JP2005250373A - 電子写真用現像剤、画像形成方法、および放電生成物除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 感光体を清掃するための特別な部材が不要であり、しかもブラシマークなどの画像欠陥が生じることの無い電子写真用現像剤、画像形成方法、および放電生成物除去方法の提供。
【解決手段】電子写真装置において感光体表面に形成された潜像を現像するのに使用される二成分現像剤であって、磁性キャリア粒子と前記感光体表面に付着するトナーとを含有し、前記磁性キャリア粒子の安息角が２２度以下である電子写真用現像剤、前記電子写真用現像剤を用いた画像形成方法、および放電生成物除去方法。
【選択図】 図８

Description

本発明は、電子写真用現像剤、画像形成方法、および放電生成物除去方法に関し、特に、所謂アゲインスト現像を行ったときに感光体の表面にブラシマークが生じ難い電子写真用現像剤、前記電子写真用現像剤を用いた画像形成方法および放電生成物除去方法に関する。

表面が帯電され、露光されて静電潜像が形成される感光体と、前記感光体の表面にトナーを付着させ、表面の潜像を現像する現像手段と、前記現像手段で形成されたトナー画像を普通紙などの適宜の記録媒体に転写、定着させる転写定着手段とを有する電子写真装置は、複写機やプリンタとして広く使用されている。

前記画像形成装置においては、コロトロンのような放電装置によって前記感光体を帯電させるので、運転を長時間継続すると、感光体の表面が劣化したり、放電生成物が蓄積したりすると考えられる。

そこで、一定の枚数のプリントを行う毎に、前記感光体の表面を清掃して表面の劣化層や放電生成物を除去することが広く行われている。

従来は、ブレードのような部材を接触させて感光体の清掃を行うことが一般的であったが、ブレードによって感光体の表面に傷がつく可能性があった。また、ブレードが磨耗すると清掃能力が低下するという問題もあった。

従来の放電生成物除去方法の問題を解決する手段として、ウェブを介して単泡スポンジローラを所定の周期で感光体に当接せしめる刷新手段を設けた画像形成装置が提案された（特許文献１）。
特開平８−１２３１９５号公報

しかしながら、前記画像形成装置においては、ウェブを感光体の表面に当接させて感光体表面の劣化層や放電生成物を除去しているから、前記ウェブを感光体に当接させるための特別な部材が必要になるだけでなく、前記ウェブが感光体表面に接触することによって感光体表面に痕がつき、前記痕に起因してブラシマークなどの画像欠陥が生じることがあった。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、感光体を清掃するための特別な部材が不要であり、しかもブラシマークなどの画像欠陥が生じることの無い電子写真用現像剤、画像形成方法、および放電生成物除去方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、電子写真装置において感光体表面に形成された潜像を現像するのに使用される二成分現像剤であって、磁性キャリア粒子と前記感光体表面に付着するトナーとを含有し、前記磁性キャリア粒子は、水平面に落下させたときに生じる円錐体の母線と水平面とのなす角である安息角が２２度以下であることを特徴とする電子写真用現像剤に関する。

二成分現像剤を用いて現像を行う電子写真装置は、通常、感光体に相対するように配設された現像ローラを備える。現像ローラは、表面に磁極が形成された磁性ローラであり、感光体との間に一定の大きさの間隙が形成されるように配設されている。前記現像ローラの表面には、前記二成分現像剤中の磁性キャリア粒子が磁力線に沿って穂立ちして磁気ブラシを形成する。そして現像ローラが回転すると、表面の磁気ブラシが感光体の表面を摺擦し、前記磁気ブラシに付着していたトナーが感光体に付着して潜像が現像される。

前記電子写真装置においては、通常は、前記原理で現像を行う現像モードで運転されるが、たとえば１０００枚または１００００枚など一定の印刷枚数毎に感光体表面の放電生成物を掻き取る放電生成物掻取りモードに切り替えて３〜５分間運転することもできる。前記放電生成物掻取りモードにおいては、現像ローラに現像バイアス電圧を印加して表面の磁気ブラシからトナーを除去するとともに、前記現像ローラを停止させるか低速で回転させて、トナーを全くまたは殆ど含んでいない磁気ブラシで感光体の表面を摺擦する。

