JP2007322717A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ハイブリッド現像方式の現像手段を具備する画像形成装置において、トナー担持体端部に層形成したトナーを回収可能とすることができる画像形成装置を提供することにある。
【解決手段】ハイブリッド現像方式の現像手段18を具備する画像形成装置であって、現像剤担持体1は、スリーブと内包された複数の磁石を有しており、内包された磁石から得られるトナー担持体2が対向する位置での磁力が、前記トナー担持体2端部で前記現像剤担持体1の軸方向平均磁力の50%以上を有する。
【選択図】 図1
【解決手段】ハイブリッド現像方式の現像手段18を具備する画像形成装置であって、現像剤担持体1は、スリーブと内包された複数の磁石を有しており、内包された磁石から得られるトナー担持体2が対向する位置での磁力が、前記トナー担持体2端部で前記現像剤担持体1の軸方向平均磁力の50%以上を有する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置に関し、特に、トナーを現像ローラから磁気ローラへ回収可能な構成とする現像装置を用いた画像形成装置に関する。
従来より、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置における現像方式には、トナーと磁性キャリアを用いた2成分現像方式、絶縁トナーや導電トナーを用いた1成分現像方式、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させる2成分現像剤を使用し、トナー担持体(以下、現像ローラともいう。)上に帯電されたトナーのみを保持させて静電潜像に飛翔させ、該潜像を現像するようにしたハイブリッド現像方式などがある。
2成分現像方式は、キャリアによるトナーの帯電性に優れ、長寿命化が可能であると共にベタ画像の均一化などの利点がある反面、現像装置が大きく複雑になる、トナー飛散やキャリア引きが発生する、キャリアの耐久性によって画質が変化するなどの欠点がある。 また1成分現像方式は、現像装置がコンパクトになってドット再現性に優れているが、現像ローラ、チャージローラの劣化のために耐久性が低く、現像装置を交換するため消耗品価格が高価になる、選択現像が発生するなどの欠点を有している。ハイブリッド現像方式は、ドット再現性に優れて長寿命化、高速の画像形成が可能な方式ではあるが、従来では、現像ローラ上に残トナーが形成されることによる現像ゴーストの発生やトナー粒度分布の変化に伴って現像剤中に微粉トナーが増え、この微粉トナーによりキャリア表面が汚染されて帯電量が低下し、現像装置からのトナーの飛散、現像ローラ上への微粉トナーの付着などの問題があった。
これらの問題を解決するために、例えば特許文献1〜3では、2成分現像剤による磁気ブラシを形成する現像剤担持体(以下、磁気ローラともいう。)と、この磁気ローラから供給されたトナーの薄層を担持する現像ローラと、この現像ローラと潜像担持体との間に設けられた電極とを有し、この電極には直流と交流からなるバイアスを、現像ローラには直流バイアスを、そして磁気ローラにはスイッチで異極性となる電圧に切り替えられるようにした直流バイアス(特許文献2参照)、またはこの直流バイアスに重畳した交流バイアス(特許文献1、3参照)を印加するよう構成し、イメージ間や紙間を利用して、電位差で現像ローラ上のトナーを磁気ローラに回収することが提案されている。また、特許文献4では、高速化に伴う現像剤の搬送量の低下を避けるため、磁気ローラの溝の形成領域をローラ軸方向の両端部分を除いた領域に設定することで磁気ブラシの搬送性を高めるための提案がなされており、トナー飛散の防止等に効果のあることが示されている。
特開平06-67546号公報
特開平07-72733号公報
特開平07-92804号公報
特開2001−134069号公報
しかしながら、現像ローラ上のトナーを磁気ローラに回収する場合、現像ローラの端部に磁気ブラシが接触していないと、現像ローラの端部において層形成したトナーを引き戻して回収することができなくなり、その箇所にトナーが固着してしまうという問題が生じる。そして、トナーの固着が発生するとその箇所にキャリアが付着し、感光体へ転移するキャリア飛びの原因となる。また、付着部分が画像領域内に入っていれば、画像濃度低下の原因になる。
