JPH09146370A - 画像形成装置及び該画像形成装置用のトナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光ドラム上の残留トナーをクリーニングブ
レード等を用いて回収して現像器に戻す形式を採るレー
ザビームプリンタ、ファクシミリ、複写機等の電子写真
方式の画像形成装置において、リサイクルしてもトナー
の流動性を低下させないようにする。 【解決手段】 感光ドラム２０と、感光ドラム２０に静
電潜像を形成するレーザスキャナユニット３０と、静電
潜像をトナー５３により現像して感光ドラム２０上にト
ナー像を形成する現像ユニット５０と、形成されたトナ
ー像を用紙Ｐに転写する転写ローラ６０と、転写ローラ
６０による転写の後に感光ドラム２０に残留したトナー
５３を回収するクリーニングブレード４２と、回収され
たトナー５３を現像ユニット５０に搬送する搬送手段１
０１とを備えており、トナー５３は、素トナーの表面に
大きさが異なる２種類の粉末状外添剤が添加されてな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザビームプリ
ンタ、ファクシミリ、複写機等の電子写真方式の画像形
成装置の技術分野に属し、特に、転写後に感光ドラムに
残留する残留トナーをクリーニングブレード等を用いて
回収して現像器に戻す形式を採る画像形成装置の技術分
野に属する。

【０００２】

【従来の技術】近年、この種の電子写真方式の画像形成
装置において、エコロジーの観点から、廃トナーを出さ
ない電子写真プロセスの開発が進められてきた。そのよ
うなプロセスの一つとして、転写後に感光ドラム上に残
留する残留トナーをクリーニングブレード等で回収し、
それを現像器に戻して再利用するプロセスがある。

【０００３】このプロセスにおいて、回収した残留トナ
ーを現像器に戻す方法としては、クリーニングブレード
等の側から現像器の側に向けて延びるトナーリサイクル
用の搬送チューブの内部に設けられた金属オーガバネを
回転させることにより、オーガバネ及びトナー搬送チュ
ーブの内壁の摩擦によりトナーを搬送する方法がある。
この方法によれば、残留トナーを比較的効率良く現像器
に戻すことが出来る。

【０００４】そして、電子写真方式の画像形成装置にお
いては画質を高めるという一般的要請が強いため、感光
ドラム上でトナーが適切に現像、転写、クリーニング等
に供されるように、トナ−にはある程度の流動性が要求
される。このため、トナーには、その表面に流動性を高
めるための外添剤が添加されているのが一般的である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たオーガバネを用いて残留トナーを現像器へ搬送する方
法によれば、搬送の途中で、オーガバネ及び搬送チュー
ブの内壁との摩擦により、残留トナーに多大な負荷がか
かるため、外添剤が残留トナーに埋め込まれてしまい、
流動性付与剤としての機能を果たさなくなってしまう事
態が生じ得る。この結果、転写後に感光ドラムに残留す
る残留トナーを現像器に戻すことは出来ても、戻された
残留トナーを再度静電潜像の現像に供すると、肝心のト
ナー流動性が低くなってしまい最終的に出力画像の画質
の低下をもたらすという大きな問題点があった。特に、
一成分現像の場合には、トナー自体に電荷を誘起や注入
することでキャリア無しで現像を行うため、現像ローラ
上へのトナー層の形成においてトナーの流動性が極めて
重要な因子となるので、このように流動性が低下する現
象は、致命的な問題であった。

【０００６】本発明は、上記の問題点に鑑みなされたも
のであり、残留トナーを回収し、リサイクルにより現像
器で再使用しても、トナーの流動性を低下させることの
ない画像形成装置及び該画像形成装置用のトナーを提供
することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の画像形
成装置は上記課題を解決するために、感光体と、該感光
体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像を
トナーにより現像して前記感光体上にトナー像を形成す
る現像手段と、該形成されたトナー像を記録媒体に転写
する転写手段と、該転写手段による転写の後に前記感光
体に残留したトナーを回収する回収手段と、該回収され
たトナーを前記現像手段に搬送する搬送手段とを備えて
おり、前記トナーは、素トナーの表面に大きさが異なる
少なくとも２種類の粉末状外添剤が添加されてなること
を特徴とする。

