JP2006171038A - 現像装置、プロセスカートリッジ、及び、画像形成装置 - Google Patents
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【解決手段】 現像剤担持体51の長手方向と同方向に現像剤を搬送して第1搬送経路を形成する第1搬送部材55と、第1搬送経路とは逆の方向に現像剤を搬送して第2搬送経路を形成する第2搬送部材56と、第1搬送経路と第2搬送経路とが連通する連通部63、64を長手方向両端部に備えて現像剤の循環経路を形成するケース部59と、を備える。このケース部59の連通部63、64は、角部がないように形成される。
【選択図】 図3
Description
このような2成分現像方式の現像装置において、装置の小型化を目的として、2つの搬送スクリュによって現像剤を現像装置の長手方向に循環させながら、現像ローラに現像剤を供給する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
そして、現像装置内におけるトナー消費に応じて、現像装置の一端に設けられたトナー補給口から装置内に適宜にトナーが補給される。補給されたトナーは、現像装置内の現像剤とともに、2つの搬送スクリュによって、装置内を長手方向(現像ローラの長手方向と同方向である。)に循環しながら混合される。その混合された現像剤は、その一部が、一方の搬送スクリュに対向する現像ローラ上に担持される。現像ローラに担持された現像剤は、ドクターブレードによって適量に規制された後に、その現像剤中のトナーが感光体ドラム(像担持体)との対向位置で感光体ドラム上の潜像に付着する。
また、現像剤担持体に担持された凝集体がドクターブレードの位置を擦り抜けて、像担持体上の潜像に付着してしまうこともある。このような場合には、像担持体上に付着した凝集体が被転写材上に転写されずに、出力画像上に白抜け(白抜け画像)やポチ点(ポチ点画像)が生じてしまうこともある。
0.5≦r2/r1≦0.8
0.7≦r3/r2≦1.0
なる関係が成立するように形成されたものである。
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
図1は画像形成装置としてのレーザプリンタを示す構成図であり、図2はそこに設置されるプロセスカートリッジの近傍を示す断面図である。さらに、図3は、図2のプロセスカートリッジの現像装置及び感光体ドラムを上方からみた長手方向(図2の紙面垂直方向である。)の断面図である。
その後、感光体ドラム1の表面は、露光部7(図1を参照できる。)から発せられたレーザ光Lの照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像(潜像電位が−50Vである。)が形成される(露光工程である。)。
詳しくは、現像装置5内には、トナーとキャリア(磁性キャリア)とからなる2成分現像剤Gが収容されている。現像装置5内の現像剤Gは、トナー濃度センサ57(磁気センサ)によって検知される現像剤G中のトナーの割合(トナー濃度)が所定の範囲内になるように調整される。すなわち、現像装置5内のトナー消費に応じて、トナー搬送パイプ43(トナー搬送部)からトナー補給口44を介して第2現像剤収容部54内に、トナーが補給される。
これによって、現像剤は、連通部63、64をスムーズに流動することになる。すなわち、第1搬送経路と第2搬送経路とが連通する連通部63、64を角部がないようにR形状にて形成しているために、連通部63、64に現像剤が停滞して圧力を受けるデッドスペースがなくなる。したがって、トナーの凝集体や現像剤の凝集体が形成されることなく、白スジ画像、白抜け画像、ポチ点画像等の異常画像の発生が抑止される。
最後に、感光体ドラム1の表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム1上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
そして、中間転写ベルト8は、矢印方向に走行して、各1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9Kの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム1Y、1M、1C、1K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写される。
こうして、中間転写ベルト8上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
詳しくは、給紙部26には、転写紙等の被転写材Pが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ27が図1中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の被転写材Pがレジストローラ対28のローラ間に向けて給送される。
