JP2006038934A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 トナー補給路の長寿命化及び信頼性向上を図った現像装置及び画像形成装置を提供すること。また、小粒径トナーを使用した場合であっても、2成分現像剤に対する補給トナーを現像剤の下方から補給することによって攪拌を促進し、トナー補給によるトナー帯電量の低下を防止した現像装置、及び画像形成装置を提供すること。
【解決手段】現像装置における、トナー補給路10の一部に、補給するトナーを進行波電界(電界カーテン)により搬送する電極群11を設ける。また、トナー補給路10に設けた電極群11を、現像器において補給されたトナーと現像剤とを攪拌・混合するための攪拌部材(第2攪拌部材R2)の下方まで延在させる。
【選択図】 図3
【解決手段】現像装置における、トナー補給路10の一部に、補給するトナーを進行波電界(電界カーテン)により搬送する電極群11を設ける。また、トナー補給路10に設けた電極群11を、現像器において補給されたトナーと現像剤とを攪拌・混合するための攪拌部材(第2攪拌部材R2)の下方まで延在させる。
【選択図】 図3
Description
本発明は、電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置に使用する現像装置、及びこの現像装置を使用する画像形成装置に関する。
複写機、プリンタ等の画像形成装置は、例えば、像担持体の表面を帯電装置により帯電し、光照射によって像担持体上に静電潜像を形成し、現像剤(トナー)により該静電潜像を現像することによって、潜像を可視化し画像を形成する。
従来、2成分現像装置においては、トナーカートリッジからトナーを補給して、現像処理を行っている。通常、このトナーカートリッジからのトナーの搬送は、トナー補給路内にアジテータ−と呼ばれる螺旋状の回転部材設けられ、この回転部材が回転することにより、トナー補給路内でトナーが搬送され現像装置に補給される(例えば、特許文献1〜3など)。
特開平04−174467号公報
特開平01−161379号公報
特開平07−191539号公報
しかし、このような回転部材をトナー補給路内に設けていると、トナー補給路内が傷ついてゆき、経時的には破損してしまうといったことがあり、昨今の技術要求レベルの向上により改善が望まれている。
また、2成分現像装置においては、トナー補給用回転部材と現像剤の撹拌搬送部材の機械的接触を避けるため、通常、トナーを現像剤の攪拌搬送部に上部から補給しており、トナーが現像剤に乗ったまま搬送されと、トナーの攪拌が十分に行われないままとなり、その結果、帯電不十分なトナーが現像部に達し、背景かぶりを発生させたり、トナークラウドにより光学系や帯電装置を汚し、画像上の問題を引き起こしやすく、装置の寿命、信頼性を低下させる要因となっている。一方、補給されるトナーと現像剤とを十分に攪拌させるために、トナーを現像剤の攪拌搬送部にに側方或いは下方から補給しようとすると、トナーカートリッジ内に現像剤が漏れ出てしまい、現像剤不足によるオーガマークを引き起こしてしまうといった問題が生じる。
特に、このような問題は、小粒径トナーを使用した場合に顕著に生じるため、改善が望まれている。
従って、本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明の目的は、トナー補給路の長寿命化及び信頼性向上を図った現像装置及び画像形成装置を提供することである。
また、他の目的は、小粒径トナーを使用した場合であっても、2成分現像剤に対する補給トナーを現像剤の下方から補給することによって攪拌を促進し、トナー補給によるトナー帯電量の低下を防止した現像装置、及び画像形成装置を提供することである。
また、他の目的は、小粒径トナーを使用した場合であっても、2成分現像剤に対する補給トナーを現像剤の下方から補給することによって攪拌を促進し、トナー補給によるトナー帯電量の低下を防止した現像装置、及び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。即ち、
本発明の現像装置は、像担持体上に形成された静電潜像を、トナー及びキャリアを含む現像剤により現像する現像装置であり、
前記現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部に前記トナーを補給するトナー補給路と、
前記像担持体に対向して設けられ、前記トナーを前記像担持体に供給する現像ロールと、
前記現像剤収容部内に設けられ、前記トナー補給路から補給された前記トナーと現像剤収容部前記現像剤とを撹拌する攪拌部材と、
を有し、
前記トナー補給路内の少なくとも一部には、進行波電界によって前記トナーを搬送する電極群が設けられてなることを特徴としている。
本発明の現像装置は、像担持体上に形成された静電潜像を、トナー及びキャリアを含む現像剤により現像する現像装置であり、
前記現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部に前記トナーを補給するトナー補給路と、
前記像担持体に対向して設けられ、前記トナーを前記像担持体に供給する現像ロールと、
前記現像剤収容部内に設けられ、前記トナー補給路から補給された前記トナーと現像剤収容部前記現像剤とを撹拌する攪拌部材と、
を有し、
前記トナー補給路内の少なくとも一部には、進行波電界によって前記トナーを搬送する電極群が設けられてなることを特徴としている。
本発明の現像装置では、トナー補給路内の少なくとも一部に電極群を設けて、当該電極群上で進行電界波よってトナーを搬送して、現像剤収容部に補給する構成としたので、従来に比べ、トナー補給路内が傷つけられ難く、長寿命化及び信頼性向上を図られる。
本発明の現像装置において、前記電極群は、前記トナー補給路内から前記攪拌部材の下方まで延在していることがよい。この構成では、トナー補給路から搬送されてきたトナーを、引き続き電極群により攪拌部材の下方まで搬送する。このため、補給されたトナーと現像剤との攪拌が促進され、トナー補給によるトナー帯電量の低下が防止される。
また、前記攪拌部材は軸を中心に回転する回転部材であり、当該回転部材はその下方に設けられた前記電極群上に配置されると共に前記電極群によるトナー搬送方向に沿って回転することがよい。この構成により、より効率良く補給されたトナーと現像剤との攪拌が促進され、トナー補給によるトナー帯電量の低下が防止される。
本発明の現像装置において、前記トナーは、一担、前記電極群上に供給された後、当該電極群上で進行電界により搬送され、前記現像剤収容部に補給されることがよい。この構成により、より確実に電極群上で進行電界波によりトナーを搬送することが可能となる。
本発明の現像装置において、前記電極群は、隣合う電極間が互いに放電するように電圧が印加されることがよい。この構成により、トナーの帯電量を向上させつつ、電極群上で進行電界波によりトナーを搬送することが可能となる。
本発明の現像装置において、前記電極群は複数の電極と当該電極間に設けられる電極間材料とこれらを支持する支持部材とを含んで構成され、前記電極、前記電極間材料、及び/又はこれらの表面被覆材料はトナー帯電促進材料を含んで構成されることがよい。この構成により、この構成により、トナーの帯電量を向上させつつ、電極群上で進行電界波によりトナーを搬送することが可能となる。
本発明の現像装置において、前記電極群は複数の電極と当該電極間に設けられる電極間材料とこれらを支持する支持部材とを含んで構成され、前記電極間材料、及び/又は前記支持部材は前記トナーと逆極に帯電する材料で構成させることがよい。この構成により、トナーの帯電量を向上させつつ、電極群上で進行電界波によりトナーを搬送することが可能となる。
