JP2007058136A - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 現像容器Vに回転可能に収容され現像スリーブR0aは、攪拌された現像剤を表面に吸着した状態で回転し、静電潜像が形成された像担持体PR表面に対向する現像領域Q2に搬送して静電潜像をトナー像に現像する。現像スリーブR0a表面との間に所定の間隔をおいて配置された層厚規制部材1に対して現像スリーブR0aの回転方向上流側の現像剤吸着量をM1(g/m2)、下流側の現像剤吸着量をM2(g/m2)、現像スリーブR0aの周速度をVr(mm/sec)とした場合に、上流側現像剤吸着量M1、下流側現像剤吸着量M2、および現像スリーブ周速度Vrは、次式(1)を満たすように設定される。
5×103<(M1/M2)×Vr(mm/sec)<12×103…(1)。
【選択図】 図3
Description
(J01)特許文献1(特開2002−258616号公報)記載の技術
特許文献1に記載された技術は、現像時または非現像時に、現像剤に過度のストレスを与えることなく、現像剤担持体上に担持される現像剤層厚を正確に規制することを目的として、2成分現像装置において、回転可能な現像剤担持体3の内部に配された磁石部材5の磁極(特に、ピックアップ磁極6b、トリミング磁極6c(図1、図2参照))のレイアウトを工夫することにより、現像剤担持体3表面に捕獲した現像剤Gのうち、余剰分を現像剤担持体3の回転中心Oの高さ付近で落下させ、所定層厚に規制された現像剤Gのみを現像領域mへ担持搬送する。
また、特許文献1の図22に示す実施の形態5の磁石ロール124の磁極レイアウトは、現像ロール122表面に担持される現像剤が現像ロール122最下端位置から現像ロール122の回転方向の回転中心高さ付近までは多く存在し、それ以外の部分では薄層となるように配置されている。そして、ピックアップ磁極125c(N1)とトリミング磁極125d(S2)との磁界差が大きく、更にトリミング磁極125dが弱電界に設定されていることにより、ピックアップ磁極125cにより搬送された現像剤のうち、限られた量の現像剤のみがトリミング磁極側に搬送され、残る現像剤は重力により現像剤貯留部材34に戻されている。このような現像ロール122を用いた場合、非現像時に、磁石ロール124を5〜30°程上流側に回転(例えば15°回転)させることにより、現像ロール122上の現像剤Gが重力により全て落下し、トリミング磁極125dに供給されなくなる。この場合、現像ロール122の回転を停止することなく、現像領域mへの現像剤の搬送を規制することが可能となる。
この公報記載の技術では、プロセフスカートリッジの現像装置は、現像ケース2の現像剤収容室7と、前記現像剤収容室7にトナーを補給するトナー補給口8a有するトナーホッパ8と、前記現像剤収容室7内に配置され且つトナーおよび磁性キャリアからなる現像剤3を表面に担持して回転する非磁性材質の現像スリーブ4、前記現像スリーブ4内部に固定配置されたマグネットローラ5、現像剤スリーブ4上に担持され搬送されている現像剤3の量を規制するドクターブレード(現像剤規制部材)6a、および前記ドクターブレード6aの前記現像スリーブ4の回転方向上流側に配置されたプレドクターブレード6bとを有している。
前記特許文献2の現像装置では、現像スリーブ4上に担持された現像剤3は、現像スリーブ4の回転に伴ってドクターブレード6a側に搬送され、ドクターブレード6aにより規制され薄層化される。薄層化された現像剤3は感光体ドラム1と対向する現像領域に搬送される。前記現像剤3により感光ドラム1上の静電潜像はトナー像に現像される。その後、現像スリーブ4上の現像剤3はプレドクターブレード6bに搬送され、トナーホッパ8内のアジテータ9によりトナー補給口8aから供給された新しいトナーを取り込んだ後、現像剤収容室7に戻る。
前記新しいトナーを含んだ現像剤3は、ドクターブレード6aによる規制部での内圧が増加し、現像剤3のトナーが摩擦帯電される。このように、現像剤収容室7における現像剤3の内圧により、現像スリーブ4上の現像剤3中のトナーを帯電させることができるので、現像剤3を攪拌し帯電させるためのパドルやスクリュー等を用いた複雑な攪拌搬送機構が不要となる。
前記従来技術(J01),(J02)を含む従来公知の現像装置では、高画質の画像を作成するため、層厚規制部材に対して現像スリーブの回転方向下流側の現像剤吸着量(下流側現像剤吸着量)M2(g/m2)を適切な値に制御または調節することが行われている。
しかしながら、本発明者の研究によれば、層厚規制部材に対して現像スリーブの回転方向下流側の現像剤吸着量(下流側現像剤吸着量)M2(g/m2)を調節する場合に、上流側の現像剤吸着量(上流側現像剤吸着量)M1(g/m2)および現像スリーブの周速度Vr(mm/sec)を考慮しない場合には、次のような問題点(a1)〜(a4)が発生する。