ここで、現像モードおよび放電生成物掻取りモードの何れにおいても、現像ローラと感光体との間隙である現像ニップにおける磁気ブラシの硬さが重要である。前記電子写真用現像剤においては、磁性キャリア粒子の安息角が２２度以下と小さいから、磁性キャリア粒子間の摩擦も小さい。したがって、現像ニップ中での磁性キャリア粒子の流動性を高く保つことができ、柔軟な磁気ブラシを形成できる。故に、現像ニップ中でも磁気ブラシが硬くなり過ぎることがないから、放電生成物掻取りモードにおいては充分な放電生成物掻取り効果が得られ、現像モードにおいては、感光体に必要充分な濃度のトナーを付着させることができ、良好な画質が得られる。また、磁気ブラシが現像ニップに突入しやすくなるから、感光体の現像ニップ下流側に現像剤溜りが生じ難くなり、感光体の表面におけるブラシマークの発生を抑制できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子写真用現像剤において、前記磁性キャリア粒子の安息角が２０度以下である電子写真用現像剤に関する。

前記電子写真用現像剤中の磁性キャリア粒子は、現像ニップ中での流動性が更に高いから、放電生成物掻取りモードにおける放電生成物掻取り効果と現像モードにおける画質とを更に高いレベルで両立できる。また、現像ニップへの磁気ブラシの突入も更に容易になるから、感光体の現像ニップ下流側における現像剤溜りの発生は更に少なく、感光体の表面におけるブラシマークの発生を更に効果的に抑制できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の電子写真用現像剤において、前記磁性キャリア粒子がフェライト系キャリア粒子である電子写真用現像剤に関する。

前記電子写真用現像剤中の磁性キャリア粒子は、前述のようにフェライト系キャリア粒子であるから、組成や製造条件によって磁力や電気抵抗などの物性を容易に調整できる。また、粒子形状が球形に近いから流動性が高く、安息角が２２度以下の粒子が容易に製造できる。加えて化学的に安定である点でも好ましい。

請求項４に記載の発明は、感光体の表面を帯電させ、露光して潜像を形成し、トナーと磁性キャリア粒子とを含有する二成分現像剤を用いて前記潜像を現像する画像形成方法であって、前記二成分現像剤として請求項１〜３の何れか１項に記載の電子写真用現像剤を使用するとともに、前記感光体に相対するように配設された磁性ローラである現像ローラの表面に前記電子写真用現像剤を穂立ちさせ、この現像ローラを、前記感光体に対向する部分において回転方向が逆になるように回転させて前記感光体の表面を摺擦することにより、前記現像を行うことを特徴とする画像形成方法に関する。

前述のように前記電子写真用現像剤中の磁性キャリア粒子は粒子間の摩擦が少なく、流動性が高いから、現像ニップ中でも磁気ブラシが硬くなり過ぎることがない。したがって、良好な画質のトナー画像が得られる。また、現像ニップへの磁気ブラシの突入が容易であるから、感光体の現像ニップ下流側に現像剤溜りが発生し難い故に、感光体の表面におけるブラシマークの発生が効果的に防止される。

請求項５に記載の発明は、露光により潜像が形成される感光体と、前記感光体に相対するように配設され、トナーと磁性キャリア粒子とを含有する二成分系現像剤で前記感光体表面の潜像を現像する磁性ローラである現像ローラとを備える電子写真装置において、前記感光体の表面の放電生成物を除去する放電生成物除去方法であって、前記磁性キャリア粒子の安息角は２２度以下であるとともに、前記現像ローラの表面に前記磁性キャリア粒子を穂立ちさせて磁気ブラシを形成して前記現像ローラに現像バイアス電圧を少なくとも一定時間印加して前記磁気ブラシからトナーを除去し、前記感光体を回転させることにより、前記トナーを除去した磁気ブラシで前記感光体の表面を摺擦することを特徴とする放電生成物除去方法に関する。

磁性キャリア粒子がトナーに覆われた状態で磁気ブラシを形成した場合においては、トナーに付着している外添剤やトナーそのものがスペーサ粒子として働くので、感光体と磁気ブラシとの間の課擦係数は小さい。

しかし、前記放電生成物除去方法においては、前記現像ローラに現像バイアス電圧を少なくとも一定時間印加して磁性キャリア粒子からトナーを除去しているから、磁気ブラシ中の磁性キャリア粒子が感光体表面に直接に接触する。したがって、磁気ブラシと感光体との間には、感光体表面に生成した放電生成物を効果的に掻き取るのに充分な摩擦力が生じるから、デリーションの発生を防止できる。