本発明の現像装置において、前記電極群を前記トナー補給路内から前記攪拌部材の下方まで延在させた場合、前記トナーの体積平均粒子径は、1.5μm以上5μm以下であることがよい。この構成により、特に、補給されたトナーと現像剤とが十分に攪拌され難い小粒径トナーを使用した場合であっても、補給されたトナーと現像剤との攪拌が促進され、トナー補給によるトナー帯電量の低下が防止される。
一方、本発明の画像形成装置は、
像担持体上に形成された静電潜像をトナーによって現像する現像手段と、
像担持体上の現像されたトナー像を記録媒体に転写して画像を形成する転写手段と、
を有する画像形成装置であり、
前記現像装置は、上記本発明の現像装置であることを特徴としている。
像担持体上に形成された静電潜像をトナーによって現像する現像手段と、
像担持体上の現像されたトナー像を記録媒体に転写して画像を形成する転写手段と、
を有する画像形成装置であり、
前記現像装置は、上記本発明の現像装置であることを特徴としている。
本発明の画像形成装置は、上記本発明の現像装置を適用することで、長期にわたり、トナークラウドによる例えば光学系や帯電装置のトナー汚れを防止し、画質上のディフェクトを抑制すると共に、背景かぶりも抑制される。
本発明によれば、トナー補給路の長寿命化及び信頼性向上を図った現像装置及び画像形成装置を提供することができる。
また、小粒径トナーを使用した場合であっても、2成分現像剤に対する補給トナーを現像剤の下方から補給することによって攪拌を促進し、トナー補給によるトナー帯電量の低下を防止した現像装置、及び画像形成装置を提供することができる。
また、小粒径トナーを使用した場合であっても、2成分現像剤に対する補給トナーを現像剤の下方から補給することによって攪拌を促進し、トナー補給によるトナー帯電量の低下を防止した現像装置、及び画像形成装置を提供することができる。
以下、本発明について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、実質的に同一の機能を有する部材には、全図面通して同じ符合を付与して説明し、場合によっては説明を省略する。
図1は、本発明の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2は、本発明の実施形態に係る現像装置を示す斜視図である。図3は、本発明の実施形態に係る現像装置を示す側断面図であり、図2のA−Aの線断面図である。図4は、本発明の実施形態に係る現像装置を示す側断面図であり、図2のB−B線断面図である。図5は本発明の実施形態に係る現像装置を示す上断面図であり、図3のC−C線断面図である。
また、以下、説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をX軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とし、矢印X,−X,Y,−Y,Z,−Zで示す方向又は示す側をそれぞれ、前方、後方、左方、右方、上方、下方、又は、前側、後側、左側、右側、上側、下側とする。また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
図1に示すように、本実施形態に係る画像形成装置Uは、自動原稿搬送装置U1と前記自動原稿搬送装置U1を支持するプラテンガラスPGを有する複写機U2とを有している。
自動原稿搬送装置U1は、複写しようとする複数の原稿Giが重ねて載置される原稿給紙トレイTG1を有している。前記原稿給紙トレイTG1に載置された複数の各原稿Giは順次複写機U2のプラテンガラスPG上の複写位置を通過して原稿排紙トレイTG2に排出されるように構成されている。前記自動原稿搬送装置U1は、その後端部(−X端部)に設けた左右方向に延びるヒンジ軸(図示せず)により前記複写機U2に対して回動可能であり、原稿Giを作業者が手でプラテンガラスPG上に置く場合に上方に回動される。
複写機U2は、イメージスキャナU2a及びトナー補給装置U2bを上面に支持するプリンタU2cを有している。
イメージスキャナU2aの上面にはプラテンガラスPGが設けられており、プラテンガラスPG上面には前記自動原稿搬送装置U1が支持されている。イメージスキャナU2aでは、前記プラテンガラスPG上の複写位置を通過する原稿Giが露光光学系Aの露光光源により照明され、照明された原稿Giからの反射光は、露光光学系Aのミラー等を介して、CCD(固体撮像素子)でR(赤)、G(緑)、B(青)の電気信号に変換される。前記RGBの電気信号はIPS(イメージプロセッシングシステム)でK(黒)、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)の画像データに変換され、濃度補正、拡大、縮小等の画像処理が行われた後、所定のタイミングでプリンタU2cに入力される。なお、イメージスキャナU2aにはUI(ユーザインタフェース)が設けられている。UIには図示しないコピースタートキー、テンキー、表示器等が設けられている。
トナー補給装置U2bは、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(黒)の各色のトナーを収容したトナーカートリッジKy,Km,Kc,Kkが着脱可能に装着されるカートリッジ装着部を有し、各トナーカートリッジKy,Km,Kc,Kk内のトナーをプリンタU2cの各色の現像装置Gk,Gy,Gm,Gcに補給する。このトナー補給装置U2bの詳細は、本出願人が特許出願した特開平8−171248号公報に記載されている。
プリンタU2cのレーザ駆動回路DLは、前記イメージスキャナU2aから入力されたY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(黒)の画像データに応じたレーザ駆動信号を所定のタイミングで、各色のトナー像形成装置UY,UM,UC,UKの潜像形成装置(画像書込装置)ROSy,ROSm,ROSc,ROSkに出力する。K(黒)のトナー像形成装置UKは、回転駆動される感光体ドラム(像担持体)Pkを有しており、回転する感光体ドラムPkの表面は帯電器CCkにより帯電され、ROSk(黒用潜像形成装置)の出射するレーザビームLkにより照射されて静電潜像が形成され、現像装置Gkにより前記静電潜像がトナー像に現像され、前記トナー像は1次転写ロールT1kにより中間転写ベルトBに一次転写され、転写残トナーはクリーナCLkによりクリーニングされる。そして、他のトナー像形成装置UY,UM,UCの前記感光体ドラム(像担持体)Py,Pm,Pcの周囲にもそれぞれ感光体ドラムPkの周囲と同様に、帯電器CCk,CCy,CCm,CCc、現像装置Gy,Gm,Gc、1次転写ロールT1y,T1m,T1c及びクリーナCLy,CLm,CLc等が配置されている。
したがって、感光体ドラムPy,Pm,Pc,Pkは、それぞれ各帯電器CCk、CCy,CCm,CCcにより一様に帯電された後、前記潜像形成装置ROSy,ROSm,ROSc,ROSkの出力するレーザビームLy,Lm,Lc,Lkによりその表面に静電潜像が形成される。前記感光体ドラムPy,Pm,Pc,Pk表面の静電潜像は、現像装置Gy,Gm,Gc,GkによりY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(黒)の色のトナー像に現像される。感光体ドラムPy,Pm,Pc,Pk表面上のトナー像は、1次転写ロールT1y,T1m,T1c,T1kにより中間転写ベルト(転写材)B上に順次重ねて転写され、中間転写ベルトB上にカラー画像が形成される。中間転写ベルトB上に形成されたカラートナー像は、2次転写領域Q4に搬送される。なお、黒画像データのみの場合はK(黒)の感光体ドラムPk及び現像装置Gkを有するトナー像形成装置UKのみが使用され、黒のトナー像のみが形成される。