(a2)下流側現像剤吸着量M2(g/m2)に比較して、上流側現像剤吸着量M1(g/m2)が多い場合で、しかも、下流側現像剤吸着量M2(g/m2)も多い場合には、同じ現像剤が層厚規制部材を通過する頻度が増えると共に、現像剤が層厚規制部材の上流側空間に滞在する時間が長くなり、現像剤が受けるストレスが大きくなる。
(a3)現像スリーブに現像剤を供給する部材として現像剤供給オーガを使用している場合に、現像スリーブのピックアップ力が大きいと、現像剤供給オーガのある現像剤空間での現像剤分布そのままに現像剤がピックアップされる。その場合、ピックアップされた現像剤にオーガスパイラルの履歴が残り易いので、現像スリーブ上に形成される現像剤層にムラが生じ易い。前記オーガスパイラルの履歴が残ると、ハーフトーン画像で斜め濃度ムラ(=オーガマーク)が生じ易い。
(a4)現像容器中の現像剤のSump量(現像剤重量)が少ない側に振れた場合には、現像スリーブ表面に現像剤を供給する現像剤攪拌部材からの現像剤供給量が不安定になって、現像スリーブへの現像剤の供給不良・不足が発生し、トナー画像の濃度ムラの原因となる。
5×103<(M1/M2)×Vr(mm/sec)<12×103………………………(1)。」
また、前記問題点(a4)は、回転する現像スリーブ内部に固定配置された磁石ロールのピックアップ磁極の前記現像スリーブ表面上の磁束密度ピーク位置を、前記ピックアップ磁極に対して前記現像スリーブ表面に沿った回転方向上流側の磁束密度0の点である上流側0点と下流側の磁束密度0の点である下流側0点との間の中央の点である0中心点の位置から現像スリーブ回転方向下流側に5〜10°ずれて配置することにより解決できることが分かった。
(O01)現像スリーブに担持されて搬送される現像剤が層厚規制部材の上流側に押し込まれるパッキング圧が大きくなって前記層厚規制部材を通過する際にかかる圧力が高くなるのを防止することにより、現像剤が受けるストレスが大きくなるのを防止すること。
(O02)同じ現像剤が層厚規制部材を通過する頻度が増えることを防止し、現像剤が層厚規制部材の上流側空間に滞在する時間が長くなることを防止することにより、現像剤が受けるストレスが大きくなるのを防止すること。
(O03)現像スリーブに現像剤を供給する部材として現像剤供給オーガを使用し且つ現像剤ピックアップ量がある程度多い場合(多すぎる場合を除く)に、現像スリーブ表面にピックアップされる現像剤層にオーガスパイラルの履歴が残るのを防止することにより、ハーフトーン画像で現れ易いオーガマーク(斜め濃度ムラ)の発生を防止すること。
(O04)現像容器中の現像剤のSump量が少ない側に振れた場合に、現像スリーブ表面に現像剤を供給する現像剤攪拌部材からの現像剤供給量が不安定になるのを防止し、現像スリーブへの現像剤の供給不良・不足が発生するのを防止することにより、トナー画像の濃度ムラの発生を防止すること。
なお、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明の範囲を実施例に限定するためではない。
前記課題を解決するために第1発明の現像装置は、次の構成要件(A01)〜(A06)を備えたことを特徴とする。
(A01)トナーおよびキャリアを含む2成分現像剤を収容する現像容器(V)、
(A02)前記現像容器(V)に回転可能に収容され且つ前記現像剤を攪拌する現像剤攪拌部材(R1,R2)、
(A03)前記現像容器(V)に回転可能に収容され且つ前記攪拌された現像剤を表面に吸着した状態で回転し、静電潜像が形成された像担持体(PR)表面に対向する現像領域(Q2)に搬送して前記静電潜像をトナー像に現像する現像スリーブ(R0a)と、前記現像スリーブ(R0a)の内側に配置固定された磁石ロール(R0b)とを有する現像ロール(R0)、
(A04)前記現像スリーブ(R0a)表面との間に所定の間隔をおいて配置され、前記現像スリーブ(R0a)表面に吸着された現像剤の層厚を規制する層厚規制部材(1)、
(A05)少なくとも前記スリーブ(R0a)表面に前記現像剤を吸着するピックアップ磁極(N2)と、前記層厚規制部材(1)に対向する位置付近に配置されたトリミング磁極(N3)と、前記現像領域(Q2)に対向する位置に配置された現像磁極(S1)とを有する前記磁石ロール(R0b)、
(A06)前記層厚規制部材(1)に対して前記現像スリーブ(R0a)の回転方向上流側の現像剤吸着量(上流側現像剤吸着量)をM1(g/m2)、下流側の現像剤吸着量(下流側現像剤吸着量)をM2(g/m2)、現像スリーブ(R0a)の周速度をVr(mm/sec)とした場合に次式(1)を満たすように設定された前記上流側現像剤吸着量M1、下流側現像剤吸着量M2、および現像スリーブ周速度Vr、