本発明の課題は、ハイブリッド現像方式の現像手段を具備する画像形成装置において、現像ローラ端部に層形成したトナーを回収可能とすることができる画像形成装置を提供することにある。
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、現像剤担持体に内包された磁石から得られる、トナー担持体が対向する位置での磁力が、前記トナー担持体端部で前記現像剤担持体の軸方向平均磁力の50%以上を有することにより、前記磁気ブラシを前記トナー担持体に接触させて、層形成したトナーを回収できることを見出して、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明の画像形成装置は、以下の構成を有する。
すなわち、本発明の画像形成装置は、以下の構成を有する。
(1)2成分現像剤を現像剤担持体上に保持して混合することによりトナーを帯電させ、該トナーのみをトナー担持体上に均一に薄層形成し、該トナー担持体と静電潜像担持体との空間に直流および交流電圧を重畳し前記トナーを潜像に飛翔させる現像装置を有する画像形成装置であって、連続してプリントをする際、イメージ間或いは紙間の非現像時に前記トナーを前記トナー担持体から前記現像剤担持体へ回収可能な構成を有している現像装置において、前記現像剤担持体は、スリーブと内包された複数の磁石を有しており、該内包された磁石から得られる前記トナー担持体が対向する位置での磁力が、前記トナー担持体端部で前記現像剤担持体の軸方向平均磁力の50%以上を有することを特徴とする画像形成装置。
(2)2成分現像剤を現像剤担持体上に保持して混合することによりトナーを帯電させ、該トナーのみをトナー担持体上に均一に薄層形成し、該トナー担持体と静電潜像担持体との空間に直流および交流電圧を重畳し前記トナーを潜像に飛翔させる現像装置を有する画像形成装置であって、連続してプリントをする際、イメージ間或いは紙間の非現像時に前記トナーを前記トナー担持体から前記現像剤担持体へ回収可能な構成を有している現像装置において、前記現像剤担持体は、表面に所定の間隔で軸方向に溝が形成されているスリーブと内包された複数の磁石を有しており、該スリーブに形成された溝の軸方向長さが前記トナー担持体より長いことを特徴とする画像形成装置。
本発明によれば、現像剤担持体に内包された磁石から得られる、トナー担持体が対向する位置での磁力を、前記トナー担持体端部で前記現像剤担持体の軸方向平均磁力の50%以上とすることにより、または現像剤担持体のスリーブに形成された溝の軸方向長さをトナー担持体より長くすることにより、磁気ブラシをトナー担持体端部まで接触させて、層形成したトナーを回収することができる。これにより、トナー担持体端部でのトナーの付着が低減し、長期間にわたって安定した高画質画像を得ることが可能になる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明は、図1、2に示すように、2成分現像剤を現像剤担持体1(以下、磁気ローラ1という。)の表面に担持させ、該磁気ローラ1の表面の2成分現像剤からトナー5のみをトナー担持体2(以下、現像ローラ2という。)の表面に移送させて現像ローラ2の表面にトナー薄層9を形成させ、該トナー薄層9からトナー5を、静電潜像が形成された静電潜像担持体3(以下、感光体3という。)の表面に飛翔させて静電潜像をトナー像として現像する、いわゆるハイブリッド現像方式の現像手段を具備する画像形成装置において、前記磁気ローラ1は、スリーブと内包された複数の磁石を有しており、内包された磁石から得られる前記現像ローラ2が対向する位置での磁力が、該現像ローラ2端部で前記磁気ローラ1の軸方向平均磁力の50%以上を有する画像形成装置である。