また、前記放電生成物除去方法は、感光体表面の放電生成物を掻き取る放電生成物掻取りモードにおいて実施されるから、現像ローラで現像を行いながら放電生成物を掻き取る場合と比較し、感光体と現像ローラとの間の空隙である現像ギャップ中の磁性キャリア粒子の密度であるパッキング密度をより低く設定できる。したがって、磁性ブラシによるブラシマークの発生がないＭＯＳ、ＤＲＳ、および感光体ドラム周速などのパラメータ範囲が広い点でも好ましい。

加えて、前記磁性キャリア粒子は安息角が２２度以下であるから、粒子間の摩擦が少なく、流動性が高い。したがって、柔軟性の高い磁性ブラシが形成されるから、磁気ブラシによって感光体表面に傷が付くことが防止される。また、現像ニップへの磁気ブラシの突入が容易であるから、感光体の現像ニップ下流側に現像剤溜りが発生し難く、感光体の表面におけるブラシマークの発生が効果的に防止される。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の放電生成物除去方法において、前記磁性キャリア粒子の安息角が２０度以下である放電生成物除去方法に関する。

前記電子写真用現像剤中の磁性キャリア粒子は、現像ニップ中での流動性が更に高いから、高い放電生成物掻取り効果が得られるだけでなく、磁気ブラシで擦られることにより感光体表面に傷が付くことが効果的に防止される。

請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の放電生成物除去方法において、前記磁性キャリア粒子が、フェライト系粒子表面をコーティングしたフェライト系キャリア粒子である放電生成物除去方法に関する。

前記磁性キャリア粒子は、前述のようにフェライト系キャリア粒子であるから、組成や製造条件によって磁力や電気抵抗などの物性を容易に調整できる。また、粒子形状が球形に近いから流動性が高く、安息角が２２度以下の粒子が容易に製造できる。加えて化学的に安定である点でも好ましい。

請求項８に記載の発明は、請求項５〜７の何れか１項に記載の放電生成物除去方法において、前記現像ローラを停止させ、前記感光体を回転させることにより、前記現像ローラの表面の磁気ブラシで前記感光体表面を摺擦する放電生成物除去方法に関する。

前記放電生成物除去方法においては、前記放電生成物掻取りモードのときは現像ローラを停止させて現像バイアス電圧を印加しているから、磁気ブラシ中に残存していたトナーは現像ローラの停止直後に感光体に移行し、感光体の表面は、トナーを全く含まないか、殆ど含まない磁気ブラシによって摺擦される。したがって、感光体表面に生成した放電生成物は効果的に掻き取られる。

なお、現像バイアス電圧は、放電生成物掻取りモード開始時だけ印加してもよく、放電生成物掻取りモードの間中、印加してもよい。

請求項９に記載の発明は、請求項５〜７の何れか１項に記載の放電生成物除去方法において、前記現像ローラを停止させて前記感光体を回転させることにより、前記現像ローラの表面の磁気ブラシで前記感光体表面を摺擦し、次いで、前記現像ローラを、現像バイアス電圧を印加しつつ一定時間回転させ、再び停止させて前記感光体の表面を磁気ブラシで摺擦する放電生成物除去方法に関する。

前記放電生成物除去方法によれば、前記現像ローラが回転する毎に感光体を摺擦する磁気ブラシが更新されるから、感光体の表面に磁気ブラシ摺擦ムラが生じることが防止される。

請求項１０に記載の発明は、請求項５〜７の何れか１項に記載の放電生成物除去方法において、前記感光体を回転させるとともに、前記現像ローラを、現像バイアス電圧を印加しつつ、前記感光体の周速の５％以下の周速で、前記感光体に対向する部分において回転方向が逆になるように回転させることにより、前記現像ローラの表面の磁気ブラシで前記感光体表面を摺擦する放電生成物除去方法に関する。

前記放電生成物除去方法においても、感光体は常に新たな磁気ブラシで摺擦されるから、感光体の表面に磁気ブラシ摺擦ムラが生じることが防止される。

また、現像ローラの周速は前記感光体の周速の５％以下と低速であるから、放電生成物掻取りモードにおいては、現像ローラを回転させるにもかかわらず、トナーを大量に含有する二成分系現像剤が現像ギャップに次々に供給されることがない。したがって、感光体の表面に生成した放電生成物が効果的に除去される。