5×103<(M1/M2)×Vr(mm/sec)<12×103…………………………(1)。
前記構成要件(A01)〜(A06)を備えた第1発明の現像装置では、トナーおよびキャリアを含む2成分現像剤を収容する現像容器(V)に回転可能に収容された現像剤攪拌部材(R1,R2)は、前記現像剤を攪拌する。前記現像容器(V)に回転可能に収容され現像スリーブ(R0a)は、前記攪拌された現像剤を表面に吸着した状態で回転し、静電潜像が形成された像担持体(PR)表面に対向する現像領域(Q2)に搬送して前記静電潜像をトナー像に現像する。
前記現像スリーブ(R0a)表面との間に所定の間隔をおいて配置された、層厚規制部材(1)は、前記現像スリーブ(R0a)表面に吸着された現像剤の層厚を規制する。
前記現像スリーブ(R0a)の内側に配置固定された磁石ロール(R0b)は、ピックアップ磁極(N2)、トリミング磁極(N3)、および現像磁極(S1)を有している。ピックアップ磁極(N2)は、前記スリーブ(R0a)表面に前記現像剤を吸着する。前記ピックアップ磁極により現像スリーブ(R0a)表面に吸着された現像剤は前記回転する現像スリーブ(R0a)表面に保持されて搬送される。前記層厚規制部材(1)の対向する位置付近に配置されたトリミング磁極(N3)は、前記層厚規制部材(1)との間を通過する現像剤量を規制する。前記現像領域(Q2)に対向する位置に配置された現像磁極(S1)は、現像領域(Q2)を通過する現像剤中に含まれるキャリアが像担持体(PR)表面に移動するのを防止する。
5×103<(M1/M2)×Vr(mm/sec)<12×103…………………………(1)。
前記上流側現像剤吸着量M1、下流側現像剤吸着量M2、および現像スリーブ周速度Vrが前記式(1)を満たす場合には、現像スリーブ(R0a)に担持されて層厚規制部材(1)の上流側を搬送される現像剤量(M1×Vr)が多くなり過ぎるのを防止することができる。その場合、現像剤が前記層厚規制部材(1)を通過する際にかかる圧力が高くなるのを防止することができるので、現像剤が受けるストレスが大きくなるのを防止することができる。また、同じ現像剤が層厚規制部材(1)を通過する頻度が増えることを防止することができ且つ、現像剤が層厚規制部材(1)の上流側空間に滞在する時間が長くなることを防止することができるので、現像剤が受けるストレスが大きくなるのを防止することができる。
しかしながら、前記上流側現像剤吸着量M1、下流側現像剤吸着量M2、および現像スリーブ周速度Vrが前記式(1)を満たす場合には、現像スリーブ(R0a)に担持されて層厚規制部材(1)の上流側を搬送される現像剤量(M1×Vr)が少なくなり過ぎるのを防止することができる。したがって、現像スリーブ(R0a)に現像剤を供給する部材として現像剤供給オーガを使用している現像装置の場合に、現像スリーブ(R0a)表面にピックアップされる現像剤層にオーガスパイラルの履歴が残るのを防止することができるので、ハーフトーン画像で現れ易いオーガマーク(斜め濃度ムラ)の発生を防止することができる。
第1発明の形態1の現像装置は前記第1発明において次の構成要件(A07)を備えたことを特徴とする。
(A07)前記ピックアップ磁極(N2)に対して前記現像スリーブ(R0a)表面に沿った回転方向上流側の磁束密度0の点である上流側0点と下流側の磁束密度0の点である下流側0点との間の前記現像スリーブ(R0a)表面上の中央の点である0中心点の位置と、前記ピックアップ磁極(N2)の前記現像スリーブ(R0a)表面上の磁束密度ピーク位置とがずれており、前記磁束密度ピーク位置が前記0中心点から現像スリーブ回転方向下流側に5〜10°ずれて配置された前記磁石ロール(R0b)。
前記構成要件(A07)を備えた第1発明の形態1の現像装置では、磁石ロール(R0b)の磁極は、前記ピックアップ磁極(N2)に対して前記現像スリーブ(R0a)表面に沿った回転方向上流側の磁束密度0の点である上流側0点と下流側の磁束密度0の点である下流側0点との間の前記現像スリーブ表面上の中央の点である0中心点の位置と、前記ピックアップ磁極(N2)の前記現像スリーブ表面上の磁束密度ピーク位置とがずれており、前記磁束密度ピーク位置が前記0中心点から現像スリーブ回転方向下流側に5〜10°ずれて配置される。
この場合、現像容器(V)中の現像剤のSump量が少ない側に振れた場合に、現像スリーブ(R0a)表面への現像剤ピックアップ性が不安定になるのを防止して、現像スリーブ(R0a)への現像剤の供給不良・不足が発生するのを防止することができる。したがって、トナー画像の濃度ムラの発生を防止することができる。
第1発明の形態2の画像形成装置は、前記第1発明または第1発明の形態1において次の構成要件(A08)を備えたことを特徴とする。