【０００８】請求項１に記載の画像形成装置によれば、
潜像形成手段により、静電潜像が感光体上に形成され
る。現像手段により、該静電潜像がトナーにより現像さ
れて、感光体上にトナー像が形成される。転写手段によ
り、該形成されたトナー像が記録媒体に転写される。回
収手段により、転写の後に感光体に残留したトナーが回
収される。搬送手段により、該回収されたトナーが現像
手段に搬送される。従って、トナーのリサイクルが可能
となる。ここで、トナーに添加された少なくとも２種類
の粉末状外添剤のうち大きな粉末状外添剤は、摩擦力等
の機械的な外力を受けても素トナーに埋め込まれにくい
性質を持つ。これは、大きな粒径ほど埋め込まれる際の
素トナーの表面付近における変形移動量が大きくなるた
めである。逆に小さな粒径ほど埋め込まれる際の素トナ
ーの表面付近における変形移動量が小さくなるため、素
トナーに埋め込まれ易い性質を有する。本発明者の研究
によれば、このように大きさが異なる少なくとも２種類
の粉末状外添剤を素トナーに添加した場合には、流動性
付与剤として主に機能するのは、小さい方の粉末状外添
剤である。しかるに、本発明によれば、大きな粉末状外
添剤は、回収及び搬送の際の摩擦力等の外力を主に受け
ることにより小さな粉末状外添剤に対するスペーサとし
て機能する。即ち、小さな粉末状外添剤は、大きな粉末
状外添剤の存在により、このような摩擦力等の外力を受
けない空間内に位置することになり、素トナーに埋め込
まれない可能性が高くなる。よって全体としてみれば、
トナーが、回収及び搬送の過程で摩擦力等の外力を受け
たとしても、殆どの小さな粉末状外添剤は埋め込まれる
ことはなく、回収及び搬送後も流動性付与剤としての機
能を十分に発揮しえる。

【０００９】請求項２に記載の画像形成装置は、請求項
１に記載の画像形成装置において、前記トナーは非磁性
一成分トナーであることを特徴とする。請求項２に記載
の画像形成装置によれば、特に非磁性一成分現像の場合
に重要となる現像手段によるトナー層の形成におけるト
ナーの流動性をリサイクルされたトナーについても高く
維持することが可能となる。

【００１０】請求項３に記載の画像形成装置は、請求項
１又は２に記載の画像形成装置において、前記回収手段
は、クリーニングブレードを備えることを特徴とする。
請求項３に記載の画像形成装置によれば、回収手段はク
リーニングブレードを備えているので、感光体上の残留
トナーを効率良く回収することが出来、この際特に、大
きい方の粉末状外添剤の存在により、クリーニングブレ
ードによりトナーに与えられる摩擦力等の外力によっ
て、小さい方の粉末状外添剤が埋め込まれることを防ぐ
ことが出来る。

【００１１】請求項４に記載の画像形成装置は、請求項
１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置におい
て、前記搬送手段は、オーガバネを備えており、該オー
ガバネを回動することにより前記回収されたトナーを搬
送することを特徴とする。

【００１２】請求項４に記載の画像形成装置によれば、
搬送手段はオーガバネを備えているので、回収したトナ
ーを効率良く搬送することが出来、この際特に、大きい
方の粉末状外添剤の存在により、オーガバネによりトナ
ーに与えられる摩擦力等の外力によって、小さい方の粉
末状外添剤が埋め込まれることを防ぐことが出来る。

【００１３】請求項５に記載の画像形成装置用のトナー
は上記課題を解決するために、感光体と、該感光体に静
電潜像を形成する潜像形成手段と、該静電潜像をトナー
により現像して前記感光体上にトナー像を形成する現像
手段と、該形成されたトナー像を記録媒体に転写する転
写手段と、該転写手段による転写の後に前記感光体に残
留したトナーを回収する回収手段と、該回収されたトナ
ーを前記現像手段に搬送する搬送手段とを備えた画像形
成装置用のトナーであって、素トナーと、該素トナーの
表面に添加された大きさが異なる少なくとも２種類の粉
末状外添剤とを含むことを特徴とする。

【００１４】請求項５に記載の画像形成用のトナーによ
れば、請求項１に記載の画像形成装置の場合と同様に、
大きな粉末状外添剤は、小さな粉末状外添剤に対するス
ペーサとして機能するので、トナーが、回収及び搬送の
過程で摩擦力等の外力を受けたとしても、殆どの小さな
粉末状外添剤は埋め込まれることはなく、回収及び搬送
後も流動性付与剤としての機能を十分に発揮しえる。

【００１５】請求項６に記載の画像形成装置用のトナー
は、請求項５に記載の画像形成装置用のトナーにおい
て、前記トナーは非磁性一成分トナーであることを特徴
とする。

【００１６】請求項６に記載の画像形成用のトナーによ
れば、特に非磁性一成分現像の場合に重要となる現像手
段によるトナー層の形成におけるトナーの流動性をリサ
イクルされたトナーについても高く維持することが可能
となる。

【００１７】請求項７に記載の画像形成装置用のトナー
は、請求項５又は６に記載の画像形成装置用のトナーに
おいて、前記粉末状外添剤は、流動性付与剤として機能
するシリカを含むことを特徴とする。

【００１８】請求項７に記載の画像形成装置用のトナー
によれば、粉末状外添剤は、流動性を付与する機能に優
れたシリカを含むので、大きい粒径のシリカと小さな粒
径のシリカを添加すれば、正帯電性や負帯電性のトナー
における流動性を比較的容易に且つ効率的に高めること
が出来る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づいて説明する。図１において、本発明の
実施の一形態であるレーザビームプリンタ１は、本体ケ
ース２と、画像形成の為の用紙Ｐを給紙するフィーダユ
ニット１０と、画像形成のための露光、現像、転写等の
工程が順次行われる感光体の一例としての感光ドラム２
０と、感光ドラム２０から用紙Ｐに転写された転写画像
を用紙Ｐに定着させるための定着ユニット７０と、画像
が定着された用紙Ｐを搬送路ＰＰに沿って排出するため
の排紙トレイ７７とを備えて構成されている。