本発明は、図1、2に示すように、2成分現像剤を現像剤担持体1(以下、磁気ローラ1という。)の表面に担持させ、該磁気ローラ1の表面の2成分現像剤からトナー5のみをトナー担持体2(以下、現像ローラ2という。)の表面に移送させて現像ローラ2の表面にトナー薄層9を形成させ、該トナー薄層9からトナー5を、静電潜像が形成された静電潜像担持体3(以下、感光体3という。)の表面に飛翔させて静電潜像をトナー像として現像する、いわゆるハイブリッド現像方式の現像手段を具備する画像形成装置において、前記磁気ローラ1は、スリーブと内包された複数の磁石を有しており、内包された磁石から得られる前記現像ローラ2が対向する位置での磁力が、該現像ローラ2端部で前記磁気ローラ1の軸方向平均磁力の50%以上を有する画像形成装置である。
現像ローラ2端部での磁力が、磁気ローラ1の軸方向平均磁力の50%未満であると、図5(b)に示すように、現像ローラ2端部での磁力線が弱くなるため、該端部での磁気ブラシ6が形成しにくくなり、したがって磁気ブラシ6を現像ローラ2端部に接触させて、薄層9形成したトナー5を回収できなくなる。回収されないトナー5は現像ローラ2に付着し、それに伴いキャリア4も付着する虞があり、感光体3へのキャリア4飛びの原因をもたらす。
本発明では、現像ローラ2端部での磁力が、磁気ローラ1の軸方向平均磁力の50%以上であるため、図5(a)に示すように、現像ローラ2端部での磁力線が強く、該端部で磁気ブラシ6が形成され、この磁気ブラシ6により薄層9形成したトナー5を回収することができる。
前記磁気ローラ1の軸方向平均磁力は60〜90mTであるのが好ましく、70〜80mTであるのがより好ましい。60mT未満であると磁力が弱いため、トナーを回収できるのに適した磁気ブラシ6の形成がなされない。また90mTを超えると磁力が強くなりすぎて、トナー5が現像ローラへ転移しにくくなり、また良好な磁気ブラシ6の形成ができなくなる。
なお、現像ローラ2端部での磁力は、磁気ローラ1に内包された磁石の長さを変えることにより、所定の値に設定することができる。また、磁力は試料振動型磁力計(VSM)やテスラメータ等の磁気特性測定装置を用いて測定することができる。
<画像形成装置>
本発明の画像形成装置としては、図1に示すように、ドラム状の感光体3と、感光体3の表面を帯電させる帯電手段8と、感光体3の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段16と、静電潜像にトナー5を付着させて静電潜像をトナー像として現像する現像手段18と、トナー像を感光体3から無端ベルト20上を移動する被転写体(図示せず)へ転写する転写手段22と、感光体3の表面をクリーニングするクリーニング手段24とを具備する画像形成装置が挙げられる。
本発明の画像形成装置としては、図1に示すように、ドラム状の感光体3と、感光体3の表面を帯電させる帯電手段8と、感光体3の表面を露光して静電潜像を形成する露光手段16と、静電潜像にトナー5を付着させて静電潜像をトナー像として現像する現像手段18と、トナー像を感光体3から無端ベルト20上を移動する被転写体(図示せず)へ転写する転写手段22と、感光体3の表面をクリーニングするクリーニング手段24とを具備する画像形成装置が挙げられる。
感光体3としては、セレン、アモルファスシリコン等の無機感光体、導電性基体上に電荷発生剤、電荷輸送剤、結着樹脂等を含有する単層または積層の感光層が形成された有機感光体等が挙げられる。
帯電手段8としては、スコロトロン方式、帯電ローラ、帯電ブラシ等が挙げられる。
露光手段16は、露光光10としてLEDまたは半導体レーザー等が挙げられる。転写手段22、クリーニング手段24としては、公知のものを用いればよい。
現像手段18は、内部に複数の固定磁石が配設されて該固定磁石の周囲を回転可能としたスリーブ状の磁気ローラ1と、磁気ローラ1上に形成される磁気ブラシ6によってトナー薄層9を形成される現像ローラ2と、磁気ローラ1へ直流(DC)バイアスを印加する電源11aと、現像ローラ2へ直流(DC)バイアスを印加する電源12aと、磁気ローラ1へ交流(AC)バイアスを印加する電源11bと、現像ローラ2へ交流(AC)バイアスを印加する電源12bと、磁気ローラ1上に形成された磁気ブラシ6の高さを一定に保つための規制ブレード7と、トナー5が収納されたトナーコンテナ38と、トナーコンテナ38から供給されたトナー5を、キャリア4とともに撹拌し帯電させる撹拌ミキサー40と、仕切板42を通って撹拌ミキサー40から供給された2成分現像剤を撹拌しながら磁気ローラ1へ供給するパドルミキサー44と、磁気ローラ1、現像ローラ2、撹拌ミキサー40およびパドルミキサー44が収納された枠体46とを具備するものである。