(A08)前記現像スリーブ(R0a)表面に沿って複数の層厚規制部材1i(i=,2,…)が配置され、前記複数の各層厚規制部材1iの上流側の上流側現像剤吸着量をM1i、および下流側の下流側現像剤吸着量をM2iとした場合に、次式(2)を満たすように設定された前記上流側現像剤吸着量M1i、下流側現像剤吸着量M2i、および現像スリーブ周速度Vr。
5×103<(M1i/M2i)×Vr(mm/sec)<12×103……………………(2)。
前記構成要件(A08)を備えた第1発明の形態2の画像形成装置では、前記現像スリーブ(R0a)表面に沿って配置された複数の層厚規制部材1i(i=1,2,…)は、前記複数の各層厚規制部材1iの上流側の上流側現像剤吸着量をM1i、下流側の下流側現像剤吸着量をM2i、および現像スリーブ周速度をVrとした場合に、前記上流側現像剤吸着量M11、下流側現像剤吸着量M2i、および現像スリーブ周速度Vrは、次式(2)を満たすように設定される。
5×103<(M1i/M2i)×Vr(mm/sec)<12×103……………………(2)。
前記上流側現像剤吸着量M1i、下流側現像剤吸着量M2i、および現像スリーブ周速度Vrが前記式(2)を満たす場合には、前記複数の各層厚規制部材1iの上流側および下流側において、前記第1発明と同様の作用を奏することができる。
したがって、現像スリーブ(R0a)に担持されて搬送される現像剤が前記複数の各層厚規制部材1iを通過する際に受けるストレスが大きくなるのを防止することができる。
この場合、前記ストレスによるトナー表面への外添剤の埋まり込みや剥がれ等のトナー劣化(現像剤劣化)を防ぐことができ、また、トナー劣化による画質欠陥の発生を防ぐことができる。この場合、低画像密度の画像を連続プリントした後に生じ易いガサツキや、カブリ等の画質欠陥を防ぐことができる。
第2発明の画像形成装置は次の構成要件(A09)を備えたことを特徴とする。
(A09)前記第1発明または第1発明の形態1もしくは2記載の現像装置。
(第2発明の作用)
前記構成要件(A09)を備えた第2発明の画像形成装置では、前記第1発明または第1発明の形態1もしくは2記載の現像装置を備えているので、前記第1発明または第1発明の形態1もしくは2記載の現像装置の作用と同様の作用を奏することができる。
(E01)現像スリーブに担持されて搬送される現像剤が前記層厚規制部材の上流側に押し込まれるパッキング圧力が大きくなって層厚規制部材を通過する際にかかる圧力が高くなるのを防止することにより、現像剤が受けるストレスが大きくなるのを防止することができる。現像剤が受けるストレスを軽減することにより、トナー表面への外添剤の埋まり込みや剥がれ等の現像剤の劣化を防止することができる。この場合、低画像密度の画像を連続プリントした後に生じ易いガサツキやカブリ等の画質欠陥を防止することができる。
(E02)同じ現像剤が層厚規制部材を通過する頻度が増えることを防止し且つ、現像剤が層厚規制部材の上流側空間に滞在する時間が長くなることを防止することにより、現像剤が受けるストレスが大きくなるのを防止することができる。この場合、前記ストレスによるトナーの劣化を防ぐことができ、また、トナー劣化による画質欠陥の発生を防止することができる。
(E03)現像スリーブに現像剤を供給する部材として現像剤供給オーガを使用する場合、現像剤ピックアップ量が多すぎる場合はオーガマークは発生しないが、現像剤ピックアップ量がある程度多い場合(多すぎる場合を除く)に、現像スリーブ表面にピックアップされる現像剤層にオーガスパイラルの履歴が残るのを防止することができるので、ハーフトーン画像で現れ易いオーガマーク(斜め濃度ムラ)の発生を防止することができる。
(E04)現像容器(V)中の現像剤のSump量が少ない側に振れた場合に、現像スリーブ表面に現像剤を供給する現像剤攪拌部材からの現像剤供給量が不安定になるのを防止して、現像スリーブへの現像剤の供給不良・不足が発生するのを防止することにより、トナー画像の濃度ムラの発生を防止することができる。
なお、以後の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で示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、右方、左方、上方、下方、または、前側、後側、右側、左側、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は本発明の現像装置を備えた画像形成装置の実施例1の縦断面図である。
