JP2007121495A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トナーと、トナーの帯電極性に対して逆極性に帯電される逆極性粒子が表面に添加処理されたキャリヤとを混合した現像剤を用いることで、トナーの帯電を補助し、かつ現像前に現像剤のトナーまたは逆極性粒子を分離することで、逆極性粒子を現像領域で消費させることを防止し、長期にわたってその効果を保持する。
【選択図】図1
Description
図1に本発明の第1の実施形態である画像形成装置の主要部分の構成図を示す。この画像形成装置は、電子写真方式により像担持体(感光体)に形成されたトナー像を用紙等の転写媒体に転写して画像形成を行うプリンタである。図1を用いて、本実施形態に係る画像形成装置の構成と機能動作について説明する。
図1を用いて、現像装置2aの構成について、詳細を説明する。
逆極性粒子を含む現像剤の構成について、以下に詳細に説明する。
上記逆極性粒子を含む現像剤を用いて現像を行う現像装置2aの機能動作について説明する。
図1に示した現像装置2aの構成において、逆極性粒子分離部材22による逆極性粒子の分離回収方法について以下に説明する。
逆極性粒子分離部材22と現像剤担持体11との間で形成される電界は通常、逆極性粒子分離部材22または現像剤担持体11の一方、または両方に交流電圧を印加することで得られる。特に静電潜像をトナーで現像するための現像バイアスとして現像剤担持体11に交流電圧が印加される場合には、現像剤担持体11に印加される交流電圧を利用して、逆極性粒子分離回収のための電界を形成することが望ましい。
上記の分離回収動作の結果、逆極性粒子分離部材22によって分離され、当該部材表面上に捕集された逆極性粒子は、現像剤槽16に回収されるようになっている。逆極性粒子分離部材22から現像剤槽16へ逆極性粒子を回収する際は、逆極性粒子分離部材22に印加される電圧の平均値と現像剤担持体11に印加される電圧の平均値の大小関係を反転させればよく、画像形成開始前や画像形成終了後、連続動作時の画像形成の間の紙間などの非画像形成時のタイミングで行うことができる。
逆極性粒子分離部材22は、上記電圧を印加可能な限り、いかなる材料を用いてもよい。例えば、表面処理を施したアルミローラが挙げられる。
図2に本発明に係る第2の実施形態である画像形成装置の主要部分の構成図を示す。図2において図1と同様の働きをする部材には図1と同じ番号を付し、詳細説明は省略する。
図2に示す実施形態の構成及び機能動作が図1の場合と異なるのは、現像装置、特に分離手段に関わる部分である。図1の現像装置2aにおいては、分離手段として逆極性分離部材22が設けられ、現像剤24から逆極性粒子を分離する機能を有するのに対して、図2の現像装置2bにおいては、分離手段としてトナー担持体25が設けられ、現像剤24からトナーを分離する機能を有している。
図1の現像装置2aに対して、図2の現像装置2bの機能動作を以下に説明する。
分離手段については、図2に示す現像装置2bの構成及び機能動作が図1の場合と異なる。分離手段、すなわちトナー担持体によるトナーの分離方法について以下に説明する。
トナー担持体25に印加されるトナー分離バイアス電圧は、トナーの帯電極性によって異なる。すなわちトナーが負に帯電されるときは、現像剤担持体11に印加される電圧の平均値よりも高い平均電圧であり、トナーが正に帯電されるときは、現像剤担持体11に印加される電圧の平均値よりも低い平均電圧である。
上記のようにトナー担持体25によってトナーが分離された結果、現像剤担持体11上に残された現像剤、すなわちキャリヤおよび逆極性粒子は、そのまま現像剤担持体11によって搬送され現像剤槽16に回収される。すなわち、現像領域に搬送されるのはトナーのみであり、逆極性粒子は現像領域に搬送されず、もちろん消費されることもない。
トナー担持体25は、上記電圧を印加可能な限り、いかなる材料を用いてもよい。例えば、表面処理を施したアルミローラが挙げられる。
実施例1及び2、そして比較例の評価には以下のキャリヤ及びトナーを用いた。
キャリヤA:
キャリヤは磁性体からなるキャリヤコア粒子にシリコーン樹脂コートがなされてなるコート型キャリヤで、体積平均粒径約33μmのコニカミノルタ製複写機bizhub C350用キャリヤを用いた。
キャリヤAに対して、2質量%の逆極性粒子である疎水性チタン酸ストロンチウム粒子をペイントコンディショナー(No.5400型:レッドデビル社製)にて1時間分散処理したものを用いた。
湿式造粒法により作製された粒径約6.5μmのトナー母材に対し、第一の疎水性シリカ0.2質量%と第二の疎水性シリカ0.5質量%と疎水性酸化チタン0.5質量%をヘンシェルミキサ(三井金属鉱山社製)を用いて40m/sの速度で3分間表面処理を行って外添処理し、まず負極性トナーAを得た。