帯電手段8としては、スコロトロン方式、帯電ローラ、帯電ブラシ等が挙げられる。
露光手段16は、露光光10としてLEDまたは半導体レーザー等が挙げられる。転写手段22、クリーニング手段24としては、公知のものを用いればよい。
現像手段18は、内部に複数の固定磁石が配設されて該固定磁石の周囲を回転可能としたスリーブ状の磁気ローラ1と、磁気ローラ1上に形成される磁気ブラシ6によってトナー薄層9を形成される現像ローラ2と、磁気ローラ1へ直流(DC)バイアスを印加する電源11aと、現像ローラ2へ直流(DC)バイアスを印加する電源12aと、磁気ローラ1へ交流(AC)バイアスを印加する電源11bと、現像ローラ2へ交流(AC)バイアスを印加する電源12bと、磁気ローラ1上に形成された磁気ブラシ6の高さを一定に保つための規制ブレード7と、トナー5が収納されたトナーコンテナ38と、トナーコンテナ38から供給されたトナー5を、キャリア4とともに撹拌し帯電させる撹拌ミキサー40と、仕切板42を通って撹拌ミキサー40から供給された2成分現像剤を撹拌しながら磁気ローラ1へ供給するパドルミキサー44と、磁気ローラ1、現像ローラ2、撹拌ミキサー40およびパドルミキサー44が収納された枠体46とを具備するものである。
<現像方法>
図2に本発明にかかる現像装置の一例を模式的に示す。以下に、現像方法について説明する。
図2に本発明にかかる現像装置の一例を模式的に示す。以下に、現像方法について説明する。
磁気ローラ1に内包されている固定マグネットで磁気的に拘束されているキャリア4(磁性体粒子)とその表面と帯電保持しているトナー5とからなる磁気ブラシ6が、磁気ローラ1表面を回動し現像ローラ2へ搬送される。磁気ローラ1の表面はブラスト処理や溝加工を施したものを用いることで磁気ブラシ6の搬送をよりスムーズに行える。
搬送された磁気ブラシ6の帯電しているトナー5のみが磁気ローラ1と現像ローラ2に設けた電位差で現像ローラ2へ転移し現像ローラ2表面にトナー薄層9を形成する。薄層9形成する際は磁気ローラ1と現像ローラ2に交流を印加するとより効率的に薄層9が形成される。
トナー5はプラス帯電を用いるのが好ましく、その帯電量は10〜20μC/g程度が好ましい。これよりも低い帯電量では、磁気ブラシ6からトナー5が舞って周辺を汚してしまい、またこれ以上よりも高いと薄層9形成が弱くなる。
キャリア4はフェライトのコアを用いて表面に樹脂のコーティングを施したものを用いるのがよい。また、粒径は30〜60μmのものを用いるのが好ましい。これよりも小さいと現像剤の流動性が悪くなり、トナー5との攪拌混合時に均一分散が困難になり、またこれ以上に大きいと薄層9形成が弱くなる。さらにキャリア4の飽和磁化は35〜90emu/gのものが好ましい。飽和磁化が35emu/gより低いと顕著にキャリア4飛びが悪くなり、90emu/gより高いと磁気ブラシ6が疎になり均一な薄層9形成が出来なくなる。
磁気ローラ1と現像ローラ2のギャップは0.2〜0.6mmであるのが好ましい。ギャップは薄層9形成を瞬時に行うために最も効果的な因子である。その幅が広いとその効率が低下し、現像ゴースト等の問題が生じる。また狭いとブレードギャップを通過する磁気ブラシ6がギャップを通過できずに薄層9を乱してしまう等の問題が生じる。
バイアス条件は、磁気ローラ1に+300〜500Vを、現像ローラ2に+100Vを印加するのがよい。薄層9形成の電位差としては、200〜400Vが適正でトナー5の帯電量とのバランスで調整すればよい。フィードバック制御等を用いることで、薄層9の層厚をある程度一定にすることが可能である。