更に、通常、現像モードでは感光体に対向する方向に現像ローラを回転させるから、放電生成物掻取りモードにおいても現像ローラの回転方向を切り替える必要がなく、只、回転速度を切り替えるだけである。加えて定常的に回転させるから、現像ローラの回転制御が容易である。

なお、本発明の画像形成方法および放電生成物除去方法を好適に実施できる画像形成装置としては、たとえば、露光により潜像が形成される感光体と、トナーと磁性キャリア粒子とを含有する二成分系現像剤で前記感光体表面の潜像を現像する現像ローラを備える画像形成装置であって、前記現像ローラによって感光体上の潜像を現像する現像モードと、前記現像ローラによって前記感光体表面の放電生成物を掻き取る放電生成物掻取りモードとの何れかで運転でき、前記放電生成物掻取りモードにおいては、前記現像ローラの表面に前記磁性キャリア粒子を穂立ちさせて磁気ブラシを形成するとともに、前記現像ローラに現像バイアス電圧を少なくとも一定時間印加して前記磁気ブラシからトナーを除去し、前記感光体を回転させることにより、前記トナーを除去した磁気ブラシで前記感光体の表面を摺擦することを特徴とする画像形成装置が挙げられる。

以上説明したように、本発明によれば、感光体を清掃するための特別な部材が不要であり、しかもブラシマークなどの画像欠陥が生じることの無い電子写真用現像剤、画像形成方法、および放電生成物除去方法が提供される。

１．実施形態１
本発明の画像形成方法および放電生成物除去方法を好適に実施できる画像形成装置の一例であるカラープリンタについて以下に説明する。
（１）構成
カラープリンタ１０は、図１、２に示すように、シアン、マゼンタ、イエロー、黒の４色のトナーによってカラー画像を形成するプリント部３０と、プリント部３０の下方に位置する給紙トレイ１６と、プリント部３０の上方に位置する集積トレイ１７とを備える。

プリント部３０は、図１および図２に示すように、シアン、マゼンタ、イエロー、黒の各色の現像ユニット１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋと、夫々の現像ユニット１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋによって現像される感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋと、中間転写ベルト１４とを有する。現像ユニット１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋと、感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋとは、中間転写ベルト１４に面して並列に配設されている。

カラープリンタ１０は、所謂タンデム式のフルカラープリンタであって、現像ユニット１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋによって現像された４色のトナー像は、中間転写ベルト１４が１周する間に中間ベルト１４上に重ね合される。

給紙トレイ１６の上方には、給紙ローラ１８が、給紙トレイ１６にセットされた用紙Ｐの搬送方向先端部に当接するように配列されている。更に、用紙Ｐを搬送する搬送経路１９が、給紙トレイ１６における給紙ローラ１８を設けた側から後述する転写部２２および定着部２８を経由して集積トレイ１７に向かって上方にＳ字状に延びている。搬送経路１９には搬送ローラ２０が２組配置されている。用紙Ｐは、給紙ローラ１８と用紙捌き手段（図示せず。）とにより、図１において二点鎖線の矢印によって示す搬送経路に沿って１枚ずつ給紙トレイ１６から搬送経路１９に沿って搬送ローラ２０によって上方に搬送され、転写部２２および定着部２８を経由して集積トレイ１７へと搬送される。

転写部２２には、中間転写ベルト１４が巻き掛けられたベルト搬送ローラ２４Ａと、ベルト搬送ローラ２４Ａに圧接された転写ローラ２６とが配設されている。ベルト搬送ローラ２４Ａと転写ローラ２６とのニップ部には、中間転写ベルト１４が挟み込まれ、用紙Ｐがこのニップ部を通過する際に、中間転写ベルト１４からトナー像が転写される。

転写部２２の上方には、定着ユニット２８が配設されている。定着ユニット２８は、ヒートローラ２８Ａとヒートローラ２８Ａに圧接されたバックアップローラ２８Ｂとを有し、用紙Ｐが、ヒートローラ２８Ａとバックアップローラ２８Ｂとのニップ部を通過するとトナーが溶融、凝固してトナー像が定着される。定着部２８でトナー像が定着された用紙Ｐは、定着ユニット２８の搬送方向下流側に配置された排紙ローラ２９によって集積トレイ１７に排紙される。