その後、被転写材Pは、排紙ローラ対29のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対29によって装置本体100外に排出された被転写Pは、出力画像として、スタック部30上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。
また、現像ローラ51のスリーブ51aは、アルミニウム等の非磁性材料からなり、外径が18mmであってその外周面には周方向に所定ピッチで溝部(凹部)が形成されている。現像ローラ51には、不図示の電源部からDCの現像バイアス(−350Vである。)が印加されている。
また、ドクターブレード52は、鉄、ステンレス等の磁性金属にて形成することもできるし、樹脂材料、アルミニウム等の非磁性材料で形成することもできるし、非磁性材料の一部に磁性材料を貼着して形成することもできる。
トナーTの重量平均粒径が3μmよりも小さいときには、転写効率やクリーニング性が低下してしまう。これに対して、トナーTの重量平均粒径が10μmよりも大きいときには、文字やラインの飛び散りを抑止するのが難しくなる。したがって、上述の重量平均粒径の範囲が、微小な潜像ドットに対してもドット再現性に優れ、転写性やクリーニング性が良好となる最適な条件となる。
なお、トナーにシリカ等の添加物を多量に含有させた場合であっても、連通部63、64を形成する面同士の境界部をR形状にしているために、経時でトナーから離脱した添加剤を核として凝集体が形成される不具合が軽減される。
以下に、その測定方法について述べる。
まず、電解水溶液100〜150ml中に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フォン酸塩である。)を、0.1〜5ml加える。ここで、電解水溶液とは、1級塩化ナトリウムを用いて約1%にNaCl水溶液を調製したものであって、例えば、「ISOTON−II」(コールター社製)を用いることができる。さらに、上述の電解水溶液に測定試料を2〜20mg加える。そして、試料を懸濁した電解水溶液に対して、超音波分散器で約1〜3分間分散処理をおこなう。そして、上述の測定装置により、アパーチャとして100μmアパーチャを用いて、トナー粒子又はトナーの重量及び個数を測定して、重量分布と個数分布とを算出する。このようにして算出された分布から、トナーの重量平均粒径(D4)を求める。
上述の測定におけるチャンネルとしては、2.00〜2.52μm未満;2.52〜3.17μm未満;3.17〜4.00μm未満;4.00〜5.04μm未満;5.04〜6.35μm未満;6.35〜8.00μm未満;8.00〜10.08μm未満;10.08〜12.70μm未満;12.70〜16.00μm未満;16.00〜20.20μm未満;20.20〜25.40μm未満;25.40〜32.00μm未満;32.00〜40.30μm未満の13チャンネルを使用して、粒径が2.00μm以上であって40.30μm未満の粒子を対象とする。
これに対して、トナーの形状が真球に近い(略球形トナーである。)ときには、トナーの流動性が良すぎて、外力に対して過度に作用してしまって、現像工程時及び転写工程時にドットの外側にトナー粒子が飛び散りやすいといった不具合が発生しやすい。また、このようなトナーは、感光体ドラム上で転がりやすいことから、感光体ドラムとクリーニングブレードとの間からすり抜けてクリーニング不良となってしまう。
0.5≦r2/r1≦0.8
0.7≦r3/r2≦1.0
なる関係が成立するように形成されたものである。
なお、図6(A)はトナー粒子Tの形状を立体的に示した概略図であって、図6(B)はトナー粒子Tの形状を平面的(XZ平面及びYZ平面である。)に示した概略図である。
また、厚さと短軸との比(r3/r2)が0.7より小さいときには、トナー形状が扁平形状に近くなるために、不定形トナーのように飛び散りが少なくなる反面、略球形トナーのような高い転写率は得られない。これに対して、厚さと短軸との比(r3/r2)が1.0より大きいときには、長軸を回転軸とする回転体となってしまう。
ここで、キャリアの静抵抗(体積固有抵抗)とは、2mmのギャップを設けた平行電極間にキャリアを投入してタッピングした後に、両電極間にDC1000Vを印加して30秒後の抵抗値をハイレジスト計で計測した値を体積抵抗率に変換した値である。
また、キャリアの飽和磁化は、「VSM−P7−15」(東英工業社製)を用いて次の測定方法で測定したものである。すなわち、試料約0.15gを秤量して、その試料をセル(内径が2.4mm、高さが8.5mmのものである。)に充填した後に、1000エルステット(Oe)の磁場下で測定したものである。
導電性粒子の基体粒子としては、酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化亜鉛、二酸化ケイ素、硫化バリウム、酸化ジルコニウムのうち少なくとも1種類を用いることができる。また、導電性粒子の吸油量は、JIS−K5101「顔料試験方法」における「21吸油量」に準じて測定することができる。
このように形成されたキャリアは、耐久性に優れたものである。