【００２０】レーザビームプリンタ１は更に、感光ドラ
ム２０の周囲に沿って順に、感光ドラム２０上に静電潜
像を形成するための潜像形成手段の一例としてのレーザ
スキャナユニット３０と、該感光ドラム２０上に形成さ
れた静電潜像をトナーにより現像するための現像ローラ
５６を有する現像手段の一例としての現像ユニット５０
と、感光ドラム２０上に現像されたトナー画像を用紙Ｐ
に転写する転写手段の一例としての転写ローラ６０と、
転写ローラ６０による転写の後に感光ドラム２０に残留
した残留トナーを回収する回収手段の一例としてのクリ
ーニングブレード４２と、転写後の感光ドラム２０に残
された残留電位を除去するための除電ランプ４１と、除
電後の感光ドラム２０を静電潜像形成可能に帯電させる
ための帯電器４０とを備えて構成されている。

【００２１】本実施の形態では特にレーザビームプリン
タ１は、クリーニングブレード４２により回収されたト
ナー５３を現像ユニット５０に搬送する搬送手段１０１
を備えて構成されている。

【００２２】次に、図１から図５を用いて、レーザビー
ムプリンタ１を構成する各構成要素について夫々詳細に
説明する。図１において、フィーダユニット１０は、本
体ケース２の後端部に位置する上部のフィーダ部ケース
３内に配置された、用紙Ｐと略同様の幅寸法を有する用
紙押圧板１１を備える。用紙押圧板１１は、その後端部
において揺動可能に枢支されている。用紙押圧板１１の
前端部には、圧縮バネ１２が設けられており、該圧縮バ
ネ１２により用紙押圧板１１は上側に弾性付勢される。
用紙押圧板１１には、左右方向に延びる給紙ローラ１３
が、回転自在に枢支されている。給紙ローラ１３は、図
示外の駆動系により、給紙のタイミングで回転駆動され
るように構成されている。フィーダユニット１０はま
た、フィーダ部ケース３内に、定形カット紙からなる用
紙Ｐを複数枚収容可能な給紙カセット１４が傾斜状に着
脱自在に装着されており、給紙ローラ１３の回転によ
り、給紙カセット１４に収容された用紙Ｐのうち、上側
の用紙Ｐから１枚ずつ給紙されるように構成されてい
る。更に、フィーダユニット１０は、用紙Ｐの重送を防
止する為に、給紙ローラ１３の下側に分離部材１５を備
えており、この分離部材１５は、圧縮バネ１６により給
紙ローラ１３に弾性付勢されている。給紙ローラ１３よ
りも搬送方向（図１において、後方から前方向き）下流
側には、給紙された用紙Ｐの先端を揃える１対のレジス
トローラ１７及び１８が回転可能に夫々枢支されてい
る。

【００２３】図１及び図２において、感光ドラム２０
は、正帯電性の材料から構成されているものとする。但
し、負帯電性の材料から構成してもよい。より具体的に
は、図２に示すように、感光ドラム２０は、例えば、円
筒状でアルミ製の円筒スリーブ２１を本体として、その
外周部に、ポリカーボネートに光導電性樹脂を分散させ
た所定厚さ（例えば、約２０μｍ）の光導電層２２を形
成した中空状のドラムから構成されており、円筒スリー
ブ２１を接地した状態で、本体ケース２に回転自在に枢
支されている。即ち、感光ドラム２０上に形成されたプ
ラス極性の静電潜像に対して、プラス極性に帯電したト
ナー５３を反転現像方式で現像するように構成されてい
る。感光ドラム２０は、駆動機構により、側面視で時計
回りに回転駆動されるように構成されている。

【００２４】図１において、レーザスキャナユニット３
０は、感光ドラム２０の下側に配設されており、感光ド
ラム２０上に静電潜像を形成する為のレーザ光Ｌを発生
するレーザ発生器３１、回転駆動されるポリゴンミラー
（５面体ミラー）３２、一対のレンズ３３及び３４、並
びに一対の反射ミラー３５及び３６を含んで構成されて
いる。レーザスキャナユニット３０を、感光ドラム２０
よりも下側に配設することにより、全体として搬送方向
の長さを短くでき、レーザビームプリンタ１をコンパク
トに構成することができるとともに、用紙搬送と干渉す
ることなく、レーザスキャナユニット３０から出射した
レーザ光Ｌで感光ドラム２０上に静電潜像を形成するこ
とができる。

【００２５】帯電器４０は、例えば、タングステンなど
からなる帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させるスコ
ロトロン型の帯電器から構成されている。本実施の形態
では、感光ドラム２０は、正帯電性のものが用いられて
いるので、本帯電器としても正帯電させる帯電器が用い
られる。