以下、プリント部３０について更に詳細に説明する。

図１および図２に示すように、中間転写ベルト１４は、ベルト搬送ローラ２４Ａと、ベルト搬送ローラ２４Ａの下方に配設されたベルト搬送ローラ２４Ｂと、ベルト搬送ローラ２４Ｂの斜め上方であって用紙搬送路の反対側に配設されたベルト搬送ローラ２４Ｃとに巻き掛けられて支持されている。

中間転写ベルト１４の外側の面は、トナー画像が転写される転写面１４Ａであり、転写面１４Ａに面して、現像ユニット１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋと、感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋが並列して配置され、感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋが転写面１４Ａに当接している。一方、中間転写ベルト１４を挟んで感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋの反対側には転写ローラ３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙ、３２Ｋが配設され、中間転写ベルト１４は、転写ローラ３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙ、３２Ｋによって感光体１３Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙ、３２Ｋに圧接されている。

感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋは、図２において矢印ｂで示すように反時計回り方向に回転する。

なお、図２において矢印ａで示す中間転写ベルト１４の回転方向に対して感光体１３Ｋの下流側に隣接して、転写面１４Ａに面してトナー濃度検出センサ１５が配設されている。トナー濃度検出センサ１５は、転写面１４Ａに転写されたトナーの濃度を検出する機能を有する。

以下、現像ユニット１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋ、および感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋについて説明する。以下、現像ユニット１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２Ｋを「現像ユニット１２」と総称し、感光体１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ、１３Ｋを「感光体１３」と総称することがある。

図２および図３に示すように、感光体１３の回りには、回転方向ｂに沿って順に中間転写ベルト１４、ブラシローラ３４、帯電ローラ３６、現像ユニット１２が設けられている。中間転写ベルト１４、ブラシローラ３４、帯電ローラ３６は何れも感光体１３の感光面１３Ａに当接している。また、帯電ローラ３６と現像ユニット１２との間には、感光面１３Ａをライン露光するＬＥＤアレイヘッド４０が配置されている。

現像ユニット１２は、図３および図４に示すように、感光体１３に相対するように配設された現像ローラ３８と、現像ローラ３８の下方に位置し、現像ローラ３８に二成分系現像剤を供給するスクリューフィーダ３９Ａおよび３９Ｂと、現像ローラ３８とスクリューフィーダ３９Ａおよび３９Ｂとを収容する筐体３７とを備える。二成分系現像剤は、トナーと磁性キャリア粒子とを主用成分として含有している。筐体３７の感光体１３に相対する部分には開口部３７Ａが設けられている。

現像ローラ３８は、図４に示すように、感光面１３Ａとの間に間隙即ち現像ギャップが形成されるように配設されている。現像ローラ３８は、円柱状の内胴３８Ｂと、内胴３８Ｂに被せられたスリーブ３８Ａとを有する。内胴３８Ｂは、円柱状であってカラープリンタ１０に対して固定され、スリーブ３８Ａは、図４において矢印ｃで示すように、内胴３８Ｂの軸線の回りを、感光体１３の回転方向ｂと同じ反時計回り方向、言い換えれば感光体１３との対向部において感光体１３に相対するような方向に回転し、更に換言すればアゲインスト回転している。これにより、現像ローラ３８から感光体１３へのトナーの転移効率が高められている。内胴３８Ｂには、スリーブ３８Ａの回転方向に沿って内胴の表面にＳ極とＮ極とが交互に形成されるように５本の永久磁石が放射状に埋包されている。なお、図４においてＳ１極は現像極であり、感光体１３に相対する位置にある。そして、スリーブ３８Ａの回転方向ｃに沿って現像極Ｓ１の隣にピックオフ極Ｎ１が配設され、その隣にピックアップ極Ｎ２、トリミング極Ｓ２、搬送極Ｎ３の順で磁極が配置されている。トリミング極Ｓ２の対向部には、トリミング極Ｓ２と協働して磁気ブラシの高さを揃えるトリミングブレード４１が現像ローラ３８に向かって延びている。なお、現像極Ｓ１とトリミング極Ｓ２とは何れもＳ極であり、ピックオフ極Ｎ１、ピックアップ極Ｎ２、搬送極Ｎ３は何れもＮ極である。なお、現像ローラ３８には、マイナスの現像バイアス電圧が印加されている。