前記各色の感光体ドラムPy,Pm,Pc,Pkの下方には左右一対のスライドレールSR,SRによりスライドフレームF1が前後(紙面に垂直な方向)にスライド移動可能に支持されている。スライドフレームF1にはベルトモジュールBMのベルトフレームF2が上昇した動作位置と下方に移動したメンテナンス位置との間で昇降可能に支持されている。前記スライドフレームF1を前後移動させる構成及びベルトモジュールBMを昇降させる構成は、従来公知(例えば、特開平8−171248号公報参照)であり、従来公知の種々の構成を採用することが可能である。前記ベルトモジュールBMは、前記中間転写ベルトBと、ベルト駆動ロールRd、テンションロールRt、ウォーキングロールRw、複数のアイドラロール(フリーロール)Rf及びバックアップロールT2aを含む
ベルト支持ロール(Rd,Rt,Rw,Rf,T2a)と、前記1次転写ロールT1k,T1y,T1m,T1cとを有している。そして、前記中間転写ベルトBは前記ベルト支持ロール(Rd,Rt,Rw,Rf,T2a)により矢印Ya方向に回転移動可能に支持されている。
ベルト支持ロール(Rd,Rt,Rw,Rf,T2a)と、前記1次転写ロールT1k,T1y,T1m,T1cとを有している。そして、前記中間転写ベルトBは前記ベルト支持ロール(Rd,Rt,Rw,Rf,T2a)により矢印Ya方向に回転移動可能に支持されている。
前記バックアップロールT2aの下方には2次転写ユニットUtが配置されている。2次転写ユニットUtはスライドフレームFsにより上方に回動した上昇位置と下方に回動した下降位置との間で、ヒンジ軸Uta回りにに回動可能に支持されている。2次転写ユニットUtの2次転写ロールT2bは、前記中間転写ベルトBを挟んでバックアップロールT2aに離接(離隔及び圧接)可能に配置されており、前記2次転写ロールT2bが中間転写ベルトBと圧接する領域(ニップ)により2次転写領域Q5が形成されている。また、前記バックアップロールT2aにはコンタクトロールT2cが当接しており、前記各ロールT2a〜T2cにより2次転写ロールT2が構成されている。前記コントクトロールT2cにはコントローラCにより制御される電源回路Eから所定のタイミングでトナーの帯電極性と同極性の2次転写電圧が印加される。
前記ベルトモジュールBM下方にはシートSを収容した給紙トレイTR1及びシート搬送路SHが設けられている。前記給紙トレイTR1に収容されたシートSは、所定のタイミングでピックアップロールRpにより取り出され、さばきロールRsで1枚づつ分離されて、レジロールRrに搬送される。前記レジロールRrに搬送された記録シートSは、前記1次転写された多重トナー像又は単色トナー像が2次転写領域Q4に移動するのにタイミングを合わせて、レジ側シートガイドSGr、転写前シートガイドSG1から2次転写領域Q4に搬送される。前記2次転写領域Q4を記録シートSが通過する際、2次転写ロールT2のコンタクトロールT2cに前記2次転写電圧が印加されるので、前記中間転写ベルトBに重ねて1次転写されたカラートナー像は、前記2次転写領域Q4において一括して記録シートSに2次転写される。2次転写後の中間転写ベルトBはベルトクリーナCLBにより残留トナーが除去される。また、前記2次転写ロールT2bは2次転写ロールクリーナCLtにより表面付着トナーが回収される。
なお、前記2次転写ロールT2b及びベルトクリーナCLBは、中間転写ベルトBと離接(離隔及び圧接)自在に配設されており、カラー画像が形成される場合には最終色の未定着トナー像が中間転写ベルトBに1次転写されるまで、中間転写ベルトBから離隔している。なお、前記2次転写ロールクリーナCLtは、前記2次転写ロールT2bと一緒に離接移動を行う。トナー像が2次転写された前記記録シートSは、転写後シートガイドSG2、シート搬送ベルトBHにより定着領域Q5に搬送され、定着領域Q5を通過する際に加熱ロールFh及び加圧ロールFpにより構成される一対の定着ロールFh,Fpを有する定着装置Fにより加熱定着される。トナー像が定着された記録シートSは、記録シート排出トレイTR2に排出される。前記符号Rp,Rs,Rr,SG1,SG2,BHで示された要素によりシート搬送装置SHが構成されている。
前記各現像装置Gk,Gy,Gm,Gcは同様に構成されているので、以下黒色用現像
器Gkについて説明を行い、他の現像装置Gy,Gm,Gcに着いての詳細な説明は省略する。
器Gkについて説明を行い、他の現像装置Gy,Gm,Gcに着いての詳細な説明は省略する。
現像装置Gkは、図2〜5に示すように、現像領域Q2(図3、図4参照)で感光体ドラム(像担持体)Pkに対向して配置された現像装置Gkは、負(−)極性に帯電するトナー及び正(+)極性に帯電するキャリアからなる2成分現像剤を収容する現像容器GVを有している。前記現像容器GVは、現像容器本体1とその上端を塞ぐ現像容器カバー2と現像容器本体1の前端に連結された前側接続部材3とを有している(図2参照)。
現像容器本体1はその内側に、現像ロールR0を収容する現像ロール室4を有しており、前記現像ロール室4に隣接して、第1撹拌室6及び第1撹拌室6に隣接する第2撹拌室7とを有している。前記現像容器カバー2は前記現像ロール室4を形成するロール収容壁2aと、前記第2撹拌室7上に配置される上壁2bと、前記上壁2bの右側(+Y側)から下方に伸びて前記現像容器本体1の側壁に当接する被係止壁2cとを有している。前記ロール収容壁2aは頂壁2a1及び側壁2a2を有しており、前記頂壁2a1の内面側の前記現像ロール室4内には、現像容器カバー2が現像容器本体1に装着された時に前記現像ロールR0表面の現像剤の層厚を規制するための層厚規制部材8が設けられている。前記現像容器カバー2が現像容器本体1に装着された際には、前記被係止壁2cに形成された係止口2c1が前記現像容器本体1の外側面に形成された係止爪(図示せず)により係止される。
前記第1撹拌室6は前記現像容器本体1側の第1主撹拌室6aと前側接続部材3の左部(−Y部)3a側の排出室6b(図5参照)とを有している。また、前記第2撹拌室7は現像 容器本体1側の第2主撹拌室7aと前記前側接続部材3の右部(+Y部)3b側の補給室7bとを有している。前記現像容器本体1の内側で前記第1撹拌室6と第2撹拌室7との間には、前記第1主撹拌室6a及び第2主撹拌室7aの両端部以外の部分に仕切壁9が形成されている。前記仕切壁9の上端は、前記ロール収容壁2a(図3、図4参照)の側壁2a2の下端(−Z側)に当接し、前記第1撹拌室6と前記第2撹拌室7との間を仕切っている。そして、前記第1主撹拌室6a及び第2主撹拌室7aはその前後方向(X軸方向)両端部の前側連通部E1及び後側連通部E2において連通するように構成されている(図5参照)。前記第1撹拌室6及び第2撹拌室7とによって循環撹拌室(6+7)が構成されている。
前記現像ロールR0は磁性を有する磁性ロールの外側にスリーブを設けた従来公知のものである。前記第1主撹拌室6aの現像剤は前記導電性ロールの磁力によって前記現像ロールR0の表面上に吸着されて、現像領域Q2に搬送される。また、前記現像ロールR0のロール軸R0aは現像容器本体1の前面壁と後面壁によって回転自由に支持されており、ロール軸R0aの後端(−X側端)にはギアG0(図5参照)が固着されている。