【００２６】除電ランプ４１は、例えば、ＬＥＤ（レー
ザ発光ダイオード）、ＥＬ（ElectroLuminescence)、蛍
光灯などの光源を備えて構成されており、転写後に感光
ドラム２０に残留する電荷を除去する（除電する）こと
により、残留する電荷が次回の静電潜像に影響を与え、
最終的に用紙Ｐに形成された画像に現われることを防ぐ
ように機能する。

【００２７】クリーニングブレード４２は一般的にウレ
タンゴムなどから形成され、感光ドラム２０の軸方向に
沿って延びており、感光ドラム２０の表面に所定の圧力
をもって当接しており、感光ドラム２０上の残留トナー
の他、用紙Ｐから発生する紙粉を除去する機能も有す
る。

【００２８】図１及び図２において、現像ユニット５０
は、現像部ケース４内に着脱可能に装着された二重円筒
状のトナーボックス５１を備えている。トナーボックス
５１は、回転駆動されるアジテータ５２と、電気絶縁性
を有する絶縁性のトナー５３とを収容する。トナーボッ
クス５１の前側には、トナーボックス５１に形成された
トナー供給口５１ａを介してアジテータ５２の回転によ
り供給されたトナー５３を貯蔵するトナー貯蔵室５４が
形成されている。トナー貯蔵室５４には、供給ローラ５
５がその長手方向に水平に配設され、回転可能に枢支さ
れている。更に、トナー貯蔵室５４の前側を仕切るよう
に且つ供給ローラ５５と感光ドラム２０とに夫々接する
ように、現像ローラ５６がその長手方向に水平に配設さ
れ、回転可能に枢支されている。

【００２９】供給ローラ５５は、シリコンゴムやウレタ
ンゴムなどからなる導電性を有する発砲弾性体であり、
現像ローラ５６との接触部における抵抗値は、約５×１
０⁴〜１×１０⁹ Ωに設定されている。

【００３０】また、現像ローラ５６は、シリコンゴムや
ウレタンゴムなどからなる導電性のリジッドなローラで
あり、現像バイアス電圧を印加するその中心部の電極か
ら外周の接触部に至る抵抗値は、約５×１０⁴ 〜１×１
０⁷ Ωに設定されている。供給ローラ５５及び現像ロー
ラ５６は、駆動機構により、時計回転回りに夫々回転駆
動されるように構成されている。

【００３１】図２に示すように、現像ユニット５０にお
ける現像部ケース４にはトナー貯蔵室５４が設けられて
おり、トナー貯蔵室５４は、供給ローラ５５の上側の上
部空間Ｓを大きく設けて形成されている。このため、ト
ナーボックス５１のトナー５３が、トナー供給口５１ａ
を介してトナー貯蔵室５４に多量に供給された場合で
も、トナー５３が詰め込まれて固まることがないので、
トナー５３は常に粉体状であり、その流動性が保持され
て、供給ローラ５５によるトナー供給の安定化を図るこ
とができる。

【００３２】図１及び図２において、現像部ケース４に
は、ステンレス製またはリン青銅製の薄い板状の弾性を
有する層厚規制ブレード５７が下向きに取り付けられ、
その下端部に形成された屈曲部５７ａが現像ローラ５６
に押圧状態で接触しており、供給ローラ５５から供給さ
れて現像ローラ５６の表面に層状に付着したトナー５３
の層厚が、この層厚規制ブレード５７で約１層強の所定
厚さ（約７〜１２μｍ）に規制される。このとき、現像
ローラ５６上のトナー量が約０．４ｍｇ／ｃｍ ² に設定
されるように、屈曲部５７ａの曲率半径が約０．３ｍｍ
になっている。これにより、現像ローラ５６上の層厚規
制後のトナー５３は１層強になっていることから、現像
に供されなかったトナー５３は、感光ドラム２０との接
触部に堆積することなく、現像ローラ５６に付着して回
収される。

【００３３】転写ローラ６０は、感光ドラム２０の上側
に接するように設けられ回転自在に枢支され、シリコン
ゴムやウレタンゴムなどからなる導電性を有する発泡弾
性体から構成されている。転写ローラ６０の感光ドラム
２０との接触部における抵抗値は、約１×１０⁶ 〜１×
１０¹⁰Ωに設定されている。即ち、転写ローラ６０は、
感光ドラム２０の表面に接触しているので、その抵抗値
を大きくすることで、転写ローラ６０に印加される電圧
による感光ドラム２０に形成された光導電層２２の破壊
を生じないように、しかも感光ドラム２０上のトナー画
像が用紙Ｐに確実に転写されるように構成されている。

【００３４】定着ユニット７０は、感光ドラム２０より
も搬送方向下流側に設けられ、周知のハロゲンランプを
内蔵した加熱用ローラ７１と押圧ローラ７２とからな
り、用紙Ｐの下面に転写されたトナー画像は加熱用ロー
ラ７１により加熱されつつ押圧されて用紙Ｐに定着され
る。