（２）作用
カラープリンタ１０の作用について説明する。カラープリンタ１０は、通常は用紙Ｐに画像を形成する現像モードで運転されるが、所定の印刷枚数、たとえば１００枚毎に所定時間、たとえば３ないし５分間、放電生成物掻取りモードで運転される。

現像モードと放電生成物掻取りモードとについて、以下に説明する。

（２−１）現像モード
現像モードにおいては、感光体１３は、一定速度で反時計回りに回転する。

したがって、感光面１３Ａが、帯電ローラ３６によってマイナスに帯電される。次いで、感光面１３Ａの帯電面がＬＥＤアレイヘッド４０によって露光されることにより、前記帯電面の露光部分の電位が低下して静電潜像が形成される。そして、現像ユニット１２において、現像ローラ３８によって、感光体１３と同様にマイナス電圧に帯電されたトナーが感光面１３Ａに形成された潜像、即ち帯電面の電位低下部に電気的に付着されて静電潜像が現像され、トナー画像が形成される。感光面１３Ａ上に付着したトナーは、前記トナーと逆極性のプラスの転写電圧が印加された転写ローラ３２によって中間転写ベルト１４に向かって電気的に引き寄せられる。これによって、感光面１３Ａ上のトナー像が、感光体１３から中間転写ベルト１４へと転写される。

以下、現像ローラ３８における現像過程について詳細に説明する。

スリーブ３８Ａが回転方向ｃに沿って回転すると、先ず、スクリューフィーダ３９Ａ、３９Ｂで筐体３７内部に供給された現像剤は、ピックアップ極Ｎ２によってスリーブ３８Ａの表面に吸着される。ここで、スリーブ３８Ａの表面には、搬送極Ｎ３から現像極Ｓ１に向かう磁界、ピックオフ極Ｎ１から現像極Ｓ１に向かう磁界、ピックアップ極Ｎ２からトリミング極Ｓ２に向かう方向の磁界、および搬送極Ｎ３からトリミング極Ｓ２に向かう磁界が形成され、しかも現像剤は、磁性キャリア粒子の表面にトナーが付着した構造を有している。したがって、図４に示すように、スリーブ３８Ａの表面に吸着された現像剤は、スリーブ３８Ａの表面において前記磁力線の方向に配列され、言い換えれば穂立ちて磁気ブラシを形成する。

ピックアップ極Ｎ２の近傍においてスリーブ３８Ａの表面に形成された磁気ブラシは、図４において矢印で示すように、スリーブ３８Ａが回転方向ｃに沿って回転するのに伴い、トリミング極Ｓ２→搬送極Ｎ３→現像極Ｓ１→ピックオフ極Ｎ２へと右から左に向かって搬送される。そしてトリミング極Ｓ２を通過するときに磁気ブラシの高さが揃えられ、現像極Ｓ１近傍において磁気ブラシ上のトナーが感光体１３に移行し、スリーブ３８Ａの表面には殆ど磁性キャリアだけになった磁気ブラシが残る。殆ど磁性キャリアだけになった磁気ブラシは、スリーブ３８Ａの回転に伴い、ピックオフ極Ｎ１でスリーブ３８Ａの表面から脱落して筐体３７内に戻る。

現像モードにおいては、このようにスリーブ３８Ａが回転方向ｃに沿って回転することにより、ピックアップ極Ｎ２において常に新鮮な現像剤が補充されて現像極Ｓ１に搬送され、現像極Ｓ１においてトナーが感光体１３に移行して感光面１３Ａの潜像が現像される。

（２−２）放電生成物掻取りモード
放電生成物掻取りモードにおいては、帯電ローラ３６による帯電およびＬＥＤアレイヘッド４０による露光は停止し、現像ローラ３８も停止する。したがって、図５に示すように、スリーブ３８Ａ上の磁気ブラシも停止するから、筐体３７から、トナーを大量に含んだ新たな磁気ブラシが補充されることもない。ここで、現像ローラ３８には現像バイアス電圧が印加されているから、スリーブ３８Ａが停止したときに磁気ブラシに残っていたトナーは、全て感光体１３に移行し、スリーブ３８Ａ上には、殆どまたは全部が磁性キャリア粒子のみからなる磁気ブラシが残る。