前記第1撹拌室6及び第2撹拌室7には現像剤を撹拌しながら搬送する第1撹拌部材R1及び第2撹拌部材R2が配置されている。前記第1撹拌部材R1は、前記現像ロールR0の軸方向に伸びる第1回転軸R1aと、前記回転軸R1aの外周に固着された撹拌搬送羽根R1bとを有している。また、前記第2撹拌部材R2も、第2回転軸R2a及び撹拌搬送羽根R2bとを有している。前記回転軸R1aは前記前側接続部3の左部3aの前面壁と前記現像容器本体1の後面壁によって回転自由に支持されており、回転軸R1aの後端部(−X側端部)にはギアG1が固着されている。前記第2回転軸R2aも前側接続部3の右部3bの前面壁(+X面壁)と現像容器本体1の後面壁(−X面壁)によって回転自由に支持され、後端部にギアG2が固着されている(図5参照)。前記前側連通部E1では、前記第1撹拌部材R1の前記撹拌搬送羽根R1bは省略されており(図5参照)、前記連通部E1では、第1撹拌部材R1によって現像剤は搬送されないよう構成されている。また、前記後側連通部E2では、前記第2撹拌部材R2の撹拌搬送羽根R2b(図5参照)は現像剤を逆方向に搬送する力を作用させるように構成されている。
前記ロール軸R0aのギアG0は第1回転軸R1aのギアG1と噛合っており、ギアG1は前記第2回転軸R2aのギアG2と噛合っている(図5参照)。前記ギアG0は現像装置用モータ(図示せず)の回転力が伝達するよう構成されており、前記モータによってギアG0が回転すると、ギアG1はギアG0と逆方向に回転し、前記ギアG1とギアG2は互いに逆方向に回転する。即ち、前記ギアG1及びギアG2と一体に回転する第1撹拌部材R1及び第2撹拌部材R2は互いに逆方向に回転する。したがって、前記第1撹拌部材R1及び第2撹拌部材R2の回転によって、前記第1撹拌室6及び第2撹拌室7の中の現像剤は互いに逆方向に搬送されている。あるいは、前記ロール軸R0aのギアG0は第1回転軸R1aのギアG1と図示しないアイドラーギアを介して噛合っており、互いに如何方向に回っている。撹拌部材による現像剤の搬送方向は羽根の巻き方向によって変化させることができるため、現像剤の搬送方向と撹拌部材の回転方向を選ぶことができる。いずれにしても、第1撹拌室6及び第2撹拌室7の中の現像剤は互いに逆方向に搬送されている。
なお、少なくとも第2撹拌部材R2は、矢印方向に回転させる。即ち、後述する電極群によるトナーの搬送方向と、第2撹拌部材R2の回転方向(この方向は電極群のとの近傍における方向である)と、が同方向になるようにさせる。これにより、補給されたトナーが現像剤と効率良く第2攪拌部材R2により攪拌・混合される。
前記前側接続部材3の左部(−Y部)3aの下方には現像剤排出口3a1(図3、図4、図5参照)が設けられており、前記前側接続部材3の右部(Y部)3bの右上部にはトナー補給口3b1(図3、図4、図5参照)が設けられている。前記トナー補給口3b1から補給された新しいトナーが補給後すぐに排出される割合を少なくするため、前記現像剤排出口3a1の位置より現像剤搬送方向下流側にトナー補給口3b1が設けられている。
そして、トナー補給口3b1と連通して、トナー補給路10が設けられている。このトナー補給路10は、図示しないが、トナー補給装置U2bと連結され、トナー補給路10を通じて、右上方側からトナーが現像装置Gkに補給される。
トナー補給路10内部には、シート状の電極群11が設けられている(図3参照)。電極群11は、トナー補給路10から第2攪拌室7の第2攪拌部材R2の下方まで第2攪拌部材R2と非接触で延在して設けられている。電極群11は、一方の側部(トナー補給路側)から他方の側部(第2攪拌部材R2の下部を非接触で覆うように延在している。このように電極群11を延在させることで、確実にトナーを第2攪拌部材R2の下方にトナーを搬送することができる。なお、これに限られず、電極群11の端部を、第2攪拌部材R2の直下に位置するよう延在させてもよい。
電極群11は、トナー補給路10から第2攪拌室7の第2攪拌部材R2の下方までトナーを搬送するものである。なお、以下、進行波電界を電界カーテンと称すことがある。また、電極群11を電界カーテン発生部材と称すこともある。
電極群11は、図示しないがトナー補給路10内部にその一端から他端に渡った全体に設けられており、一端がトナー補給装置U2bまで延在して、例えば、トナーカートリッジKkから排出されるトナーを重力落下により、電極群11の一端上に供給させる構成としている。また、電極群11をトナー補給路10の一部に設けて、トナー補給路10の途中までは、例えばアジテータなどの回転搬送部材などでトナーを搬送して、当該回転搬送部材により電極群11の一端上に供給させる構成としてもよい。
電極群11は、絶縁性の支持部材11cと、支持部材11c上に等間隔に配列(Y軸方向:トナー搬送方向に配列)して設けられた複数の電極11dと、支持部材11c表面を電極11dと共に被覆する絶縁性の被覆層11e(電極間材料及び被覆材料を兼ねる層)と、で構成されている。この各電極11dが、進行波電界(電界カーテン)を発生する電極である。そして、電極群11が、進行波電界(電界カーテン)を発生する部材である。
電極群11における電極11d及び被覆層11eの材質は、特に制限はないが、トナー帯電促進材料を含んで構成されることがよい。このようなトナー帯電促進材料としては、PETフィルムなどをはじめとして、特開平06−282114号、特開平08−272148号、特開平09−160304号に示されるようなキャリアコート剤、例えば、γ−アミノプロピルトリエトキシシランまたはその縮重合物等の帯電制御剤を含有する帯電制御層、含窒素フッ素化アルキル(メタ)アクリレートとビニル系モノマーの共重合体や、フッ素化アルキル(メタ)アクリレートと含窒素ビニル系モノマーの共重合体、ポリオレフィン系樹脂(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等)、ポリビニル及びポリビニリデン系樹脂(例えば、ポリスチレン等)、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、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、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルエーテル及びポリビニルケトン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、アミノ樹脂(例えば、尿素−ホルムアルデヒド樹脂)、エポキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、オルガノシロキサン結合からなる直鎖状シリコン樹脂及びその変性品、フッ素樹脂(例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン)等などが挙げられる。トナー帯電促進材料で構成する(或いは含ませる)ことで、電極群11による搬送の際に、より効率よくトナーが帯電され、さらに長期に渡りトナー帯電量の低下を防止することができる。また、このトナー帯電促進材料は、所望の極性にトナーを帯電させる機能も有しているため、トナーを一方方向にのみ搬送し易くなる。
電極群11(電界カーテン発生部材)における各電極11dの幅方向(X軸方向:第2攪拌部材R2軸方向)の一端(+X側端)に、支持部材11cと被覆層11eとの間を左右方向(Y軸方向)に伸びて配置されている引出し線11f,11g,11hに接続している(図6参照)。電極11dの中で最も右側(+Y側:トナー補給路10側)に配置された電極(第1電極)は第1引出し線11fに接続し、第1電極の左側(第2攪拌部材R2側)に隣り合う電極(第2電極)は第2引出し線11gに、第2電極の左側に隣り合う電極(第3電極)は第3引出し線11hに接続している。第3電極の左側に隣り合う電極は前記第1引出し線11fに接続しており、以下同様に2本おきに前記各引出し線11f,11g,11hに接続している。