交流条件は、磁気ローラ1にVP-P(ピーク交流バイアス)=300〜500V、周波数=2〜4kHz、DUTY比=20〜40%を、現像ローラ2にはVP-P=1.0〜2.0kV、周波数=2〜4kHz、DUTY比=20〜40%が好ましい。VP-Pを高めると薄層9形成がより瞬時に行われるが、反面リーク耐性が弱くなりノイズの発生原因になる。これらの点については、磁気ローラ1や現像ローラ2の表面にアルマイト処理等で絶縁性を高めることはマージンが広がるので好ましい。周波数については、トナー5の帯電量で調整すればよい。DUTY比は、40%よりも低くすることにより、薄層9形成をしながら短時間に高い電位差でトナー5を磁気ブラシ6に回収する作用をもたらし、現像ローラ2へのトナー5の固着防止抑制の効果がある。
次に、現像ローラ2へトナー薄層9を形成した後、感光体3に現像する。感光体3の表面に帯電器8で+350〜500Vに帯電したところに、露光手段16を用いて静電潜像を形成する。OPC感光体を用いると、全露光で+70〜120Vが得られ、アモルファスシリコン感光体で10〜50Vの露光後電位となった。露光には、半導体レーザーおよびLEDのどちらも用いることができる。
以上は、作像時の適正な設定およびバイアス条件であるが、これを長期にわたって続けると次第に現像ローラ2へトナー5が固着してくる問題が生じる。これらを防止するにあたっては、連続印刷時のイメージ間で薄層9を一旦磁気ブラシ6で回収するといった手法を用いる方法がある。また、ブレードやローラなどを現像ローラ2に接触させて行う手法もある。後者については、トナー薄層9を剥ぎ取る際にメカニカルなストレスがトナー5に与えられるのと、現像ローラ2にも同様に圧力が掛かる。よって耐久性を要求されるシステムには向かないと言ってよい。前者は、イメージ間でバイアスを切り替えて、現像ローラ2から磁気ローラ1へトナー5を回収することで、回収するタイミングや電位差によって回収強度を可変することができる。また直接的なストレスはトナー5等に与えることがないので長寿命システムに適した手法と言える。
回収バイアスとしては、磁気ローラ1に0Vを、現像ローラ2に+100Vを印加して、100Vの電位差で現像ローラ2上のトナー5を磁気ブラシ6を介して回収することができる。電位差を強くすると回収力は増加するが、逆にマイナスに帯電したキャリア4が現像ローラ2側へ転移してしまう問題が生じる。電位差を小さくするとトナー5の回収が弱まり現像ローラ2にトナー5が付着しやすくなる。これは、キャリア4の粒径が小さくなるにつれて顕著である。
交流条件としては、VP-P、DUTY比は前記作像時と同じであるのがよい。周波数については、回収時は作像時より高めることでキャリア4の現像ローラ2への転移を弱める効果がある。値としては5〜10kHzが好ましく、キャリア4の粒径により設定するのが好ましい。
交流条件としては、VP-P、DUTY比は前記作像時と同じであるのがよい。周波数については、回収時は作像時より高めることでキャリア4の現像ローラ2への転移を弱める効果がある。値としては5〜10kHzが好ましく、キャリア4の粒径により設定するのが好ましい。
磁気ブラシ6はブレードギャップからの通過量(流量)が、18〜40mg/cm2となるように調整するのがよい。これより少なすぎると、トナー薄層9の形成と剥ぎ取り性が極端に悪くなり、また多いとローラ間を通過できずに磁気ブラシ6があふれ出るといった不具合が生じる。
スリーブの表面に溝加工を設けることで、磁気ブラシ6の搬送性能が向上することは知られており更に耐久性においてもその性能を長期に渡って維持する。ブラスト加工による処理でも同等の搬送性能を得られるが、長時間の使用にあたりその表面が磨耗してきて溝加工処理と比較すると明らかに寿命が短くなる。
<他の実施の形態>
上記した実施の形態の他に、前記磁気ローラ1は、表面に所定の間隔で軸方向に溝が形成されているスリーブと内包された複数の磁石を有しており、該スリーブに形成された溝の軸方向長さを現像ローラ2より長くすることができる。
上記した実施の形態の他に、前記磁気ローラ1は、表面に所定の間隔で軸方向に溝が形成されているスリーブと内包された複数の磁石を有しており、該スリーブに形成された溝の軸方向長さを現像ローラ2より長くすることができる。