図1において、デジタル式の複写機(画像形成装置)Uは、自動原稿搬送装置(ADFすなわち、オートドキュメントフィーダ)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を上端に有するデジタル式の複写機本体(画像形成装置本体)U2とを有している。自動原稿搬送装置U1は、前記プラテンガラスPG上面に着脱可能且つ上方に回動可能に装着されている。
前記原稿読込位置PG1を通過した原稿Giは原稿搬送ローラRag、原稿排出ローラRhgにより原稿排紙トレイTG2に排出される。
複写機本体U2上面の透明なプラテンガラスPGの下方に配置された原稿読取装置としてのIITは、プラテンレジ位置に配置された露光系レジセンサ(プラテンレジセンサ)Sp、およびプラテンガラスPG上に作業者が手でセットした原稿を露光走査する際に移動可能な露光光学系Aを有している。
前記自動原稿搬送装置(オートドキュメントフィーダ)U1を使用して複写を行うADFモードの場合は、前記露光光学系Aはホーム位置に停止した状態で、プラテンガラスPG上に設定された複写位置(原稿読込位置)PG1を順次通過する各原稿Giを露光する。
原稿Giを作業者が手でプラテンガラスPG上に置いて複写を行うプラテンモードの場合、露光光学系Aは移動しながらプラテンガラスPG上の原稿を露光走査する。
露光された前記原稿Giからの反射光は、前記露光光学系Aを通って直線状のCCD(直線上に配置された複数の受光素子により構成されたCCD)上に収束される。前記CCDは、その撮像面上に収束された原稿反射光を電気信号に変換する。
前記レーザ駆動回路DLは、入力されたレーザオンオフ信号(画像データ)に応じたレーザ駆動信号をROS(潜像書込走査装置)に出力する。前記IPS、前記レーザ駆動回路DL、電源回路E等は、コンピュータにより構成されたコントローラCにより作動を制御される。
前記転写領域(画像記録位置)Q4において前記像担持体PRに対向する転写ロールTRは、像担持体PR表面のトナー像をシートSに転写する部材であり、現像器Dで使用される現像用のトナーの帯電極性と逆極性の転写電圧が電源回路Eから印加される。前記帯電ロールCRに印加する帯電バイアス、現像ロールR0に印加する現像バイアス、転写ロールTRに印加する転写バイアス等のバイアス、後述の定着装置Fの加熱ロールのヒータを加熱するヒータ電源等を有する電源回路Eは前記コントローラCにより制御される。
前記第1給紙トレイTR1および第2給紙トレイTR2の右端部の上端部には取出ロール(ピックアップロール)Rpが配置されており、前記取出ロールRpにより取り出されたシートは給紙トレイTR1,TR2の左側部分では上下に延び、給紙トレイTR1の上側部分では水平に延びる給紙路SH1に搬送される。
給紙路SH1の上下に延びる部分(給紙トレイTR1,TR2の左側部分)には、給紙部材Rsが配置されており、給紙部材Rsは、互いに圧接する部分によりニップを形成する給紙ロールRs1および分離ロール(分離部材)Rs2を有している。前記ニップに搬送されたシートは給紙部材Rsにより1枚づつ分離されて、給紙路SH1を搬送される。給紙路SH1の上下に延びる部分の上端部には、正逆回転可能な搬送ロール(正逆転回転搬送ロール)Rbが配置されている。給紙路SH1に搬送された前記シートSは正逆転回転可能な搬送ロールRbの正回転(シートを上方に搬送する回転)により上方に搬送され、後述するシート反転接続路SH5との接続部に配置されたマイラゲートGT1により、給紙路SH1の水平に延びる部分(給紙トレイTR1の上側部分)を通って上流側シート搬送路SH2に搬送される。
前記像担持体PR表面に現像されたトナー像Tnは、前記転写領域Q4において、転写ロールTRによりシートSに転写される。転写後、像担持体PR表面は、感光体クリーナCL1によりクリーニングされて残留トナーが除去され、次に感光体除電器JLにより除電されてから前記帯電ロールCRにより再帯電される。
前記像担持体PR、帯電ロールCR、ROS(潜像書込装置)、現像装置D、転写ロールTR、感光体クリーナCL1、感光体除電器JL等により画像記録部材G(PR+CR+ROS+D+TR+CL1+JL)が構成されている。
前記転写領域(画像記録位置)Q4において転写ロールTRによりトナー像が転写された前記シートSは、像担持体PR表面から剥離され、前記下流側シート搬送路SH3のシートガイドSG2、シート搬送ベルトBHにより定着領域Q5に搬送される。前記トナー像が転写されたシートSは、定着領域Q5を通過する際に、前記定着装置Fによりトナー像が加熱定着されてから、シート排出路SH4を通って前記排紙トレイTRhに搬送される。
図2は前記図1に示した現像装置の詳細説明図である。
図2において、現像装置Dは現像容器Vと現像容器V内部に回転可能に収容された現像ロールR0、攪拌搬送部材R1,R2を有している。現像ロールR0は、回転可能に支持され且つ前記現像領域Q2に現像剤を搬送する現像スリーブR0aと前記現像スリーブR0a内部に配置固定された磁石ロールR0bとを有している。