一方、感光体１３は、現像モードのときと同様に一定速度で矢印ｂの方向に回転するから、感光面１３Ａはスリーブ３８Ａ上の磁気ブラシで摺擦される。これにより、感光面１３Ａ上に生成した放電生成物は除去される。

なお、スリーブ３８Ａを停止させるかわりに、一定時間毎に間歇的に回転させてもよく、また、一定の周速でアゲインスト回転させてもよいが、アゲインスト回転させるときは、周速は、感光体１３の周速の５％以下が好ましい。

（３）本実施形態の特長
実施形態１のカラープリンタ１０においては、放電生成物掻取りモードで運転するときは、スリーブ３８Ａの表面に磁性キャリア粒子を穂立ちさせるとともに、現像バイアス電圧を少なくとも一定時間印加して磁性キャリア粒子からトナーを除去しているから、磁気ブラシと感光体１３との摩擦係数が大きい。したがって感光面１３Ａに生成した放電生成物を効率よく掻き取ることができ、デリーションの発生を効果的に防止できる。

また、現像ローラ３８そのものを放電生成物掻取り手段として用いているから、放電生成物を掻取るための手段を特別に設ける必要がない。

更に、放電生成物掻取りモードで運転するときのみ、感光面１３Ａの放電生成物の掻き取りを行っているから、現像ローラ３８で現像を行いながら放電生成物を掻き取る場合と比較し、現像ギャップにおける磁性キャリア粒子のパッキング密度をより低く設定できる。したがって、磁性ブラシによるブラシマークの発生がないＭＯＳ、ＤＲＳ、および感光体ドラム周速などのパラメータ範囲が広い点でも好ましい。

現像ローラ３８においては、中胴３８Ｂは固定されているから、現像ローラ１３における現像ギャップの部分に中胴３８Ｂの現像極Ｓ１が位置するように現像極Ｓ１，ピックオフ極Ｎ１、ピックアップ極Ｎ２、トリミング極Ｓ２、搬送極Ｎ３を配列することにより、前記現像ギャップの部分に常に磁気ブラシを形成することができる。

スリーブ３８Ａを間歇的に回転させるか、または連続的に低速回転させることにより、磁気ブラシが更新しつつ感光体１３を摺擦できるから、感光体１３の表面に磁気ブラシ摺擦ムラが生じることが防止される。また、トナーを大量に含有する二成分系現像剤が現像ギャップに次々に供給されることがないから、放電生成物の掻取り効果は、スリーブ３８Ａを停止させた場合と殆ど差がないと考えられる。

磁性キャリア粒子としてＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを用いた。これらの磁性キャリア粒子のコア材、コート材、コート量等を表１に示す。

これらの磁性キャリア粒子について、図６に示す手順で安息角を求めた。先ず、底を板で塞いだ円筒の内部に磁性キャリアを所定量入れ、円筒を上方に持ち上げて内部の磁性キャリアを板の上面に円錐状に堆積させる。このようにして形成された円錐の底面の直径をＤ，高さをＨとすると、ｓｉｎ^-1（２Ｈ／Ｄ）によって安息角θを求める。各磁性キャリア粒子の安息角の分布を図７に示す。

これらの磁性キャリア粒子を用いてＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色について二成分現像剤を調製し、実施形態１に係るレーザプリンタ１０を用いて普通紙に全色の現像材を用いて画像を形成し、ブラシマーク−グレードを評価した。二成分現像剤中の磁性キャリア粒子の安息角とブラシマーク−グレードとの関係を図８に示す。

なお、ブラシマークグレードは、ブラシマーク限度見本を作成し、目視によってグレード付けして評価した。ブラシマーク限度見本は、２０ｍｍ平方四方のソリッドパッチ中にブラシマークが発生していないものをグレード０とし、目視で弁別可能なレベルに５段階に分かれている。ブラシマーク−グレードは小さいほど、感光体１３の表面のブラシマークに起因する画質不良の発生が少ないことを示す。そして、市場で受け入れられる限界レベルをグレード２として位置付けた。被験者数名の平均値が１．５位かであれば合格レベルであると判定した。

図８に示すように、ブラシマーク−グレードが１．５のときの磁性キャリア粒子の安息角は２２度である。したがって、磁性キャリア粒子の安息角が２２以下であれば、ブラシマークに起因する画質不良の発生が少なく、画質の良好な印刷物が得られることが判る。