引出し線11f,11g,11hは、電極群11のの外部に引き出されている。そして、電極群11の外部に引き出された各引出し線11f,11g,11hは、図示しない引き出し口から現像装置(或いはトナー補給路10)の外に引き出されて、電界カーテン発生電源回路PUに接続している(図6(A)、図6(B)参照)。
第1〜第3引出し線11f,11g,11hには、電界カーテン発生電源回路PUから第1〜第3電界カーテン発生電圧CH1〜CH3が供給されている(図6(A)、図6(B)参照)。電界カーテン発生電源回路PUは、電源回路Eから供給される電圧を各電界カーテン発生電圧CH1〜CH3に変換して供給する。例えば、各電界カーテン発生電圧CH1〜CH3は、画像形成動作(ジョブ)の実行期間中に供給されるように設定されている。
電界カーテン発生電源回路PUから供給される各電界カーテン発生電圧CH1,CH2,CH3は位相が1/3周期づつ遅れた同一形状のパルス状の交流電圧であり、高電圧(正(+)の電圧)が供給されている時間が1/3周期分、低電圧(負(−)の電圧)が供給されている時間が2/3周期分に設定されている(図6(C)参照)。
したがって、前記各引出し線11f,11g,11hのうちのいづれか1つの引出し線が接続している電極11dに高電圧が供給されている時は、他の2つの引出し線が接続している電極11dには低電圧が供給されている。供給される電圧が異なる電極の間には電
界が生じるので、前記構成を備えた電極群11の被覆層11eの表面上に、電極11dが並んだ方向に沿って周期的な電界分布(同一形状の電界が繰り返し並んで配置された状態で形成される電界分布)を有する電界カーテン(進行波電界)が発生する。そして、電界カーテンの電界分布は電極11dが並んだ方向に沿って移動する。前記構成の電極群11の電界カーテンの電界分布は、トナー搬送方向(トナー収容部30から現像ロール28へ向かう方向)に移動する。なお、供給される電圧は3相以外の電圧(例えば4〜6相等)を使用可能であり、使用する電圧に応じて、各引出し線の本数及び引出し線に接続する電極の間隔(4相電源の場合は3本おきにする)を変更する。
界が生じるので、前記構成を備えた電極群11の被覆層11eの表面上に、電極11dが並んだ方向に沿って周期的な電界分布(同一形状の電界が繰り返し並んで配置された状態で形成される電界分布)を有する電界カーテン(進行波電界)が発生する。そして、電界カーテンの電界分布は電極11dが並んだ方向に沿って移動する。前記構成の電極群11の電界カーテンの電界分布は、トナー搬送方向(トナー収容部30から現像ロール28へ向かう方向)に移動する。なお、供給される電圧は3相以外の電圧(例えば4〜6相等)を使用可能であり、使用する電圧に応じて、各引出し線の本数及び引出し線に接続する電極の間隔(4相電源の場合は3本おきにする)を変更する。
このように、電極群11は、第2攪拌室7の第2撹拌部材R2の回転方向(この方向は電極群11のとの近傍における方向である)とは逆方向に、トナーを第2攪拌部材R2の下方へ搬送するように構成されている。これにより、第2攪拌室7において、補給されたトナーが第2攪拌部材R2により効率よく混合される。
ここで、電極群11上に載ったトナーの一部は、電極群11の進行波電界によって移動しようとするが、多くのトナーが電極群11に載ってしまうと移動し難くなってしまうことがある。この理由は、トナーの重量による電極群11とトナーとの摩擦力が進行波電界による移動力(搬送力)を上回るためと考えられる。
このため、トナー補給装置U2bにより、トナー補給路10内の電極群11上に載るトナー量を調整することがよい。この適量なトナー量は、トナーの粒径や、比重などにより適宜選択される。
以上説明した本実施形態では、電子写真プロセスが開始され、現像装置Gk内のトナー量が減少すると、随時、トナー補給装置U2bからトナー補給路10内を通じて、現像装置Gkの第2攪拌室7(第2攪拌部材R2下方)へトナーが供給される。
この際、トナー補給路10内では、トナーは、電極群11の一端上に載って搬送される。電極群11の一端表面上に載ったトナーは摩擦帯電しているので、電極群11の表面に発生している電界カーテン(進行波電界)によって搬送力を受けることで、搬送される。以下電界カーテンによって帯電しているトナーの搬送される様子を説明する。図7(A)において、電圧供給開始時から最初の1/3周期(第1電界カーテン発生電圧CH1が高電圧である期間)をt1、次の1/3周期(第2電界カーテン発生電圧CH2が高電圧である期間)をt2、以下同様にt3、t4、t5…とする。また、Vppは高電圧と低電圧との電圧の差である。図7(B)において、前記第1〜第3引出し線11f〜11hが接続している電極をそれぞれ電極1〜3で表した。図7(C)において、前記電極1〜3の電極の電位が、時間がt1〜t6まで経過する間に変化する様子を示している。
図7(C)において、期間t1の間は第1電界カーテン発生電圧CH1が高電圧なので、負(−)極性に帯電しているマイナストナーは電極1に向かって移動する。期間t1から期間t2に移行(時間経過)したとき、第2電界カーテン発生電圧CH2が高電圧になるので、前記マイナストナーは電位が負(−)に変化した電極1から電位が正(+)に変化した電極2に移動する。マイナストナーは、電位が正(+)の電極の移動する方向(電極1→2→3の方向)に移動、即ち、電界カーテンの電界分布の移動方向と同じ方向に移動する。
このとき、隣合う電極間が互いに放電するように電圧を印加すると、放電がトナーの帯電量向上に寄与し、トナーの帯電量を向上させつつ、電極群上で進行電界波によりトナーを搬送することが可能となる。
このようにして、トナー補給路10内を、電極群11により搬送されてきたトナーは、第2攪拌室7の第2攪拌部材R2の下方に、補給され現像剤と攪拌・混合される。
そして、補給されたトナーと混合された現像剤は、第2攪拌室7から第1攪拌室6に移動し、第1攪拌部材R1により攪拌されつつ、トナーが現像ロールR0表面に磁気力により付着され、感光体ドラム(像担持体)Pkの静電潜像を現像する。
このように本実施形態では、トナー補給路10内に電極群11を設けて、トナー補給路10内におけるトナーの搬送を進行波電界により行う。このため、従来に比べ、トナー補給路10内部が傷つけられ難く、長寿命化及び信頼性向上を図られる。
また、本実施形態では、トナー補給路10内に設けた電極群11を、補給されるトナーと現像剤とを混合する第2攪拌室7の第2攪拌部材R2の下方まで延在させ、補給されるトナーを第2攪拌部材R2の下方まで、進行波電界により搬送する。このため、補給されたトナーと現像剤との攪拌が促進され、補給されたトナーと現像剤とが十分に混合されるので、帯電不十分なトナーが現像部に達することがなくなり、背景かぶりを発生させたり、トナークラウドにより光学系や帯電装置を汚したり、画像上の問題を引き起こすことが防止される。
また、本実施形態では、トナーは、電極群11上を進行波電界により搬送されるため、その間に十分摩擦帯電をしているほか、電極の印加電圧と間隙のとり方によっては放電による帯電を与えられ、十分に帯電している状態で補給される。このため、長期に渡りトナー帯電量の低下を防止することができる。その結果、長期に使用したトナーでも、帯電分布の下限値が0付近になったり、逆極性になることが防止され、トナークラウドや背景かぶりが抑制される。
また、本実施形態では、トナー補給路10内に設けた電極群11を、補給されるトナーと現像剤とを混合する第2攪拌室7の第2攪拌部材R2の下方まで延在させているので、第2攪拌部材R2の上方側からでも、補給されるトナーと現像剤とを十分に攪拌させるために第2攪拌部材R2の下方までトナーを搬送させることができる。このため、トナーが現像剤上に浮いた状態で搬送されて撹拌不足になるということが無くなる。
また、本実施形態では、補給されたトナーと現像剤とが十分に攪拌され難い小粒径トナーを使用した場合であっても、上述のように、補給されたトナーと現像剤との攪拌が促進され、トナー補給によるトナー帯電量の低下が防止される。