コントローラCによって作動を制御される現像器用モータ駆動回路D1は現像器用モータDM1を駆動する。現像器用モータDM1は、前記現像容器Vの内部に回転可能に収容された前記現像ロールR0の現像スリーブR0aおよび攪拌搬送部材R1,R2を回転させる。攪拌搬送部材R1,R2は現像容器V内の現像剤を互いに逆方向に搬送して循環させながら攪拌する。前記現像スリーブR0aの上方には所定の間隔だけ離れて現像容器Vに支持された層厚規制部材1が配置されている。
ピーク位置と0中心点が一致している場合、その方向のみ高いPickUp性能が得られるが、その上下流近傍でのPickUp力の変化が大きい。ピーク位置をずらすことによって、攪拌搬送部材R1に対向する範囲においてほぼ必要なPickUp力を得ることができる。
このようにピックアップ磁極N2の磁束密度ピークの位置をずらして配置することにより、現像容器V内の現像剤量が少なくなった場合でも比較的安定した現像剤量を現像スリーブR0a表面に吸着して搬送することができる。
この高濃度現像剤の現像容器V内への補給は、通常の使用時には像担持体PR上に形成した濃度検出用トナー像の濃度を検知するトナー像濃度センサの検出値、現像容器内のトナー濃度の検出値、またはトナー消費量の検出値(印字画像ドット数のカウント値)等に応じて制御される。
コントローラCによって作動を制御される現像剤排出用モータ駆動回路D3は現像剤排出用モータDM3を駆動する。前記現像剤排出用モータDM3は、前記現像剤排出筒7内部に配置された現像剤搬送部材(図示せず)を駆動する。前記現像剤排出筒7内部に配置された現像剤搬送部材(図示せず)は、現像容器V内から溢れ出た現像剤を前記現像剤回収タンク8に搬送する。こうして現像器中の現像剤を少量ずつリフレッシュして安定的に現像剤の帯電性能を維持させる。
5×103<(M1/M2)×Vr(mm/sec)<12×103……………………(1)。
ところで、一般の現像装置において、仮に、上流側現像剤吸着量(ピックアップ現像剤量)が多くなった場合に、且つ現像スリーブ周速度Vrを同じ値にして変化させない場合には、現像スリーブR0aに担持されて搬送される現像剤が前記層厚規制部材1の上流側に押し込まれるパッキング圧力が大きくなって層厚規制部材1を通過する際にかかる圧力が高くなって、現像剤が受けるストレスが大きくなる。
ところが、前記実施例1の現像装置を備えた画像形成装置では、前記上流側現像剤吸着量M1、下流側現像剤吸着量M2、および現像スリーブ周速度Vrは、次式(1)を満たすように設定されている。
5×103<(M1/M2)×Vr(mm/sec)<12×103…………………………(1)。
前記式(1)において、M2が所定値に保持される場合に、M1が大きくなると、前記式(1)を満たすVrの値の範囲が小さくなる。したがって、現像スリーブR0aに担持されて搬送される現像剤が前記層厚規制部材1の上流側に押し込まれるパッキング圧力が大きくなるのを防止して、層厚規制部材1を通過する際に現像剤にかかる圧力が高くなるのを防止することができる。現像剤が受けるストレスを軽減することにより、トナー表面への外添剤の埋まり込みや剥がれ等の現像剤の劣化を防止することができる。この場合、低画像密度の画像を連続プリントした後に生じ易いガサツキやカブリ等の画質欠陥を防ぐことができる。
ところが、前記実施例1の現像装置を備えた画像形成装置では、前記上流側現像剤吸着量M1、下流側現像剤吸着量M2、および現像スリーブ周速度Vrは、前記式(1)を満たすように設定されている。
前記式(1)において、M2が固定されている場合に、M1が大きくなると、前記式(1)を満たすVrの値の範囲が小さくなる。したがって、同じ現像剤が層厚規制部材1を通過する頻度が増えることを防止し且つ、現像剤が層厚規制部材1の上流側空間に滞在する時間が長くなることを防止することにより、現像剤が受けるストレスが大きくなるのを防止することができる。この場合、前記ストレスによるトナーの劣化を防ぐことができ、また、トナー劣化による画質欠陥の発生を防ぐことができる。
しかしながら、前記実施例1の現像装置を備えた画像形成装置では、前記上流側現像剤吸着量M1、下流側現像剤吸着量M2、および現像スリーブ周速度Vrは、前記式(1)を満たすように設定されている。その場合、現像スリーブR0a表面にピックアップされる現像剤層にオーガスパイラルの履歴が残るのを防止することができるので、ハーフトーン画像で現れ易いオーガマーク(斜め濃度ムラ)の発生を防止することができる。
