JP2007164066A - 現像機及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
センターフィード方式の現像機において、現像剤詰りによる現像の劣化、尾引きや細線のかすれを防止する。
【解決手段】
感光体周速方向と同方向に回転する現像ロールと、逆方向に回転する現像ロールとの複数の現像ロールを持ち、トナーと平均粒径８０μｍ以下のキャリアを含んで構成される２成分現像剤を使用する現像機において、現像剤量規制部材と前記現像ロールの間僚であるドクタギャップが前記感光体周速方向と逆方向に回転する前記現像ロールのドクタギャップを、前記感光体周速方向と同方向に回転する現像ロールのドクタギャップより小さくし、前記感光体周速方向と逆方向に回転する前記現像ロールの現像主極の磁力を、前記感光体周速方向と同方向に回転する前記現像ロールの現像主極の磁力の５０％〜７０％に設定したことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プリンター、ファクシミリ、複写機等のトナーを用いて画像を顕像化させる電子写真式印刷装置に関するものであり、特に現像機に特徴を持つものである。

従来の現像方法と現像機について説明する。電子写真方式を用いた記録装置は、感光体上に帯電、露光により静電潜像を形成し、トナーと呼ばれる着色粒子を用いて現像し、記録媒体に転写し、定着させる工程からなる。感光体はその表面が帯電され、光を照射することにより、部分的な電荷放電が行われ、帯電領域と露光領域をもつ静電潜像ができる。
現像工程では、着色粒子であるトナーと磁性粒子であるキャリアからなる２成分現像剤を現像機により撹拌しトナーを帯電させる。現像剤は現像ロールにより、感光体表面の静電潜像の位置まで運ばれ、磁気ブラシを形成する。

静電潜像の顕像化の方法としてバイアス現像がある。現像ローラにバイアス電圧を印加し、感光体表面に形成された潜像電位と現像ローラのバイアス電位の間で電界が形成され、その作用によりトナーが現像ローラから感光体上の潜像に移動する。現像方法としては潜像電位に露光電位を用いる反転現像と帯電電位を用いる正規現像がある。

現像剤の搬送方法に磁気ブラシ現像を用い、静電潜像を顕像化するためにバイアス電圧を用いる方法は一般的に用いられる方法である。

近年、電子写真式印刷装置は、小型化と同時に高速化することが求められている。現像機も小型化する傾向にあり、高速化するにつれ、現像方式は１本ロールでは限界になってきており、複数の現像ロールを使う多段式の磁気ブラシ方式が使われてきている。多段式の磁気ブラシ方式には、複数の現像ロールを感光体周速方向と同方向に回転させる方式と回転方向が感光体周速度方向と逆方向のロールを有するセンターフィード方式がある。
その一例として、感光体に対向させて２本の現像ロールを配置し、現像剤が感光体に向かって互いに逆方向に移動するようにしたものや（例えば、特許文献１参照）、センターフィード方式の磁気ブラシ現像機（例えば、特許文献２参照）が知られている。

特公昭６２−４５５５２号公報

特開平６−２０２４８４号公報

しかし、近年、高画質化志向により、使用する現像剤、トナーが小粒形化し、現像ロールと感光体間の現像ギャップと、現像ロールの現像剤量を規制する規制部材と現像ロールの間僚であるドクタギャップとが狭くなり、センターフィード方式の場合、感光体周速度方向と逆回転する現像ローラは、現像力は高いが、現像剤が詰まり易く、ベタの現像ロール回転方向下流側に尾引きによるトナー汚れや、カキトリによる細線かすれなどの問題がある。

本発明は、センターフィード方式における尾引きやかすれがなく、高画質な画像を形成することを目的とするものである。

本発明は、感光体周速方向と同方向に回転する現像ロールと、逆方向に回転する現像ロールとの複数の現像ロールを持ち、トナーと平均粒径８０μｍ以下のキャリアを含んで構成される２成分現像剤を使用する現像機において、現像剤量規制部材と前記現像ロールの間僚であるドクタギャップが前記感光体周速方向と逆方向に回転する前記現像ロールのドクタギャップを、前記感光体周速方向と同方向に回転する現像ロールのドクタギャップより小さくしたことを特徴とする。

また本発明は、感光体周速方向と同方向に回転する現像ロールと、逆方向に回転する現像ロールとの複数の現像ロールを持ち、トナーと平均粒径８０μｍ以下のキャリアを含んで構成される２成分現像剤を使用する現像機において、前記感光体周速方向と逆方向に回転する前記現像ロールの現像主極の磁力を、前記感光体周速方向と同方向に回転する前記現像ロールの現像主極の磁力の５０％〜７０％に設定したことを特徴とする。