図１は、実施形態１に係るカラープリンタの構成の概略を示す概略断面図である。 図２は、図１に示すレーザープリンタのプリント部の構成を示す拡大図である。 図３は、図２に示すプリント部における現像ユニットおよびその近辺の構成を示す各台断面図である。 図４は、実施形態１に係るカラープリンタを現像モードで運転したときの、現像ローラ上の磁気ブラシから感光体にトナーが移行する様子を示す模式図である。 図５は、実施形態１に係るカラープリンタを放電生成物掻取りモードで運転したときの、感光体の表面が現像ローラ上の磁気ブラシで摺擦される様子を示す模式図である。 図６は、実施例において用いた磁性キャリア粒子について安息角を測定する手順を示す流れ図である。 図７は、実施例において用いた磁性キャリア粒子の種類と安息角の分布との関係を示すグラフである。 図８は、磁性キャリア粒子の安息角とブラシマーク−グレードとの関係を示すグラフである。

符号の説明

１０ カラープリンタ
１３ 感光体
１４ 中間転写ベルト
３４ ブラシローラ
３６ 帯電ローラ
３８ 現像ローラ

Claims (10)

1. 電子写真装置において感光体表面に形成された潜像を現像するのに使用される二成分現像剤であって、磁性キャリア粒子と前記感光体表面に付着するトナーとを含有し、前記磁性キャリア粒子は、水平面に落下させたときに生じる円錐体の母線と水平面とのなす角である安息角が２２度以下であることを特徴とする電子写真用現像剤。
2. 前記磁性キャリア粒子の安息角は２０度以下である請求項１に記載の電子写真用現像剤。
3. 前記磁性キャリア粒子はフェライト系キャリア粒子である請求項１または２に記載の電子写真用現像剤。
4. 感光体の表面を帯電させ、露光して潜像を形成し、トナーと磁性キャリア粒子とを含有する二成分現像剤を用いて前記潜像を現像する画像形成方法であって、
   前記二成分現像剤として請求項１〜３の何れか１項に記載の電子写真用現像剤を使用するとともに、
   前記感光体に相対するように配設された磁性ローラである現像ローラの表面に前記電子写真用現像剤を穂立ちさせ、この現像ローラを、前記感光体に対向する部分において回転方向が逆になるように回転させて前記感光体の表面を摺擦することにより、前記現像を行うことを特徴とする画像形成方法。
5. 露光により潜像が形成される感光体と、前記感光体に相対するように配設され、トナーと磁性キャリア粒子とを含有する二成分系現像剤で前記感光体表面の潜像を現像する磁性ローラである現像ローラとを備える電子写真装置において、前記感光体の表面の放電生成物を除去する放電生成物除去方法であって、
   前記磁性キャリア粒子の安息角は２２度以下であるとともに、
   前記現像ローラの表面に前記磁性キャリア粒子を穂立ちさせて磁気ブラシを形成して前記現像ローラに現像バイアス電圧を少なくとも一定時間印加して前記磁気ブラシからトナーを除去し、前記感光体を回転させることにより、前記トナーを除去した磁気ブラシで前記感光体の表面を摺擦することを特徴とする放電生成物除去方法。
6. 前記磁性キャリア粒子の安息角は２０度以下である請求項５に記載の放電生成物除去方法。
7. 前記磁性キャリア粒子は、フェライト系粒子表面をコーティングしたフェライト系キャリア粒子である請求項５または６に記載の放電生成物除去方法。
8. 前記現像ローラを停止させ、前記感光体を回転させることにより、前記現像ローラの表面の磁気ブラシで前記感光体表面を摺擦する請求項５〜７の何れか１項に記載の放電生成物除去方法。
9. 前記現像ローラを停止させて前記感光体を回転させることにより、前記現像ローラの表面の磁気ブラシで前記感光体表面を摺擦し、次いで、前記現像ローラを、現像バイアス電圧を印加しつつ一定時間回転させ、再び停止させて前記感光体の表面を磁気ブラシで摺擦する請求項５〜７の何れか１項に記載の放電生成物除去方法。
10. 前記感光体を回転させるとともに、前記現像ローラを、現像バイアス電圧を印加しつつ、前記感光体の周速の５％以下の周速で、前記感光体に対向する部分において回転方向が逆になるように回転させることにより、前記現像ローラの表面の磁気ブラシで前記感光体表面を摺擦する請求項５〜７の何れか１項に記載の放電生成物除去方法。

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