しかしながら、前記実施例1の現像装置Dを備えた画像形成装置Uでは、前記磁石ロールR0bのピックアップ磁極N2の前記現像スリーブR0a表面上の磁束密度ピーク位置は、前記ピックアップ磁極N2に対して前記現像スリーブR0a表面に沿った回転方向上流側の磁束密度0の点である上流側0点と下流側の磁束密度0の点である下流側0点との間の中央の点である0中心点の位置から現像スリーブR0aの回転方向下流側に5〜10°ずれて配置されている。
このようにピックアップ磁極N2の磁束密度ピークの位置を前記0中心点の下流側にずらして配置することにより、現像容器中の現像剤のSump量が少ない側に振れた場合に、現像スリーブR0a表面に現像剤を供給する現像剤攪拌部材R1からの現像剤供給量が不安定になるのを防止して、現像スリーブR0aへの現像剤の供給不良・不足が発生するのを防止することができる。その場合、トナー画像の濃度ムラの発生を防止することができる。
図4は層厚規制部材の上流側に対する下流側の現像剤吸着量比(M1/M2)に現像スリーブの周速度Vrを乗算した値と画質欠陥レベルとの関係を示す図表であり、図4Aは現像スリーブの周速度Vr=560mm/secの場合を示す図表3、図4Bは現像スリーブの周速度Vr=460mm/secの場合を示す図表4である。
図5は画質欠陥の種類(ガサツキ、オーガマーク)と、各種類の画質欠陥の欠陥レベル(ガサツキ、オーガマーク)の目標値(許容範囲)と、目標値(許容範囲)の官能評価内容と、評価チャート(評価時の画像形成条件)とを示す図表5である。
なお図3、図4において、画質欠陥レベルG1〜G6のうち、G1は最も目立ち難い欠陥レベルであり、画質欠陥レベルG2,G3,G4,G5,G6は順次目立ち易くなっており、画質欠陥レベルG6は最も目立ち易い欠陥レベルである。
図5に示すように、画質欠陥「ガサツキ」に対する画質欠陥レベルの目標値(許容範囲)は、G4未満(すなわち、<G4)である。その場合の官能評価内容は評価パッチに微小な斑状の濃淡は認識できるが、濃度低下には至っていない。官能評価で許容範囲と判定された画質欠陥レベルに対する判定結果は○である。なお、許容範囲外の画質欠陥レベルと判定された場合の判定結果は×となる。
前記画質欠陥「ガサツキ」に対する官能評価は、1頁中の画像密度(A/C、すなわち、エアカバレッジ)が1%の画像を2kPV(2kプリントボリュウム、すなわち、2000枚連続印刷)後、40%のハーフトーン画像のトナーパッチを形成した画像(評価チャート、すなわち評価用の絵柄)により行った。
図5に示すように、画質欠陥「オーガマーク」に対する画質欠陥レベルの目標値(許容範囲)は、G2以下(すなわち、≦G2)である。その場合(≦G2)の官能評価内容は評価チャート(後述)で注視すると、(斜め方向から見て)濃淡が分かる程度のムラがある。官能評価で許容範囲と判定された画質欠陥レベルに対する判定結果は○である。なお、許容範囲外の画質欠陥レベルと判定された場合の判定結果は×となる。
前記画質欠陥「オーガマーク」に対する官能評価は、A3用紙全面の50%のハーフトーン画像を連続10枚形成した評価チャートにより行った。
(M1/M2)=8で 且つ(M1/M2)×Vr=7.4の場合、
(M1/M2)=12で且つ(M1/M2)×Vr=11.0の場合、
図3Bにおいて、現像スリーブR0aの周速度Vr=736mm/secの場合に画質欠陥であるガサツキ、オーガマークがともに許容範囲となるのは、次の場合である。
(M1/M2)=8で 且つ(M1/M2)×Vr=5.9の場合、
(M1/M2)=12で且つ(M1/M2)×Vr=8.8の場合、
(M1/M2)=16で且つ(M1/M2)×Vr=11.8の場合である。
(M1/M2)=12で且つ(M1/M2)×Vr=6.7の場合、
(M1/M2)=16で且つ(M1/M2)×Vr=9.0の場合、
(M1/M2)=20で且つ(M1/M2)×Vr=11.2の場合、
図4Bにおいて、現像スリーブR0aの周速度Vr=460mm/secの場合に画質欠陥であるガサツキ、オーガマークがともに許容範囲となるのは、次の場合である。
(M1/M2)=12で且つ(M1/M2)×Vr=5.5の場合、
(M1/M2)=16で且つ(M1/M2)×Vr=7.4の場合である。
(M1/M2)=20で且つ(M1/M2)×Vr=9.2の場合、
(M1/M2)=24で且つ(M1/M2)×Vr=11.0の場合である。
図6において、画質欠陥が許容範囲にあるVrと(M1/M2)の座標位置{Vr,(M1/M2)}は、次式(1)を満たしている。
5×103<(M1/M2)×Vr(mm/sec)<12×103…………………………(1)。
したがって、前記式(1)を満たす場合には、ガサツキおよびオーガマークのような画質欠陥を許容範囲に収めることができる。
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更実施例を下記に例示する。