すなわち、図7に示すように、前記磁気ローラ1のスリーブ表面の溝形成領域(ローレット幅)を、対向する現像ローラ2の長さよりも長くすることで、現像ローラ2のトナー薄層9に対して磁気ブラシ6が広くなりトナー薄層9の軸方向全域を剥ぎ取ることができるようになる。逆に前記溝形成領域が現像ローラ2より短いと、現像ローラ2の端部に層形成したトナー5を引き戻すことができなくなり、その箇所にトナー5が固着してしまう。トナー5の固着が発生するとその箇所にキャリア4が付着し、感光体3へ転移するキャリア4飛びの原因となる。また、付着部分が画像領域内に入っていれば、画像濃度低下の原因になる。
前記磁気ローラ1のスリーブ表面の溝の長さは、現像ローラ2の長さよりも0.5〜10mm、好ましくは2〜6mm長いのがよい。このとき、言うまでもなく前記磁気ローラ1と現像ローラ2の軸方向の中心を一致させるのが好ましい。0.5mmより短いと、現像ローラ2の端部に層形成したトナー5を磁気ブラシ6により十分に剥ぎ取ることができない。また、10mmを超えると、前記剥ぎ取り効果は変わらないので、これより長くすることは無駄である。
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
(試料No.1)
本実施例1で用いた磁気ローラ1は、図4に示すものを用いた。また磁気ローラ1のスリーブ表面の溝は、図6に示すような形状を溝加工処理により形成した。すなわち、外径φ16mmのスリーブに溝の深さd0.3mm、幅a0.3mm、幅b0.7mm、溝数50本である。溝加工有効領域の長さは、225mmに設定した。
現像ローラ2は、軸方向のスリーブ長さ220mm、外径φ16mmのものを使用した。
また、耐刷評価をするにあたり、現像剤のセット量を250gとした。そして、キャリア4は平均粒径50μm、飽和磁化50emu/gのフェライトキャリアを用いた。
現像ローラ2に対向する位置での磁気ローラ1の磁力は軸方向の平均で75mTに設定した。このとき現像ローラ2端部での磁力は75mTになるよう調整した。なお、磁力は磁力測定(テスラメータHGM8300L)装置(日本電磁測器社製)を用いて測定した。測定方法は、プローブを測定対象物表面に当てて測定した。
本実施例1で用いた磁気ローラ1は、図4に示すものを用いた。また磁気ローラ1のスリーブ表面の溝は、図6に示すような形状を溝加工処理により形成した。すなわち、外径φ16mmのスリーブに溝の深さd0.3mm、幅a0.3mm、幅b0.7mm、溝数50本である。溝加工有効領域の長さは、225mmに設定した。
現像ローラ2は、軸方向のスリーブ長さ220mm、外径φ16mmのものを使用した。
また、耐刷評価をするにあたり、現像剤のセット量を250gとした。そして、キャリア4は平均粒径50μm、飽和磁化50emu/gのフェライトキャリアを用いた。
現像ローラ2に対向する位置での磁気ローラ1の磁力は軸方向の平均で75mTに設定した。このとき現像ローラ2端部での磁力は75mTになるよう調整した。なお、磁力は磁力測定(テスラメータHGM8300L)装置(日本電磁測器社製)を用いて測定した。測定方法は、プローブを測定対象物表面に当てて測定した。
(試料No.2〜5)
磁気ローラ1に内包された磁石の長さを変えて、現像ローラ2端部での磁力を表1に示す値に設定してした以外は、試料No.1と同様にして試料No.2〜5を作製した。
磁気ローラ1に内包された磁石の長さを変えて、現像ローラ2端部での磁力を表1に示す値に設定してした以外は、試料No.1と同様にして試料No.2〜5を作製した。
<性能評価>
上記で得られた試料No.1〜5を使用して、印字率5%の原稿について、5万枚連続で画像形成を行い、画像濃度、トナー付着およびキャリア飛びについて評価した。画像形成には、ハイブリッド現像方式による画像形成装置(京セラミタ(株)製のカラープリンタ「FS−C5016N」)の現像装置を改造して使用した。
上記で得られた試料No.1〜5を使用して、印字率5%の原稿について、5万枚連続で画像形成を行い、画像濃度、トナー付着およびキャリア飛びについて評価した。画像形成には、ハイブリッド現像方式による画像形成装置(京セラミタ(株)製のカラープリンタ「FS−C5016N」)の現像装置を改造して使用した。
評価方法および評価基準は以下に示すとおりである。
(a) 画像濃度