本発明によれば、現像剤詰りによる現像の劣化、尾引きや細線のかすれを防止し、高画質な電子写真印刷装置を提供することが出来る。

以下本発明を、実施例により説明する。

本発明の現像機１９を図１により説明する。現像容器内の現像開口部に静電潜像を保持した感光体１の表面に近接して２本の現像ロール３、４が設けられている。感光体１と現像ギャップにおいて感光体周速方向と反対方向に回転する上側現像ロール３は固定磁石とスリーブで構成されており、時計方向に回転する。感光体１と現像ギャップにおいて感光体周速方向と同方向に回転する下側現像ロール４は、反時計方向に回転する。よって互いに反対方向でしかも供給された現像剤が現像容器の中から現像容器の開口に向かって流れるように、すなわちスリーブ間を現像剤が感光体１の潜像保持面に向かって流れ出る様に回転する。現像剤溜部からオーガスクリュー８、９と羽根車７によって下側現像ロール４に供給された現像剤は、現像ロールの磁気吸引力によりその表面に付着し、スリーブの回転により２本の現像ロール３、４の間に搬送される。両現像ロール３、４間で現像ロール３、４上の現像剤は現像ロール３、４の磁気吸引力によってその一部が現像ロール３、４上に供給される。現像ロール３、４の現像剤付着量は規制部材であるドクタブレード１１によって制御され、現像領域に搬送される。上側現像ロール３に付着した現像剤は上側アッパースクレーパ６でオーガスクリュー８上に戻される。下側現像ロール４に付着した現像剤は羽根車１０にてオーガスクリュー８に戻される。ドクタブレード１１に規制された現像剤は下側アッパースクレーパ７によってオーガスクリュー８に戻される。感光体１に付着したキャリアはキャッチアップロール５によって下側現像ロール４上に戻される。現像ギャップ１２、１３は現像ユニットと感光体ユニットを嵌合すると決まり、ドクタギャップ１４、１５はギャップゲージを挟んで所望の値に調整できるようになっている。図ではドクタギャップ調整機構は省略する。

図２は、上記現像機１９を備えた画像形成装置を示す。図２の画像形成装置について説明する。

感光体１を帯電器１８により所望の表面電位に帯電し、光学系１７によりレーザーを照射することにより、静電潜像ができる。静電潜像に現像機１９で現像し、転写器２４により記録媒体２０に感光体１上のトナーを転写する。転写後の感光体１上のトナーはクリーナブラシ２２とブレード２１によって清掃される。記録媒体２０に転写されたトナーは定着機２３により加熱加圧され、記録媒体上に定着される。

ドクタギャップ１４、１５は、現像ギャップ１２、１３が０．４ｍｍに対して０．２５〜０．３５ｍｍ程度が望ましい。０．２５ｍｍより小さいときは印刷濃度薄となり、０．３５ｍｍより大きいときは細線かすれや尾引きが生じる。

また、感光体周速方向と逆方向に回転する現像ローラ４の現像主極の磁力を感光体周速方向と同方向に回転する現像ロール３の現像主極の磁力より弱くしてある。磁力は、感光体１と同方向に回転する現像ローラ３の現像主極の磁力を８００Ｇとすると４００〜６００Ｇ程度が望ましい。４００Ｇより小さいと搬送量が不足するため欠けや印刷濃度薄を引き起こし、６００Ｇより大きいと効果が無い。

本発明は、感光体１と現像ロール３、４間の現像ギャップ１２、１３は感光体１の偏心のスラスト方向最大値と現像ロール３、４の偏心のスラスト方向最大値の和の６倍以内で、現像ロール３、４や感光体１の偏心のばらつきが大きく影響する狭い現像ギャップ１２、１３の時、及びキャリア８０μｍ以下の小粒径キャリアを用いた時に有効である。さらに、感光体１と現像機１９がそれぞれ別のユニット構成で、着脱可能な構造であり、現像ギャップがばらつく場合に有効である。

以下に、本発明の実験例を説明する。
（実験例１）
図２の画像形成装置において、表面電位５００Ｖ、現像バイアス３５０Ｖ、現像剤は、キャリア平均粒径６５μｍ、スチレンアクリルトナー平均粒径８．５μｍ、トナー濃度４．７％で実験を行った。現像ギャップは治具により測定して０．４２ｍｍであった。上側ドクタギャップは０．２５〜０．４０ｍｍを０．０５ｍｍ刻みで、下側ドクタギャップは０．３５ｍｍで固定して、画像印刷して下記項目を評価した結果を表１に示す。上側ドクタギャップ０．２０ｍｍ以下では、印刷濃度薄に伴う欠けが発生する。表には示していないが、下側ドクタギャップは０．３０〜０．３５ｍｍまで設定可能であった。