(H01)前記現像スリーブ(R0a)表面に沿って複数の層厚規制部材1i(i=,2,…)を配置することが可能である。その場合、前記複数の各層厚規制部材1iの上流側の上流側現像剤吸着量をM1i(g/m2)、および下流側の下流側現像剤吸着量をM2i(g/m2)とした場合に、前記上流側現像剤吸着量M11、下流側現像剤吸着量M2i、および現像スリーブ周速度Vr(mm/sec)は、次式(2)を満たすように設定される。
5×103<(M1i/M2i)×Vr(mm/sec)<12×103…………………(2)。
前記上流側現像剤吸着量M1i、下流側現像剤吸着量M2i、および現像スリーブ周速度Vrが前記式(2)を満たす場合には、前記複数の各層厚規制部材1iの上流側および下流側において、前記実施例1と同様の作用を奏することができる。
すなわち、現像スリーブ(R0a)に担持されて搬送される現像剤が受けるストレスが大きくなるのを防止することができる。この場合、前記ストレスによるトナーの劣化を防ぐことができ、また、トナー劣化による画質欠陥の発生を防ぐことができる。また、トナー表面への外添剤の埋まり込みや剥がれ等の現像剤の劣化を防止することができる。この場合、低画像密度の画像を連続プリントした後に生じ易いガサツキやカブリ等の画質欠陥の発生を防ぐことができる。
M2…下流側現像剤吸着量、
N2…ピックアップ磁極、
N3…トリミング磁極、
PR…像担持体、
Q2…現像領域、
R0a…現像スリーブ、
R0b…磁石ロール、
R1,R2…現像剤攪拌部材、
S1…現像磁極、
S2…搬送磁極、
V…現像容器、
Vr…現像スリーブ周速度、
1…層厚規制部材、
Claims (4)
- 次の構成要件(A01)〜(A06)を備えた現像装置、
(A01)トナーおよびキャリアを含む2成分現像剤を収容する現像容器、
(A02)前記現像容器に回転可能に収容され且つ前記現像剤を攪拌する現像剤攪拌部材、
(A03)前記現像容器に回転可能に収容され且つ前記攪拌された現像剤を表面に吸着した状態で回転し、静電潜像が形成された像担持体表面に対向する現像領域に搬送して前記静電潜像をトナー像に現像する現像スリーブと、前記現像スリーブの内側に配置固定された磁石ロールとを有する現像ロール、
(A04)前記現像スリーブ表面との間に所定の間隔をおいて配置され、前記現像スリーブ表面に吸着された現像剤の層厚を規制する層厚規制部材、
(A05)少なくとも前記スリーブ表面に前記現像剤を吸着するピックアップ磁極と、前記層厚規制部材に対向する位置付近に配置されたトリミング磁極と、前記現像領域に対向する位置に配置された現像磁極とを有する前記磁石ロール、
(A06)前記層厚規制部材に対して前記現像スリーブの回転方向上流側の現像剤吸着量(上流側現像剤吸着量)をM1(g/m2)、下流側の現像剤吸着量(下流側現像剤吸着量)をM2(g/m2)、現像スリーブの周速度をVr(mm/sec)とした場合に次式(1)を満たすように設定された前記上流側現像剤吸着量M1、下流側現像剤吸着量M2、および現像スリーブ周速度Vr、
5×103<(M1/M2)×Vr(mm/sec)<12×103…………………………(1)。 - 次の構成要件(A07)を備えた請求項1記載の現像装置、
(A07)前記ピックアップ磁極に対して前記現像スリーブ表面に沿った回転方向上流側の磁束密度0の点である上流側0点と下流側の磁束密度0の点である下流側0点との間の前記現像スリーブ表面上の中央の点である0中心点の位置と、前記ピックアップ磁極の前記現像スリーブ表面上の磁束密度ピーク位置とがずれており、前記磁束密度ピーク位置が前記0中心点から現像スリーブ回転方向下流側に5〜10°ずれて配置された前記磁石ロール。 - 次の構成要件(A08)を備えた請求項1または2記載の現像装置、
(A08)前記現像スリーブ表面に沿って複数の層厚規制部材1i(i=,2,…)が配置され、前記複数の各層厚規制部材1iの上流側の上流側現像剤吸着量をM1i(g/m2)、および下流側の下流側現像剤吸着量をM2i(g/m2)とした場合に、次式(2)を満たすように設定された前記上流側現像剤吸着量M1i、下流側現像剤吸着量M2i、および現像スリーブ周速度Vr(mm/sec)。
5×103<(M1i/M2i)×Vr(mm/sec)<12×103……………………(2)。 - 次の構成要件(A09)を備えたことを特徴とする画像形成装置、
(A09)請求項1ないし3のいずれか記載の現像装置。
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2005
- 2005-08-26 JP JP2005246867A patent/JP2007058136A/ja active Pending
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