初回の印刷後、感光体を露光してソリッド画像(100%印字画像)を形成して、現像ローラ2にあたる端部部分の画像を測定した。画像濃度は、反射濃度計(東京電色(株)製の品番「TC−6D」)を使用して測定し、1枚の形成画像につき6箇所(本実験ではA4サイズの出力物の搬送方向に平行な用紙の各端縁に沿って均等間隔に3点/上流端、中央、下流端の合計6点)で測定された値の平均値を、画像濃度の測定値とした。評価基準として、画像濃度は1.30以上であることが求められる。
(b) トナー付着の有無
現像ローラ2スリーブへの付着具合は、図3に示すように、磁気ブラシ6が現像ローラ2の端部のトナー5を回収できているかどうかを、初回の印刷終了時に回収バイアスを印加して動作停止してから目視で観察して、トナー付着の有無を評価した。評価基準は次のとおりである。
○はトナー付着が確認できないレベル
△は薄っすら付着しているレベル
×は完全にトナーが付着しているレベル
(c) キャリア重量変化
5万枚印刷後において、現像器18内のキャリア4の重量をトナー5を除去して測定し、初期キャリア4の重量との差により、キャリア4の飛びの有無を評価した。
(a) 画像濃度
初回の印刷後、感光体を露光してソリッド画像(100%印字画像)を形成して、現像ローラ2にあたる端部部分の画像を測定した。画像濃度は、反射濃度計(東京電色(株)製の品番「TC−6D」)を使用して測定し、1枚の形成画像につき6箇所(本実験ではA4サイズの出力物の搬送方向に平行な用紙の各端縁に沿って均等間隔に3点/上流端、中央、下流端の合計6点)で測定された値の平均値を、画像濃度の測定値とした。評価基準として、画像濃度は1.30以上であることが求められる。
(b) トナー付着の有無
現像ローラ2スリーブへの付着具合は、図3に示すように、磁気ブラシ6が現像ローラ2の端部のトナー5を回収できているかどうかを、初回の印刷終了時に回収バイアスを印加して動作停止してから目視で観察して、トナー付着の有無を評価した。評価基準は次のとおりである。
○はトナー付着が確認できないレベル
△は薄っすら付着しているレベル
×は完全にトナーが付着しているレベル
(c) キャリア重量変化
5万枚印刷後において、現像器18内のキャリア4の重量をトナー5を除去して測定し、初期キャリア4の重量との差により、キャリア4の飛びの有無を評価した。
なお、キャリアの重量は以下の手順で測定した。
(1)耐刷後の現像剤重量を求める。
あらかじめ、現像剤(トナー5とキャリア4)の入っていない現像器重量を測定しておく。そして、耐刷後の現像器重量を測定し、現像器だけの重量との差により求める。
(2)耐刷後の現像器のトナー濃度を測定する。
耐刷後の現像剤から約10g取り出し、正確に秤量した後、625メッシュ(目開き20μmオープン)で耐刷現像剤を吸引しトナー5を除去し、残ったキャリア4の重量を測定する。そしてトナー5の除去前後の秤量結果から、トナー濃度を求める
(3)キャリア4の重量を求める。
(1)で求めた現像剤重量と(2)で求めたトナー濃度より、耐刷後のキャリア4の重量を求める。
(4)耐刷後のキャリア4減少量を求める。
初期の現像剤中のキャリア4と(3)で求めたキャリア4重量の差を求める。
(1)耐刷後の現像剤重量を求める。
あらかじめ、現像剤(トナー5とキャリア4)の入っていない現像器重量を測定しておく。そして、耐刷後の現像器重量を測定し、現像器だけの重量との差により求める。
(2)耐刷後の現像器のトナー濃度を測定する。
耐刷後の現像剤から約10g取り出し、正確に秤量した後、625メッシュ(目開き20μmオープン)で耐刷現像剤を吸引しトナー5を除去し、残ったキャリア4の重量を測定する。そしてトナー5の除去前後の秤量結果から、トナー濃度を求める
(3)キャリア4の重量を求める。
(1)で求めた現像剤重量と(2)で求めたトナー濃度より、耐刷後のキャリア4の重量を求める。
(4)耐刷後のキャリア4減少量を求める。
初期の現像剤中のキャリア4と(3)で求めたキャリア4重量の差を求める。
以上の結果を表1に示す。