図1に示した現像装置で、現像剤としては前記キャリヤ及びトナーBを組み合わせたものを用い、現像剤中のトナー比率は8質量%とした。現像剤担持体には振幅1.4kV、DC成分−400V、Duty比50%、周波数2kHzの矩形波の現像バイアスを印加した。現像バイアスの平均電位に対して−150Vの電位差、現像バイアスの最大電位との電位差850Vとなる−550Vの直流バイアスを逆極性粒子分離部材に印加した。逆極性粒子分離部材としては表面にアルマイト処理を施したアルミローラを用い、現像剤担持体と逆極性粒子分離部材との最近接部のギャップは0.3mmとした。像担持体上に形成された静電潜像の背景部電位は−550V、画像部電位は−60Vであった。像担持体と現像剤担持体との最近接部のギャップは0.35mmとした。逆極性粒子分離部材と現像剤担持体との間に形成される電界の絶対値の最大値は850V/0.3mm=2.8×106V/mであった。逆極性粒子分離部材に捕集された逆極性粒子の現像剤槽への回収は紙間のタイミングで、現像剤担持体と逆極性粒子分離部材に印加する電圧を逆にすることで行った。
図2に示した現像装置を用い、現像剤としては前記キャリヤ及びトナーBを組み合わせたものを用い、現像剤中のトナー比率は8質量%とした。現像剤担持体には−400Vの直流電圧を印加した。トナー担持体には振幅1.6kV、DC成分−300V、Duty比50%、周波数2kHzの矩形波の現像バイアスを印加した。現像剤担持体の電位に対してトナー担持体の平均電位は100Vの電位差を有し、最大電位差は電位差900Vである。トナー担持体には表面にアルマイト処理を施したアルミローラを用い、現像剤担持体とトナー担持体との最近接部のギャップは0.3mmとした。像担持体上に形成された静電潜像の背景部電位は−550V、画像部電位は−60Vであり、像担持体とトナー担持体との最近接部のギャップは0.15mmとした。トナー担持体と現像剤担持体との間に形成されるトナー分離電界の絶対値の最大値は900V/0.3mm=3.0×106V/mであった。
実施例3及び4の評価には以下のキャリヤ及びトナーを用いた。
キャリヤC:
キャリヤは磁性体からなるキャリヤコア粒子にシリコーン樹脂コートがなされてなるコート型キャリヤで、体積平均粒径約33μmのコニカミノルタ製複写機bizhub C350用キャリヤに、キャリヤに対して2質量%の疎水性チタン酸ストロンチウム粒子をペイントコンディショナー(No.5400型:レッドデビル社製)にて1時間分散処理したものを用いた。
キャリヤCと同様に、コニカミノルタ製複写機bizhub C350用キャリヤに、キャリヤに対して2質量%の疎水性チタン酸ストロンチウム粒子の処理を施した。
実施例1で用いたキャリヤBを使用した。
キャリヤCと同様に、コニカミノルタ製複写機bizhub C350用キャリヤに、キャリヤに対して2質量%の疎水性チタン酸ストロンチウム粒子の処理を施した。
キャリヤCと同様に、コニカミノルタ製複写機bizhub C350用キャリヤに、キャリヤに対して2質量%の疎水性チタン酸ストロンチウム粒子の処理を施した。
実施例1に用いたトナーBである。
図1に示した現像装置で、現像剤としては前記キャリヤとトナーBを組み合わせたものを用いた。その他の条件は実施例1の実施条件と同じとした。
図2に示した現像装置で、現像剤としては前記キャリヤとトナーBを組み合わせたものを用いた。その他の条件は実施例2の実施条件と同じとした。
実施例5及び6の評価には以下のキャリヤ及びトナーを用いた。
キャリヤG:
キャリヤは磁性体からなるキャリヤコア粒子にシリコーン樹脂コートがなされてなるコート型キャリヤで、体積平均粒径約33μmのコニカミノルタ製複写機bizhub C350用キャリヤに、0.008質量%の疎水性チタン酸ストロンチウム粒子をペイントコンディショナー(No.5400型:レッドデビル社製)にて1時間分散処理したものを用いた。ここで用いた疎水性チタン酸ストロンチウム粒子は、キャリヤBと同じ個数平均粒径300nmのものを用いた。
キャリヤGと同様に、コニカミノルタ製複写機bizhub C350用キャリヤに、0.01質量%の疎水性チタン酸ストロンチウム粒子の処理を施した。ここで用いた疎水性チタン酸ストロンチウム粒子は、キャリヤBと同じ個数平均粒径300nmのものを用いた。
キャリヤGと同様に、コニカミノルタ製複写機bizhub C350用キャリヤに、0.1質量%の疎水性チタン酸ストロンチウム粒子の処理を施した。ここで用いた疎水性チタン酸ストロンチウム粒子は、キャリヤBと同じ個数平均粒径300nmのものを用いた。
実施例1に用いたキャリヤBである。
キャリヤGと同様に、コニカミノルタ製複写機bizhub C350用キャリヤに、5質量%の疎水性チタン酸ストロンチウム粒子の処理を施した。ここで用いた疎水性チタン酸ストロンチウム粒子は、キャリヤBと同じ個数平均粒径300nmのものを用いた。