ここで、小粒径トナーの体積平均粒子径は、1.5μm以上5μm以下であることがよい。このトナーの体積平均粒径は、コールターカウンターTAII(ベックマン−コールター社製)を用い、電解液はISOTON−II(ベックマンーコールター社製)を使用して測定される。
トナーの体積平均粒径の測定法としては、まず、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5%水溶液2ml中に、測定試料を0.5〜50mg加え、これを前記電解液100〜150ml中に添加する。そして、この測定試料を懸濁させた電解液を超音波分散器で約1分間分散処理を行い、前記コールターカウンターTA−II型により、アパーチャー径が30μmのアパーチャーを用いて、粒径が0.6〜18μmの範囲の粒子の粒度分布を測定する。
測定された粒度分布を、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積、数それぞれについて小径側から累積分布を描き、累積16%となる粒径を、体積平均粒子径D16v及び数平均粒子径D16pと定義し、累積50%となる粒径を、体積平均粒子径D50v(既述のトナーの体積平均粒径はこれを指す)及び数平均粒子径D50pと定義する。
本実施形態において、使用するトナーは、公知の構成とすることができる。以下、トナーの作製方法の一例を示す。
―トナー及び現像剤の作製方法―
(非結晶性樹脂微粒子分散液(1)の調製)
・スチレン:480重量部
・nブチルアクリレート:120重量部
・カルボキシエチルアクリル酸:18重量部
・ドデカンチオール:12重量部
上記成分を混合溶解して溶液を調製する。他方、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製、ダウファックス)12重量部をイオン交換水250重量部に溶解し、前記溶液を加えてフラスコ中で分散し乳化した溶液(単量体乳化液A)を調整した。
(非結晶性樹脂微粒子分散液(1)の調製)
・スチレン:480重量部
・nブチルアクリレート:120重量部
・カルボキシエチルアクリル酸:18重量部
・ドデカンチオール:12重量部
上記成分を混合溶解して溶液を調製する。他方、アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製、ダウファックス)12重量部をイオン交換水250重量部に溶解し、前記溶液を加えてフラスコ中で分散し乳化した溶液(単量体乳化液A)を調整した。
さらに、同じくアニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製、ダウファックス)1重量部を555重量部のイオン交換水に溶解し、重合用フラスコに仕込む。
重合用フラスコを密栓し、還流管を設置し、窒素を注入しながら、ゆっくりと攪拌しながら、75℃まで重合用フラスコをウオーターバスで加熱し、保持する。過硫酸アンモニウム9重量部をイオン交換水43重量部に溶解し、重合用フラスコ中に定量ポンプを介して、20分かけて滴下した後、単量体乳化液Aをやはり定量ポンプを介して200分かけて滴下する。その後、ゆっくりと攪拌を続けながら重合用フラスコを75℃に、3時間保持して重合を終了する。
これにより微粒子の中心径が250nm、ガラス転移点が55℃、重量平均分子量が27000、固形分量が42%の非結晶性樹脂微粒子分散液(1)を得た。
重合用フラスコを密栓し、還流管を設置し、窒素を注入しながら、ゆっくりと攪拌しながら、75℃まで重合用フラスコをウオーターバスで加熱し、保持する。過硫酸アンモニウム9重量部をイオン交換水43重量部に溶解し、重合用フラスコ中に定量ポンプを介して、20分かけて滴下した後、単量体乳化液Aをやはり定量ポンプを介して200分かけて滴下する。その後、ゆっくりと攪拌を続けながら重合用フラスコを75℃に、3時間保持して重合を終了する。
これにより微粒子の中心径が250nm、ガラス転移点が55℃、重量平均分子量が27000、固形分量が42%の非結晶性樹脂微粒子分散液(1)を得た。
(着色剤粒子分散液(1)の調製)
・黄色顔料(クラリアントジャパン社製、C.I.Pigment Yellow74):50重量部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬製、ネオゲンRK):5重量部
・イオン交換水:200重量部
上記成分を混合溶解し、ホモジナイザー(IKA 社製、ウルトラタラックス)により10分間分散し、中心径200nm、固形分量21.5%のYellow着色剤粒子分散液(1)を得た。
・黄色顔料(クラリアントジャパン社製、C.I.Pigment Yellow74):50重量部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬製、ネオゲンRK):5重量部
・イオン交換水:200重量部
上記成分を混合溶解し、ホモジナイザー(IKA 社製、ウルトラタラックス)により10分間分散し、中心径200nm、固形分量21.5%のYellow着色剤粒子分散液(1)を得た。
(離型剤粒子分散液の調製)
・HNP09(日本精蝋製、融点75℃):50重量部
・アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製、ダウファクス):5重量部
・イオン交換水:200重量部
上記成分を110℃に加熱して、ホモジナイザー(IKA 社製、ウルトラタラックスT50)で十分に分散した後、圧力吐出型ホモジナイザー(ゴーリンホモジナイザー、ゴーリン社製)で分散処理し、中心径120nm、固形分量21.0%の離型剤粒子分散液を得た。
・HNP09(日本精蝋製、融点75℃):50重量部
・アニオン性界面活性剤(ダウケミカル社製、ダウファクス):5重量部
・イオン交換水:200重量部
上記成分を110℃に加熱して、ホモジナイザー(IKA 社製、ウルトラタラックスT50)で十分に分散した後、圧力吐出型ホモジナイザー(ゴーリンホモジナイザー、ゴーリン社製)で分散処理し、中心径120nm、固形分量21.0%の離型剤粒子分散液を得た。
(トナー及び現像剤の作製1)
・非結晶樹脂微粒子分散液(1):130.8重量部(樹脂54.94重量部)
・着色剤粒子分散液(1):39.5重量部(顔料8.5重量部)
・離型剤粒子分散液:38.1重量部(離型剤8重量部)
・ポリ塩化アルミニウム:0.14重量部
上記成分を丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー(IKA 社製、ウルトラタラックス T50)で十分に混合・分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら40℃まで加熱し、40℃で60分間保持した後、非結晶樹脂微粒子分散液(1)を68重量部(樹脂28.56重量部)追加して緩やかに攪拌した。その後、51℃に昇温し、そのままの温度で180分間維持、粒度分布がより狭くなっていくことをコールターカウンターで確認した。
・非結晶樹脂微粒子分散液(1):130.8重量部(樹脂54.94重量部)
・着色剤粒子分散液(1):39.5重量部(顔料8.5重量部)
・離型剤粒子分散液:38.1重量部(離型剤8重量部)
・ポリ塩化アルミニウム:0.14重量部
上記成分を丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー(IKA 社製、ウルトラタラックス T50)で十分に混合・分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら40℃まで加熱し、40℃で60分間保持した後、非結晶樹脂微粒子分散液(1)を68重量部(樹脂28.56重量部)追加して緩やかに攪拌した。その後、51℃に昇温し、そのままの温度で180分間維持、粒度分布がより狭くなっていくことをコールターカウンターで確認した。