図7における効果確認実験は、連通部63、64の境界部70a〜70eのR形状が異なる4つの現像装置(R形状が設けられていないもの、R2mmのもの、R4mmのもの、R6mmのもの)を用意して、それぞれ、本実施の形態における画像形成装置100に搭載してランニング試験をおこなったものである。
なお、トナーTは重量平均粒径が6.8μmの粉砕トナーを用い、キャリアCは重量平均粒径が50μmであってフェライト芯材にアクリル、シリコーン樹脂をコーティングしたものを用いている。
詳しくは、ランニング試験後の現像装置5内の現像剤を取り出して、その現像剤を篩(アパーチャ径が100μmのものである。)にかけて、篩に残存した凝集体の個数をカウントした。また、ランニング試験後の現像装置5内における境界部70a〜70eに固着している凝集体を針状棒ですべて採取して、その凝集体の重量を測定した。
2 クリーニング部、 4 帯電部、
5 現像装置(現像部)、
6、6Y、6M、6C、6K プロセスカートリッジ(作像部)、
51 現像ローラ(現像剤担持体)、52 ドクターブレード、
53 第1現像剤収容部(第1搬送経路)、
54 第2現像剤収容部(第2搬送経路)、
55 第1搬送スクリュ(第1搬送部材)、
56 第2搬送スクリュ(第2搬送部材)、
58 上ケース(ケース部)、 59 下ケース(ケース部)、
59a 仕切部材(仕切面)、 59b〜59d 壁面、 59e 底面、
63、64 連通部、 70a〜70f 境界部(R形状部)、
100 画像形成装置本体(装置本体)。
Claims (12)
- 像担持体上に形成される潜像を現像する現像装置であって、
前記像担持体に対向するとともに、前記現像剤が担持される現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に対向するとともに、前記現像剤担持体の長手方向と同方向に前記現像剤を搬送して第1搬送経路を形成する第1搬送部材と、
仕切部材を介して前記第1搬送部材に対向するとともに、前記第1搬送経路とは逆の方向に前記現像剤を搬送して第2搬送経路を形成する第2搬送部材と、
前記第1搬送部材及び前記第2搬送部材が内設されるとともに、前記第1搬送経路と前記第2搬送経路とが連通する連通部を長手方向両端部に備えて前記現像剤の循環経路を形成するケース部と、を備え、
前記ケース部の前記連通部は、角部がないように形成されたことを特徴とする現像装置。 - 前記連通部は、当該連通部を形成する複数の面同士の境界部がR形状になるように形成されたことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 前記連通部の前記境界部は、R4mm以上のR形状になるように形成されたことを特徴とする請求項2に記載の現像装置。
- 前記連通部の前記境界部は、低摩擦材料で形成されたことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の現像装置。
- 前記ケース部の前記循環経路は、角部がないように形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の現像装置。
- 前記ケース部は、前記像担持体に対向する位置に開口を備え、
前記現像剤担持体は、その一部が前記開口から露呈するように前記ケース部内に保持されたことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の現像装置。 - 前記連通部は、前記仕切部材を長手方向中央部に配設することで形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の現像装置。
- 前記現像剤は、トナーとキャリアとからなり、
前記トナーは、その重量平均粒径が3〜10μmとなるように形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載の現像装置。 - 前記現像剤は、トナーとキャリアとからなり、
前記トナーは、紡錘形状となるように形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載の現像装置。 - 前記紡錘形状のトナーは、長軸方向の長さをr1として短軸方向の長さをr2として厚さ方向の長さをr3としたときに、
0.5≦r2/r1≦0.8
0.7≦r3/r2≦1.0
なる関係が成立するように形成されたことを特徴とする請求項9に記載の現像装置。 - 画像形成装置の装置本体に対して着脱自在に設置されるプロセスカートリッジであって、
請求項1〜請求項10のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とが一体化されたことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項1〜請求項10のいずれかに記載の現像装置と前記像担持体とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
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