【００３５】用紙搬送用の１対の搬送ローラ７５及び排
紙トレイ７７は、定着ユニット７０の搬送方向下流側に
夫々設けられている。本実施の形態によれば、図１に示
すように、給紙カセット１４から給紙された用紙Ｐを搬
送する搬送経路ＰＰ（図１に一点鎖線で示す）を形成す
る、これら給紙ローラ１３、感光ドラム２０、定着ユニ
ット７０及び排紙トレイ７７は、略直線状に配置されて
いる。

【００３６】図１に示した搬送手段１０１は、図３に示
すように、クリーニングブレード４２の側から現像ユニ
ット５０の側に延びる搬送チューブ１０１ａと、搬送チ
ューブ１０１ａの内部に配置された金属製等のオーガバ
ネ１０１ｂとを備えており、オーガバネ１０１ｂを回動
することによりクリーニングブレード４２により回収さ
れたトナー５３を、搬送チューブ１０１ａの内部を現像
ユニット５０のトナー貯蔵室５４へ搬送するように構成
されている。このように、本実施の形態においては、搬
送手段１０１により、トナー５３のリサイクル系が構築
されている。

【００３７】即ち、図３に示すように、先ずトナーボッ
クス５１に貯蔵されたトナー５３ａは、アジテータ５２
によりトナー供給口５１ａを通じてトナー貯蔵室５４へ
運ばれる。次に、この運ばれたトナー５３ｂは、供給ロ
ーラ５５により現像ローラ５６へと運ばれ、層厚規制ブ
レード５７により一層のトナー５３ｃとされて、感光ド
ラム２０上で現像に供される。次に感光ドラム２０に現
像されたトナー５３ｄは、転写ローラ６０により用紙Ｐ
に転写される。次に、転写ローラ６０を通過しても、感
光ドラム２０に残留した残留トナー５３ｅは、クリーニ
ングブレード４２により回収される。回収されたトナー
５３ｆは、オーガバネ１０１ｂにより搬送チューブ１０
１ａの内部をトナー貯蔵室５４へ搬送される。搬送を完
了されたトナー５３ｇは、供給ローラ５５により再度現
像ローラ５６に供給され、現像のために再使用される。

【００３８】図１において、本実施の形態におけるトナ
ー５３は、例えば、粉砕トナーからなる一成分現像用の
非磁性一成分トナーであり、その粒径は７〜１０μｍ程
度である。この場合、トナーは、素トナーと素トナーに
添加された外添剤（流動性付与剤）の一例としてのシリ
カとを含んで構成されている。シリカは一般に負帯電性
であるが、正帯電性のシリカとしては、アミノ変性シリ
カなどがある。素トナーは、例えば、樹脂、ワックス、
カーボンブラック及びＣＣＡ（荷電制御剤）を含んで構
成されている。この樹脂としては、スチレンアクリル、
ポリエステル等が挙げられ、このワックスとしては、ポ
リプロピレン、ポリエチレン等が挙げられる。このカー
ボンブラックは、電気抵抗調整剤として用いられるもの
であり、同時に黒色現像用のトナーを構成するための色
素としても機能する。黒色以外のカラー現像用のトナー
を構成するためには、例えば、イエロー、マゼンタ、シ
アン等の色素をカーボンブラックの代わりに又はカーボ
ンブラックに加えて用いればよい。このＣＣＡとして
は、先ず正帯電用のＣＣＡとして、ニグロシン、トリフ
ェニルメタン、四級アンモニウム塩等が挙げられ、更に
負帯電用のＣＣＡとして、モノアゾ染料の金属錯体、サ
リチル酸誘導体、テトラフェニルホウ素誘導体等が挙げ
られる。外添剤の一例としてのシリカは、トナー表面改
質剤であり、流動性を改善する効果を持つ。流動性付与
の機能に加えて、外添剤には、トナーブロッキング防
止、クリーニング性改善、感光ドラムの傷つき防止、画
像濃度向上、画質向上などの機能を持たせることが可能
である。

【００３９】本実施の形態においては特に、シリカは、
粒径が大きなシリカと粒径が小さなシリカとを含んで構
成されており、トナー５３がリサイクルの際にオーガバ
ネ１０１ｂ及び搬送チューブ１０１ａの内壁から多大な
摩擦力を受けても、大きなシリカは素トナーに埋め込ま
れにくく、小さいシリカに対するスぺーサとして働く。
一方、このスペーサとして機能する大きなシリカの存在
により、オーガバネ１０１ｂ及び搬送チューブ１０１ａ
の内壁からの摩擦力を殆ど受けることのない小さなシリ
カは、リサイクルの後も、流動性付与剤としての機能を
失うことはない。ここで、この点について、図４及び図
５に基づいて、より詳細な説明を加える。

【００４０】図４に示すように、トナー５３は、素トナ
ー２０１と大きなシリカ２０２と小さなシリカ２０３と
を含んでなる。ここで、図５（ａ）に示すように、大き
なシリカ２０２は、摩擦力等の外力が加わっても、素ト
ナー２０１に埋め込まれにくい性質を持つ。これは、大
きなシリカ２０２の場合には、埋め込まれる際の素トナ
ー２０１の表面付近における（図中矢印で示した）変形
移動量が大きくなるためである。