その後、0.5モル/リットルの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを6.5に調整した後、攪拌を継続しながら95℃まで加熱した。
反応終了後、冷却し、濾過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過で固液分離した。そして、40℃のイオン交換水3リットル中に再分散し、15分、300rpmで攪拌、洗浄した。この洗浄操作を5回繰り返し、ヌッチェ式吸引濾過で固液分離し、次いで、最終乾燥温度が40℃となるように設定し凍結乾燥を10時間行いトナー粒子1を得た。
反応終了後、冷却し、濾過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過で固液分離した。そして、40℃のイオン交換水3リットル中に再分散し、15分、300rpmで攪拌、洗浄した。この洗浄操作を5回繰り返し、ヌッチェ式吸引濾過で固液分離し、次いで、最終乾燥温度が40℃となるように設定し凍結乾燥を10時間行いトナー粒子1を得た。
このトナー粒子1の粒径をコールターカウンターで測定したところ、体積平均粒径D50が3.2μm、小径側粒度分布指標GSDpsが1.23、であった。また、ルーゼックスによる形状観察より求めたトナー粒子の形状係数SF1は120の球形状であった。
上記のトナー粒子50重量部に対し、疎水性シリカ(キャボット社製、TS720)2重量部を添加し、サンプルミルで混合して外添トナー1を得た。
そして、ポリメチルメタアクリレート(綜研化学社製)を1%被覆した平均粒径50μmのフェライトキャリアを用い、トナー濃度が5%になるように前記の外添トナーを秤量し、両者をボールミルで5分間攪拌・混合して現像剤1を調製した。
そして、ポリメチルメタアクリレート(綜研化学社製)を1%被覆した平均粒径50μmのフェライトキャリアを用い、トナー濃度が5%になるように前記の外添トナーを秤量し、両者をボールミルで5分間攪拌・混合して現像剤1を調製した。
(トナー及び現像剤の作製2)
トナー粒子1の作製における設定温度を25℃に変更した以外はトナー粒子1と同様の方法でトナー粒子2を作製した。体積平均粒径D50が1.5μm、小径側粒度分布指標GSDpsが1.24、形状係数SF1は118の球形状であった。
トナー粒子1の作製における設定温度を25℃に変更した以外はトナー粒子1と同様の方法でトナー粒子2を作製した。体積平均粒径D50が1.5μm、小径側粒度分布指標GSDpsが1.24、形状係数SF1は118の球形状であった。
トナー粒子2を外添トナー1と同様の方法で外添トナー2を得、これを現像剤1と同様の方法で現像剤2を調整した。
(トナー及び現像剤の作製3)
トナー粒子1の作製における設定温度を45℃に変更した以外はトナー粒子1と同様の方法でトナー粒子3を作製した。体積平均粒径D50が5.1μm、小径側粒度分布指標GSDpsが1.22、形状係数SF1は122の球形状であった。
トナー粒子1の作製における設定温度を45℃に変更した以外はトナー粒子1と同様の方法でトナー粒子3を作製した。体積平均粒径D50が5.1μm、小径側粒度分布指標GSDpsが1.22、形状係数SF1は122の球形状であった。
トナー粒子3を外添トナー1と同様の方法で外添トナー3を得、これを現像剤1と同様の方法で現像剤3を調整した。
(トナー及び現像剤の作製4)
トナー粒子1の作製における設定温度を50℃に変更した以外はトナー粒子1と同様の方法でトナー粒子4を作製した。体積平均粒径D50が5.8μm、小径側粒度分布指標GSDpsが1.22、形状係数SF1は121の球形状であった。
トナー粒子1の作製における設定温度を50℃に変更した以外はトナー粒子1と同様の方法でトナー粒子4を作製した。体積平均粒径D50が5.8μm、小径側粒度分布指標GSDpsが1.22、形状係数SF1は121の球形状であった。
トナー粒子4を外添トナー1と同様の方法で外添トナー4を得、これを現像剤1と同様の方法で現像剤4を調整した。
(トナー及び現像剤の作製5)
トナー粒子1の作製における設定温度を54℃に変更した以外はトナー粒子1と同様の方法でトナー粒子2を作製した。体積平均粒径D50が6.5μm、小径側粒度分布指標GSDpsが1.21、形状係数SF1は122の球形状であった。
トナー粒子1の作製における設定温度を54℃に変更した以外はトナー粒子1と同様の方法でトナー粒子2を作製した。体積平均粒径D50が6.5μm、小径側粒度分布指標GSDpsが1.21、形状係数SF1は122の球形状であった。
トナー粒子5を外添トナー1と同様の方法で外添トナー5を得、これを現像剤1と同様の方法で現像剤5を調整した。
(トナー及び現像剤の作製6)
トナー粒子1の作製における設定温度を56℃に変更した以外はトナー粒子1と同様の方法でトナー粒子6を作製した。体積平均粒径D50が7.5μm、小径側粒度分布指標GSDpsが1.21、形状係数SF1は123の球形状であった。
トナー粒子2を外添トナー1と同様の方法で外添トナー2を得、これを現像剤1と同様の方法で現像剤2を調整した。
トナー粒子1の作製における設定温度を56℃に変更した以外はトナー粒子1と同様の方法でトナー粒子6を作製した。体積平均粒径D50が7.5μm、小径側粒度分布指標GSDpsが1.21、形状係数SF1は123の球形状であった。
トナー粒子2を外添トナー1と同様の方法で外添トナー2を得、これを現像剤1と同様の方法で現像剤2を調整した。
(試験例)
本実施形態に係る画像形成装置を用い、上記作製方法に基づき作製した各体積平均粒径(1.5μm、3.2μm、5.1μm、5.8μm、6.5μm、7.5μm)のトナーとキャリアとの現像剤(トナー濃度6重量%)を十分に攪拌した後、現像装置(攪拌室)に充填し、1重量%分のトナーをトナー補給路10から補給を開始しながら、常温常湿(23℃、50%RH)の環境下で、上記電子写真プロセスに従ってプリントを実施した。このときの経過時間(第2攪拌部材R2の攪拌時間)に対する現像ロール中央のトナー帯電分布の下限値の推移を、チャージスペクトログラフ(電子写真学会誌, vol.22, p.85(1988)に示される方法。)により調べた。印加電界は100V/cm、空気流速は1m/sで測定した。この結果を図8に示す。図8の縦軸はトナーの電荷量を粒径で割った値q/dに比例するトナー電荷の特性値である。このとき、プリントサンプル中に背景かぶりは発生せず。終了後に現像器を取り出して調べたが、とくにトナークラウドが発生した形跡は見られなかった。
本実施形態に係る画像形成装置を用い、上記作製方法に基づき作製した各体積平均粒径(1.5μm、3.2μm、5.1μm、5.8μm、6.5μm、7.5μm)のトナーとキャリアとの現像剤(トナー濃度6重量%)を十分に攪拌した後、現像装置(攪拌室)に充填し、1重量%分のトナーをトナー補給路10から補給を開始しながら、常温常湿(23℃、50%RH)の環境下で、上記電子写真プロセスに従ってプリントを実施した。このときの経過時間(第2攪拌部材R2の攪拌時間)に対する現像ロール中央のトナー帯電分布の下限値の推移を、チャージスペクトログラフ(電子写真学会誌, vol.22, p.85(1988)に示される方法。)により調べた。印加電界は100V/cm、空気流速は1m/sで測定した。この結果を図8に示す。図8の縦軸はトナーの電荷量を粒径で割った値q/dに比例するトナー電荷の特性値である。このとき、プリントサンプル中に背景かぶりは発生せず。終了後に現像器を取り出して調べたが、とくにトナークラウドが発生した形跡は見られなかった。
