実施例１〜実施例３のように、転写ロール９の上流側で行うにが望ましいということが結論できる。

また、閾値温度が４０℃である実施例１の画像濃度と、閾値温度が４２℃である実施例４の画像濃度とを比較すると、実施例１の方が画像濃度が高い結果が得られている。この結果は、実施例１では、温度上昇の早い段階で劣化してきたトナーの除去が行われるため、画像形成に劣化トナーが使用されることが抑制されていることを反映している。この結論は、実施例２の画像濃度と実施例５の画像濃度との比較、および実施例３の画像濃度と実施例６の画像濃度との比較からも導き出される。

また、ポリプロピレン（ＰＰ）およびポリエステル（ＰＥＴ）を素材とする不織布を使用する実施例１、ナイロン（ＮＹ）およびポリエステル（ＰＥＴ）を素材とする不織布を使用する実施例２、ポリプロピレン（ＰＰ）およびポリエチレン（ＰＥ）を素材とする不織布を使用する実施例３の３つの実施例の中では、不織布にポリエステル（ＰＥＴ）を採用する実施例１および実施例２が、画像濃度が１．３４以上（評価は◎）となっており、不織布にポリエステル（ＰＥＴ）を採用しない実施例３の結果（評価は○）よりも良い結果が得られている。同様に、ポリプロピレン（ＰＰ）およびポリエステル（ＰＥＴ）を素材とする不織布を使用する実施例４、ナイロン（ＮＹ）およびポリエステル（ＰＥＴ）を素材とする不織布を使用する実施例５、ポリプロピレン（ＰＰ）およびポリエチレン（ＰＥ）を素材とする不織布を使用する実施例６の３つの実施例の中で比較を行うと、実施例４の結果（評価は○）が最も良く、次いで実施例５（評価は○−）、実施例６（評価は△）の順となっている。以上の実施例１〜実施例３の中での比較、実施例４〜実施例６の中での比較から、不織布の素材として、ポリエステル（ＰＥＴ）を採用することが好ましく、さらにはポリプロピレン（ＰＰ）およびポリエステル（ＰＥＴ）の組み合わせで用いることが特に好ましいということがわかる。

また、不織布の糸の太さが０．２デシテックスの実施例１と、不織布の糸の太さが１．１デシテックスの実施例７とを比較すると、実施例７では画像濃度は１．２０以上１．２６未満（評価は△）であるのに対し、実施例１では画像濃度１．３４以上（評価は◎）と画像濃度の低下が小さくなっている。このことから、０．２デシテックス以下の極細繊維で構成された不織布を使用することで、粒径の小さいトナー粒子でも充分に拭き取られるということがわかる。

また、感光体の周長が互いに異なる、実施例１、実施例８、および実施例９の中で比較を行うと、感光体の周長が、Ａ４サイズの用紙の短辺の長さである２１０ｍｍよりはるかに小さい実施例９では、画像濃度は、１．２０以上１．２６未満となっているのに対し、感光体の周長が、２１０ｍｍ以上となっている実施例１および実施例８では、画像濃度は、いずれも１．２６以上と、画像形成の上で極めて良好な画像濃度となっている。

Ａ４サイズの用紙を使用して、用紙の短辺方向に移動させながら両面出力を行う出力形態の画像形成装置では、感光体の周長が、Ａ４サイズの用紙の短辺の長さ未満であると、用紙の片面に対する定着処理において加熱された用紙が用紙紙の反対側の面への転写の際に感光体の表面全体と常に直接接触することになり、感光体の温度が上昇しやすい。さらに、このように感光体の周長が短いと周面が狭くて熱が逃げにくく、表１の結果は、これら２つの事実を反映している。従って、感光体としては、実施例１および実施例８のように、その周長が、Ａ４サイズの用紙の短辺の長さ以上である感光体を採用することが望ましいということがわかる。

以上の解析結果をまとめると、温度上昇に伴って劣化したトナーを不織布で拭き取ることで、その後の画像形成において使用されるトナーの転写性が維持されるということが結論できる。また、この効果をさらに向上させるための要件として、トナー回収の目安となる閾値温度がトナーのガラス転移温度（Ｔｇ）より１０℃以上低い温度であること、ポリプロピレン（ＰＰ）およびポリエステル（ＰＥＴ）を素材とする、０．２デシテックス以下の極細繊維で構成された不織布を使用すること、および、周長がＡ４サイズの用紙の短辺の長さである２１０ｍｍ以上となっている感光体を採用することとを満たすことで、さらに良好な画像形成が行われるということがわかる。

以上の説明では、高温になると、現像器が感光体上にトナーを排出してそのトナーを不織布で拭き取る形態が採用されていたが、このような形態以外に、あらかじめ２台以上の感光体を備え、画像形成にはそのうちの一台を使用し、この感光体が高温になると、使用していない感光体と入れ替えるという形態も可能である。

また、以上説明した実施形態では、帯電器として接触型の帯電器を用い、感光体として積層型の感光体を用いたが、本発明は、帯電器としてコロトロンなど非接触型の帯電器を用い、感光体として単層型の感光体を用いるものでもよい。

また、本実施形態では、静電潜像を形成するため、レーザ光を発する露光器を用いたが、本発明は、ＬＥＤ光を発する露光器を用いてもよい。

また、本実施形態の画像形成装置は、モノクロの両面出力プリンタであったが、本発明の画像形成装置は、カラーの両面出力プリンタに応用されてもよい。

また、以上説明した実施形態では、現像器に備えられたサーミスタにより温度検知が行われたが、本発明は、このように直接的に現像剤の温度を検知する形態以外に、例えば、感光体の近傍に備えられたサーミスタが感光体表面の温度の検知することを通じて、現像器内の現像剤の温度が間接的に検知される形態であってもよい。

本発明の画像形成装置の一実施形態を示す全体構成図である。 図１に示すトナー回収部６ａが、当接位置に移動したときの状態を表す図である。 劣化トナーの回収を行う際の、図１に示す画像形成装置の動作の流れを表すフローチャートである。

符号の説明

１０００ 画像形成装置
１ トレイ
２ 帯電器
３ 感光体
３１ クリーニングブレード
４ ＣＰＵ
５ モータ
５ａ バネ
５ｂ ベルト
５ｃ ベルト張架ロール
６ 現像器
６１ 現像スリーブ
６２ 層厚調整板
６３ 容器
６４ 攪拌部
６５ サーミスタ
６ａ トナー回収部
６０ａ 不織布
６１ａ 供給ローラ
６２ａ 巻取ローラ
６３ａ バックアップローラ
６４ａ 支持台
７ 露光部
８ａ，８ｂ レジロール対
９ 転写ロール
１０ 定着器

Claims (1)

1. 静電潜像をトナーを含む現像剤で現像してトナー像を形成し、記録媒体上に該トナー像を転写、定着させることにより前記記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
   前記静電潜像を担持する像担持体と、
   前記トナーを含む現像剤を有し、前記像担持体の上の静電潜像を現像してトナー像を形成する現像部と、
   前記現像部内の現像剤の温度を、直接あるいは間接に検知する温度検知部と、
   前記像担持体に対して当接離間が可能な、前記温度検知部の検知結果が所定の温度状態を示している場合に前記像担持体に当接して、前記現像部で形成されたトナー像のトナーを不織布で拭き取るトナー回収部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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