キャリヤGと同様に、コニカミノルタ製複写機bizhub C350用キャリヤに、5.2質量%の疎水性チタン酸ストロンチウム粒子の処理を施した。ここで用いた疎水性チタン酸ストロンチウム粒子は、キャリヤBと同じ個数平均粒径300nmのものを用いた。
実施例1に用いたトナーBである。
図1に示した現像装置で、現像剤としては前記キャリヤとトナーBを組み合わせたものを用いた。その他の条件は実施例1の実施条件と同じとした。
図2に示した現像装置で、現像剤としては前記キャリヤとトナーBを組み合わせたものを用いた。その他の条件は実施例2の実施条件と同じとした。
2a、2b 現像装置
3 帯電装置
4 転写ローラ
5 クリーニングブレード
6 現像領域
7 トナー補給装置
11 現像剤担持体
12 スリーブローラ
13 磁石ローラ
14 電源
15 規制部材(規制ブレード)
16 現像剤槽
17 バケットローラ
18 ケーシング
19 補給ローラ
20 ATDCセンサ
21 ホッパ
22 逆極性粒子分離部材
23 補給トナー
24 現像剤
25 トナー担持体
31 導電性スリーブ
32 マグネットロール
33 バイアス電源
34 円筒電極
Claims (11)
- 像担持体上の潜像を現像し、トナー像を形成する現像装置であって、
トナーと、前記トナーの帯電極性に対して逆極性に帯電される逆極性粒子が表面に添加処理されたキャリヤとを混合した現像剤を収容する現像剤槽と、
前記現像剤槽から供給される前記現像剤を表面に担持して搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体上の現像剤から前記トナーまたは前記逆極性粒子を分離する分離手段とを備えることを特徴とする現像装置。 - 前記分離手段は、
前記現像剤担持体上の現像剤から前記逆極性粒子を分離する逆極性粒子分離部材と、前記逆極性粒子分離部材に分離のためのバイアス電圧を印加する分離電圧印加手段を備え、
前記逆極性粒子分離部材は、
前記現像剤担持体における現像領域よりも現像剤移動方向上流側に設けられ、前記現像剤担持体上の現像剤が前記像担持体上の静電潜像を現像する前に、前記現像剤担持体上の現像剤から前記逆極性粒子を分離することを特徴とする請求項1に記載の現像装置。 - 前記分離電圧印加手段は、
前記逆極性粒子が正に帯電されるときには、前記現像剤担持体に印加される電圧の平均値よりも低い平均値となる電圧を前記逆極性粒子分離部材に対して印加し、
前記逆極性粒子が負に帯電されるときには、前記現像剤担持体に印加される電圧の平均値よりも高い平均値となる電圧を前記逆極性粒子分離部材に対して印加することを特徴とする請求項2に記載の現像装置。 - 前記分離手段は、
前記現像剤担持体上の現像剤から前記トナーを分離し、担持するトナー担持体と、前記トナー担持体に分離のためのバイアス電圧を印加する分離電圧印加手段を備え、
前記トナー担持体は、
前記現像剤担持体と前記像担持体との間に設けられ、前記現像剤担持体上の現像剤から分離し、表面に担持する前記トナーによって、前記像担持体上の静電潜像を現像することを特徴とする請求項1に記載の現像装置。 - 前記分離電圧印加手段は、
前記トナーが正に帯電されるときには、前記現像剤担持体に印加される電圧の平均値よりも低い平均値となる電圧を前記トナー担持体に対して印加し、
前記トナーが負に帯電されるときには、前記現像剤担持体に印加される電圧の平均値よりも高い平均値となる電圧を前記トナー担持体に対して印加することを特徴とする請求項4に記載の現像装置。 - 前記トナーは、表面に前記逆極性粒子が添加処理されていることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の現像装置。
- 前記現像剤槽内の現像剤に対して前記逆極性粒子を補充する逆極性粒子補充手段を有することを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の現像装置。
- 前記逆極性粒子補充手段は、
前記逆極性粒子を外添した前記トナーを補給するトナー補給装置であることを特徴とする請求項7に記載の現像装置。 - 前記現像剤における前記逆極性粒子の個数平均粒径は、100nm以上800nm以下であることを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の現像装置。
- 前記現像剤における前記逆極性粒子の添加量は、キャリヤに対して0.01質量%以上5質量%以下であることを特徴とする請求項1乃至9の何れか1項に記載の現像装置。
- 請求項1乃至10の何れか1項に記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。
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