また、比較のために、トナー補給路10内のトナーの搬送を電極群11の代わりにアジテータ(回転搬送部材)により行う構成以外は、本実施形態と同様な構成の画像形成装置についても、経過時間(第2攪拌部材R2の攪拌時間)に対する現像ロール中央のトナー帯電分布の下限値の推移を調べた。この結果を図9に示す。またこのとき、1.5、3.2、5.1μmトナーにおいてはプリントサンプル中に背景かぶりが見られた。また、特に1.5、3.2μmトナーでは、終了後に現像器を取り出したところ、現像器が感光体に対向する壁面の内、現像ロールの下部側に薄くトナーが付着していた。長期に使用した場合はこの粒径付近ではトナークラウドによる機内汚染が懸念される。
これら図8及び図9の結果から、本実施形態では、小粒径トナーを使用した場合であっても、大きく帯電量が低下することなく、トナークラウドや背景かぶりの原因となる下限値が0付近や逆極性のトナーは存在しないことがわかる。これにより、電極群11の進行電界により搬送されつつ十分に帯電されると共に、補充されたトナーと現像剤とが十分に攪拌されていることがわかる。
(図5、8、9には修正を加えました。図面の方をご覧ください。)
本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
本発明の実施形態に係る現像装置を示す斜視図である。
本発明の実施形態に係る現像装置を示す側断面図であり、図2のA−Aの線断面図である。
本発明の実施形態に係る現像装置を示す側断面図であり、図2のB−B線断面図である。
本発明の実施形態に係る現像装置を示す上断面図であり、図3のC−C線断面図である。
本発明に係る本実施形態の現像装置における電極群の説明図であり、図6(A)は電極群の電極の配線説明図であり、図6(B)は図6(A)のD−D断面図拡大図に断面と配線との関係をわかりやすくするために引出し線を記入した図であり、図6(C)は電極群に印加する電圧の説明図である。
本発明に係る本実施形態の現像装置における電極群の進行波電界(電界カーテン)の発生電圧とトナー(現像剤)の移動とに関する説明図であり、図7(A)は図6(C)に対応する進行波電界(電界カーテン)の発生電圧を示す図であり、図7(B)は図7(A)の進行波電界(電界カーテン)の発生電圧が印加される電極を示す図、図7(C)は図7(B)の電極の電位と時間経過との対応を示す図である。
試験例の本実施形態の構成における、経過時間(第2攪拌部材R2の攪拌時間)と現像ロール中央のトナー帯電分布の下限値の推移との関係を示す図である。
試験例の従来の構成における、経過時間(第2攪拌部材R2の攪拌時間)と現像ロール中央のトナー帯電分布の下限値の推移との関係を示す図である。
CLy,CLm,CLc,CLk クリーナ
Gy,Gm,Gc,Gk 現像器
Py,Pm,Pc,Pk 感光体ドラム(像担持体)
ROSy,ROSm,ROSC,ROSk 画像書込装置
R0 現像ロール
R1 第1撹拌部材
R2 第2撹拌部材(攪拌部材)
GV 現像容器
3b1 トナー補給口
3a1 現像剤排出口
4 現像ロール室
6 第1撹拌室
6+7 循環撹拌室(現像剤収容部)、
7 第2撹拌室
9 仕切壁
10 トナー補給路
11 電極群
11d 各電極
11c 支持部材
11e 被覆層
Gy,Gm,Gc,Gk 現像器
Py,Pm,Pc,Pk 感光体ドラム(像担持体)
ROSy,ROSm,ROSC,ROSk 画像書込装置
R0 現像ロール
R1 第1撹拌部材
R2 第2撹拌部材(攪拌部材)
GV 現像容器
3b1 トナー補給口
3a1 現像剤排出口
4 現像ロール室
6 第1撹拌室
6+7 循環撹拌室(現像剤収容部)、
7 第2撹拌室
9 仕切壁
10 トナー補給路
11 電極群
11d 各電極
11c 支持部材
11e 被覆層
Claims (8)
- 像担持体上に形成された静電潜像を、トナー及びキャリアを含む現像剤により現像する現像装置であって、
前記現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部に前記トナーを補給するトナー補給路と、
前記像担持体に対向して設けられ、前記トナーを前記像担持体に供給する現像ロールと
前記現像剤収容部内に設けられ、前記トナー補給路から補給された前記トナーと前記現像剤収容部の前記現像剤とを撹拌する攪拌部材と、
を有し、
前記トナー補給路内の少なくとも一部には、進行波電界によって前記トナーを搬送する電極群が設けられてなることを特徴とする現像装置。 - 前記電極群は、前記トナー補給路内から前記攪拌部材の下方まで延在していることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 前記攪拌部材は軸を中心に回転する回転部材であり、当該回転部材はその下方に設けられた前記電極群上に配置されると共に前記電極群によるトナー搬送方向に沿って回転することを特徴とする請求項2に記載の現像装置。
- 前記トナーは、一担、前記電極群上に供給された後、当該電極群上で進行電界により搬送され、前記現像剤収容部に補給されることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 前記電極群は、隣合う電極間が互いに放電するように電圧が印加されることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 前記電極群は複数の電極と当該電極間に設けられる電極間材料とこれらを支持する支持部材とを含んで構成され、前記電極、前記電極間材料、及び/又はこれらの表面被覆材料はトナー帯電促進材料を含んで構成されることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 前記トナーの体積平均粒子径は、1.5μm以上5μm以下であることを特徴とする請求項2に記載の現像装置。
- 像担持体上に形成された静電潜像をトナーによって現像する現像手段と、
像担持体上の現像されたトナー像を記録媒体に転写して画像を形成する転写手段と、
を有する画像形成装置であって、
前記現像装置は、請求項1〜7のいずれか1項に記載の現像装置であることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004214421A JP2006038934A (ja) | 2004-07-22 | 2004-07-22 | 現像装置及び画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004214421A JP2006038934A (ja) | 2004-07-22 | 2004-07-22 | 現像装置及び画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006038934A true JP2006038934A (ja) | 2006-02-09 |
Family
ID=35904033
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004214421A Pending JP2006038934A (ja) | 2004-07-22 | 2004-07-22 | 現像装置及び画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006038934A (ja) |
-
2004
- 2004-07-22 JP JP2004214421A patent/JP2006038934A/ja active Pending
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