以上から、上側のドクタギャップが下側のドクタギャップより小さいことが尾引き、現像剤つまり、かすれをなくす条件になることがわかる。
（実験例２）
図２の画像形成装置において、表面電位５００Ｖ、現像バイアス３５０Ｖ、現像剤は、キャリア平均粒径６５μｍ、スチレンアクリルトナー平均粒径８．５μｍ、トナー濃度４．７％で実験を行った。感光体ユニットと現像機ユニットが着脱できるマシンでは現像ギャップが触れる。そこで、感光体ユニットと現像機の組み合わせの関係を調べた。感光体ユニットと図２の現像機ユニットを３台ずつ用意して、実験例１と同じ実験を行った。結果を表２〜４に示す。

感光体ユニットと現像機の組み合わせによっては、上側ドクタギャップと下側ドクタギャップが同じ場合、尾引き、細線かすれ、現像剤詰りが起きたり起きなかったりするが、上側ドクタギャップが下側ドクタギャップより小さいときは、どの感光体ユニット、現像機ユニットでも尾引き、細線かすれ、現像剤詰りがないことがわかった。
（実験例３）
感光体ユニットと現像機ユニットが着脱できるマシンでは現像ギャップが振れる。図２の画像形成装置において、表面電位５００Ｖ、現像バイアス３５０Ｖ、現像剤は、キャリア平均粒径６５μｍ、スチレンアクリルトナー平均粒径８．５μｍ、トナー濃度４．７％で実験を行った。

そこで、感光体ユニットと現像機の組み合わせの関係を調べた。感光体ユニットと現像機ユニットを３台ずつ用意して、図１の現像機の現像ロールの現像主極の磁力は上側４００Ｇ、６００Ｇと８００Ｇ、下側は８００Ｇで、ドクタギャップは上側、下側マグロールともに０．３５ｍｍで、上側実験例１と同じ実験を行った。
結果を表５〜７に示す。

感光体ユニットと現像機の組み合わせによっては、上側ドクタギャップと下側ドクタギャップとの現像主極の磁力が同じ場合、尾引き、細線かすれ、現像剤詰りが起きたり起きなかったりするが、上側現像主極の磁力が下側現像主極の磁力より小さいときは、どの感光体ユニット、現像機ユニットでも尾引き、細線かすれ、現像剤詰りがないことがわかった。

本発明のセンターフィード方式の現像機を示す断面図である。 本発明のセンターフィード方式の現像機を使用した画像形成装置を示す図である。

符号の説明

１は感光体、２はケーシング、３は上側現像ロール、４は下側現像ロール、５はキャッチロール、６は上側アッパースクレーパ、７は下側アッパースクレーパ、８はオーガスクリュー、９はオーガスクリュー、１０は羽根車、１１はドクタブレード、１２は上側現像ギャップ、１３は下側現像ギャップ、１４は上側ドクタギャップ、１５は下側ドクタギャップ、１６は現像剤、１７は光学系、１８は帯電器、１９は現像機、２０は記録媒体、２１はブレード、２２はクリーナブラシ、２３は定着機、２４は転写器である。

Claims (4)

1. 感光体周速方向と同方向に回転する現像ロールと、逆方向に回転する現像ロールとの複数の現像ロールを持ち、トナーと平均粒径８０μｍ以下のキャリアを含んで構成される２成分現像剤を使用する現像機において、現像剤量規制部材と前記現像ロールの間僚であるドクタギャップが前記感光体周速方向と逆方向に回転する前記現像ロールのドクタギャップを、前記感光体周速方向と同方向に回転する現像ロールのドクタギャップより小さくしたことを特徴とする現像機。
2. 感光体周速方向と同方向に回転する現像ロールと、逆方向に回転する現像ロールとの複数の現像ロールを持ち、トナーと平均粒径８０μｍ以下のキャリアを含んで構成される２成分現像剤を使用する現像機において、前記感光体周速方向と逆方向に回転する前記現像ロールの現像主極の磁力を、前記感光体周速方向と同方向に回転する前記現像ロールの現像主極の磁力の５０％〜７０％に設定したことを特徴とする現像機。
3. 前記現像ギャップは、前記感光体の偏心のスラスト方向最大値と前記現像ロールの偏心のスラスト方向最大値の和の６倍以内であることを特徴とする請求項１又は２記載の現像機。
4. 請求項１、２、３、４の何れかに記載の現像機を備えたことを特徴とする画像形成装置。
   

Images