【００４１】一方、図５（ｂ）に示すように、小さなシ
リカ２０３は、摩擦力等の外力が加わると、素トナー２
０１に埋め込まれやすい性質を持つ。これは、小さなシ
リカ２０３の場合には、埋め込まれる際の素トナー２０
１の表面付近における変形移動量が小さくなるためであ
る。

【００４２】ここで、図４に示したように、このように
大きさが異なる２種類のシリカ２０２及び２０３を素ト
ナー２０１に添加した場合には、流動性付与剤として主
に機能するのは、小さい方のシリカ２０３である。この
場合、図５（ｃ）に示すように、大きなシリカ２０２
は、回収及び搬送の際の摩擦力等の外力を主に受けるた
め、小さなシリカ２０３に対するスペーサとして機能す
る。即ち、小さなシリカ２０３は、大きなシリカ２０２
の存在により、このような摩擦力等の外力を受けない空
間内に位置することになり、素トナー２０１に埋め込ま
れない可能性が高くなる。よって全体としてみれば、ト
ナー５３が、回収及び搬送の過程で摩擦力等の外力を受
けたとしても、殆どの小さなシリカ２０３は埋め込まれ
ることはなく、回収及び搬送後も流動性付与剤としての
機能を十分に発揮しえる。以上の結果、転写後に感光ド
ラム２０に残留する残留トナー５３を回収し、リサイク
ルにより現像ユニット５０で再使用する際に、トナー５
３の流動性は、小さなシリカ２０３の存在を理由に低下
することは殆どなくなる。

【００４３】大きなシリカ２０２と小さなシリカ２０３
との大きさの比は、例えば、１．５倍程度であっても、
小さなシリカ２０３の流動性付与剤としての機能を低下
させない効果は認められるが、例えば、１０倍程度とす
れば、この効果は顕著に認められる。小さなシリカ２０
３は、例えば、数ｎｍから数十ｎｍの粒径を有してお
り、流動性付与剤としての機能を果たす。一方、この場
合、大きなシリカ２０２は、小さなシリカ２０３の１０
倍程度である数十ｎｍから数百ｎｍの粒径を有してお
り、流動性付与剤としてよりも、小さなシリカ２０３の
スペーサとしての機能を果たす。尚、素トナー２０１の
大きさは、７〜１０μｍ程であるので、図４に示したシ
リカ２０２及び２０３は、実際には素トナー２０１に比
べて遥に小さいものである。

【００４４】大きなシリカ２０２と小さなシリカ２０３
とを混合する際の重量については、例えば、素トナー２
０１に対して、０．５重量％から３重量％程度の大きな
シリカ２０２を外添し、同じく、０．５重量％から３重
量％程度の小さなシリカ２０３を外添すれば、この効果
は顕著に認められる。

【００４５】尚、シリカ以外の外添剤としては、コロイ
ダルシリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム（アルミ
ナ）等の微粉末が挙げられるが、素トナー２０１との関
係で流動性を付与する粉末であり且つ大きさが異なる２
種類のものが用意できるのであれば、特に材質を問うこ
となく本実施の形態は有効に作用し得る。

【００４６】次に、以上のように構成されたレーザビー
ムプリンタ１の動作について、図１、図６及び図７を用
いて説明する。尚、本実施の形態では、反転現像方式の
現像処理により画像形成を行うものとする。

【００４７】図１において、感光ドラム２０は、駆動機
構により側面視で時計回りに回転駆動され、供給ローラ
５５及び現像ローラ５６は、時計回転回りに夫々回転駆
動される。この結果、トナー５３の各粒子は、図６に示
すように、供給ローラ５５と現像ローラ５６との擦り付
けにより、また層厚規制ブレート５７の現像ローラ５６
への押圧摩擦により、プラス極性に帯電され、このプラ
ス極性に帯電したトナー５３が、レーザ光Ｌにより感光
ドラム２０上に形成された静電潜像に付着して、反転現
像方式で現像される。

【００４８】ここで例えば、用紙Ｐ上に形成された画像
に必要な透過濃度（画像濃度）として、例えば「２．
０」を得る為には、図７に示すように、用紙Ｐへのトナ
ー５３の付着量つまり現像トナー量として約０．７８ｍ
ｇ／ｃｍ² が必要となる。このためには、前述したよう
に、層厚規制ブレート５７により、現像ローラ５６上の
トナー量を約０．４ｍｇ／ｃｍ² に設定する一方、現像
効率を１００％より少し小さくし、現像ローラ５６の周
速度を感光ドラム２０の周速度の約２倍にする。即ちニ
ップ部で、現像ローラ５６と感光ドラム２０とが直接接
触しないように、トナー５３が現像ローラ５６上に、フ
ァンデルワールス力により僅かに残存するようにしてお
く。

【００４９】また、トナー５３の帯電量としては、気温
約１０℃且つ湿度約２０％の低温低湿環境時における約
２５μＣ／ｇから、気温約３２℃且つ湿度約８０％の高
温高湿環境時における約２０μＣ／ｇまで変化する。そ
こで、現像ローラ５６を、感光ドラム２０と同一の回転
方向で駆動した場合に、図８に示すように、１点鎖線で
示す低温低湿環境と２点鎖線で示す高温高湿環境との何
れの環境下においても、所定の現像トナー量（約０．７
８ｍｇ／ｃｍ² ）が得られるように、現像ローラ５６の
実効現像バイアス電圧は、「約２００Ｖ」に設定され
る。同時に、感光ドラム２０に形成した静電潜像の電圧
である静電潜像電圧が「約１００Ｖ」なので、現像ロー
ラ５６に印加する現像用電源Ｅの現像バイアス電圧は、
「約３００Ｖ」に設定される。

【００５０】上記のような電圧設定の下で画像形成処理
が開始されると、先ず除電ランプ４１で感光ドラム２０
上の残留電荷が一掃された後、感光ドラム２０の表面
は、帯電器４０により、例えば、図９に示すように約＋
８００Ｖに均一に帯電される。そして、この状態で、レ
ーザ発生器３１から発射されたレーザ光Ｌは、ポリゴン
ミラー３２で主走査されながらレンズ３３及び３４並び
に反射ミラー３５及び３６を経て感光ドラム２０上に照
射されて、感光ドラム２０上に静電潜像が形成される。
このとき、感光ドラム２０上における静電潜像に相当す
る部位の電圧はレーザ光Ｌの照射により、例えば図９に
示すように、約＋１００Ｖに下降する。現像ローラ５６
の表面には、現像バイアス電圧として例えば、図９に示
すように約＋３００Ｖが印加された状態で、プラス極性
のトナー５３が１層強の層厚さで付着しているので、ト
ナー５３は、それ自身の電圧よりも高い帯電電圧（約＋
８００Ｖ）に引き寄せられることはなく、それよりも低
い静電潜像電圧（約＋１００Ｖ）に引き寄せられて、現
像ローラ５６上のトナー５３が感光ドラム２０上に形成
された静電潜像に相当する部分にだけ付着して現像さ
れ、可視のトナー画像が形成される。

【００５１】トナー５３で現像された静電潜像のトナー
画像は、転写ローラ６０により用紙Ｐに転写された後、
定着ユニット７０で定着処理されて排紙トレイ７７に排
出される。

【００５２】この際、給紙カセット１４から給紙された
用紙Ｐを搬送する搬送経路ＰＰが略直線状に形成され、
用紙Ｐは、略直線状の搬送経路ＰＰにより搬送されなが
ら画像形成されることから、用紙Ｐとして、ハガキや封
筒などの厚紙やＯＨＰフィルム等を使用しても、その用
紙Ｐに綺麗に且つ確実に画像形成することができる。

【００５３】一方、図１において、転写ローラ６０を通
過する際に用紙Ｐに転写されず感光ドラム２０に残留し
た残留トナー５３は、既に記述した通りクリーニングブ
レード４２により回収され、搬送手段１０１によりトナ
ー貯蔵室５４へ搬送される。搬送されたトナー５３は、
供給ローラ５５により再度現像ローラ５６に供給され、
再使用される。このリサイクルにおける回収及び搬送の
過程で摩擦力等の外力を受けたとしても、殆どの小さな
シリカは素トナーに埋め込まれることはなく、再使用さ
れる際にも流動性付与剤としての機能を十分に発揮しえ
る。

【００５４】以上の結果、本実施の形態のレーザビーム
プリンタ１によれば、トナー５３をリサイクルしつつ
も、トナー５３の流動性低下を防止し、高画質の画像を
形成することができる。

【００５５】尚、以上の実施の形態によれば、トナーは
非磁性一成分トナーとしたが、二成分トナーであって
も、大きさが異なる２種類の粉末状外添剤を添加すれば
同種の効果が期待できる。また、モノクロ画像の形成の
みを説明したが、カラー画像形成の際にも本発明は有効
に機能する。更にまた、本実施の形態では、レーザビー
ムプリンタについて説明したが、トナーを用いた電子写
真方式の画像形成装置であれば、複写機、ファクシミリ
装置等についても本実施の形態の場合と同様に本発明は
有効に機能する。

【００５６】

【発明の効果】請求項１に記載の画像形成装置によれ
ば、トナーに添加された少なくとも２種類の粉末状外添
剤のうち大きな粉末状外添剤は、小さな粉末状外添剤に
対するスペーサとして機能し、小さな粉末状外添剤は回
収及び搬送後も流動性付与剤としての機能を十分に発揮
しえるので、残留トナーを回収しリサイクルにより現像
手段で再使用しても、トナーの流動性は低下することは
なくなる。

【００５７】請求項２に記載の画像形成装置によれば、
特に非磁性一成分現像の場合に重要となる現像手段によ
るトナー層の形成におけるトナーの流動性をリサイクル
されたトナーについても高く維持することができるの
で、本発明による流動性を低下させない効果が出力画像
の質の上に極めて顕著に現われる。

【００５８】請求項３に記載の画像形成装置によれば、
感光体上の残留トナーを効率良く回収することが出来、
この際特に、大きい方の粉末状外添剤の存在により、ク
リーニングブレードによりトナーに与えられる摩擦力等
の外力によって、小さい方の粉末状外添剤が埋め込まれ
ることを防止できるので、回収後のトナーの流動性が低
下することがなく、出力画像の画質の劣化を回避するこ
とができる。

【００５９】請求項４に記載の画像形成装置によれば、
回収したトナーを効率良く搬送することが出来、この際
特に、大きい方の粉末状外添剤の存在により、オーガバ
ネによりトナーに与えられる摩擦力等の外力によって、
小さい方の粉末状外添剤が埋め込まれることを防止でき
るので、回収後のトナーの流動性が低下することがな
く、出力画像の画質の劣化を回避することができる。

【００６０】請求項５に記載の画像形成用のトナーによ
れば、請求項１に記載の画像形成装置の場合と同様に、
大きな粉末状外添剤は、小さな粉末状外添剤に対するス
ペーサとして機能し、小さな粉末状外添剤は回収及び搬
送後も流動性付与剤としての機能を十分に発揮しえるの
で、残留トナーを回収し、リサイクルにより現像手段で
再使用しても、トナーの流動性は低下することはなくな
る。

【００６１】請求項６に記載の画像形成装置用のトナー
によれば、特に非磁性一成分現像の場合に重要となる現
像手段によるトナー層の形成におけるトナーの流動性を
リサイクルされたトナーについても高く維持することが
できるので、本発明による流動性を低下させない効果が
出力画像の質の上に極めて顕著に現われることになる。

【００６２】請求項７に記載の画像形成装置用のトナー
によれば、粉末状外添剤は、流動性を付与する機能に優
れたシリカを含むので、正帯電性や負帯電性のトナーに
おける流動性を比較的容易に且つ効率的に高めることが
出来る。

【００６３】以上の結果、本発明により、トナーをリサ
イクルしつつ出力画像の品質を維持し得る比較的簡単な
構造を有する電子写真方式の画像形成装置を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態であるレーザビームプリン
タの縦断側面図である。

【図２】図１のレーザビームプリンタの現像ユニット及
び感光ドラム部分の拡大側面図である。

【図３】図１のレーザビームプリンタにおけるトナーの
リサイクル系を示した説明図である。

【図４】図１のレーザビームプリンタに用いられるトナ
ーの構成を示す断面図である。

【図５】図４のトナーにおける外添剤が素トナーに埋め
込まれる様子を示すトナーの部分断面図である。

【図６】図１のレーザビームプリンタの現像ユニットの
拡大側面図である。

【図７】図１のレーザビームプリンタにおける現像トナ
ー量と透過濃度との関係を示す特性図である。

【図８】図１のレーザビームプリンタにおける実効バイ
アス電圧と現像トナー量との関係を示す特性図である。

【図９】図１のレーザビームプリンタで行われる反転現
像方式による現像処理の各部分の電位を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１…レーザビームプリンタ １０…フィーダユニット １３…給紙ローラ １４…給紙カセット ２０…感光ドラム ３０…レーザスキャナユニット ５０…現像ユニット ５３…トナー ５５…供給ローラ ５６…現像ローラ ６０…転写ローラ ７０…定着ユニット ７７…排紙トレイ １０１…搬送手段 １０１ａ…搬送チューブ １０１ｂ…オーガバネ ２０１…素トナー ２０２…大きなシリカ ２０３…小さなシリカ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体と、 該感光体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、 該静電潜像をトナーにより現像して前記感光体上にトナ
   ー像を形成する現像手段と、 該形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段
   と、 該転写手段による転写の後に前記感光体に残留したトナ
   ーを回収する回収手段と、 該回収されたトナーを前記現像手段に搬送する搬送手段
   とを備えており、 前記トナーは、素トナーの表面に大きさが異なる少なく
   とも２種類の粉末状外添剤が添加されてなることを特徴
   とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記トナーは非磁性一成分トナーである
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記回収手段は、クリーニングブレード
   を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像
   形成装置。
4. 【請求項４】 前記搬送手段は、オーガバネを備えてお
   り、該オーガバネを回動することにより前記回収された
   トナーを搬送することを特徴とする請求項１から３のい
   ずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 感光体と、該感光体に静電潜像を形成す
   る潜像形成手段と、該静電潜像をトナーにより現像して
   前記感光体上にトナー像を形成する現像手段と、該形成
   されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段と、該転
   写手段による転写の後に前記感光体に残留したトナーを
   回収する回収手段と、該回収されたトナーを前記現像手
   段に搬送する搬送手段とを備えた画像形成装置用のトナ
   ーであって、 素トナーと、 該素トナーの表面に添加された大きさが異なる少なくと
   も２種類の粉末状外添剤とを含むことを特徴とする画像
   形成装置用のトナー。
6. 【請求項６】 前記トナーは非磁性一成分トナーである
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置用のト
   ナー。
7. 【請求項７】 前記粉末状外添剤は、流動性付与剤とし
   て機能するシリカを含むことを特徴とする請求項５又は
   ６に記載の画像形成装置用のトナー。