本発明の範囲外である試料No.4,5では、現像ローラ2端部へのトナー5の付着が観察され、また画像濃度が低下することがわかった。さらに、5万枚の印刷後においてキャリア4の重量減少がみられた。飛んだキャリア4は、感光体3から転写し転写ローラおよび定着ローラを汚染した。結果として、用紙の端部にキャリア4が見受けられて印字の汚れを発生させた。
これに対して本発明の範囲内にある試料No.1〜3では、現像ローラ2端部での磁力が平均磁力の50%以上であることにより、現像ローラ2の端部までトナー5を回収しておりトナー付着も観察されず、したがって画像濃度低下はなく、またキャリア4の飛びの現象も発生せず、良好な画像形成が行われたことが確認できた。
磁気ローラ1の溝加工有効領域を、表2に示すように、216〜224mmまで2mm間隔で代え、現像ローラ2端部での磁力を60mT(平均磁力の80%)とした以外は、試料No.1と同様にして試料No.6〜10を作製し、実施例1と同様の評価方法および評価基準により評価した。
評価結果を表2に示した。
本発明の範囲外である試料No.8〜10では、現像ローラ2の軸方向長さ220mmに対して同等以下の溝長さに設定したものは現像ローラ2端部へのトナー5の付着が観察され、また画像濃度が低下することがわかった。さらに、目視で現像ローラ2端部へのトナー付着が確認された試料No.8〜10では、5万枚の印刷後においてキャリア4の大きな重量減少がみられた。飛んだキャリア4は、実施例1と同様に、感光体3から転写し転写ローラおよび定着ローラを汚染した。結果として、用紙の端部にキャリア4が見受けられて印字の汚れを発生させた。
これに対して本発明の範囲内にある試料No.6、7では、溝長さに対して現像ローラ2が短いことにより現像ローラ2の端部までトナー5を回収しておりトナー付着も観察されず、したがって画像濃度低下はなく、またキャリア4の飛びの現象も発生せず、良好な画像形成が行われたことが確認できた。
1 現像剤担持体(磁気ローラ)
2 トナー担持体(現像ローラ)
3 静電潜像担持体(感光体)
4 キャリア
5 トナー
6 磁気ブラシ
7 規制ブレード
8 帯電器
9 トナー薄層
10 露光光
11a 交流電源
11b 直流電源
12a 交流電源
12b 直流電源
2 トナー担持体(現像ローラ)
3 静電潜像担持体(感光体)
4 キャリア
5 トナー
6 磁気ブラシ
7 規制ブレード
8 帯電器
9 トナー薄層
10 露光光
11a 交流電源
11b 直流電源
12a 交流電源
12b 直流電源
Claims (2)
- 2成分現像剤を現像剤担持体上に保持して混合することによりトナーを帯電させ、該トナーのみをトナー担持体上に均一に薄層形成し、該トナー担持体と静電潜像担持体との空間に直流および交流電圧を重畳し前記トナーを潜像に飛翔させる現像装置を有する画像形成装置であって、
連続してプリントをする際、イメージ間或いは紙間の非現像時に前記トナーを前記トナー担持体から前記現像剤担持体へ回収可能な構成を有している現像装置において、
前記現像剤担持体は、スリーブと内包された複数の磁石を有しており、
該内包された磁石から得られる前記トナー担持体が対向する位置での磁力が、前記トナー担持体端部で前記現像剤担持体の軸方向平均磁力の50%以上を有することを特徴とする画像形成装置。 - 2成分現像剤を現像剤担持体上に保持して混合することによりトナーを帯電させ、該トナーのみをトナー担持体上に均一に薄層形成し、該トナー担持体と静電潜像担持体との空間に直流および交流電圧を重畳し前記トナーを潜像に飛翔させる現像装置を有する画像形成装置であって、
連続してプリントをする際、イメージ間或いは紙間の非現像時に前記トナーを前記トナー担持体から前記現像剤担持体へ回収可能な構成を有している現像装置において、
前記現像剤担持体は、表面に所定の間隔で軸方向に溝が形成されているスリーブと内包された複数の磁石を有しており、該スリーブに形成された溝の軸方向長さが前記トナー担持体より長いことを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006152467A JP2007322717A (ja) | 2006-05-31 | 2006-05-31 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006152467A JP2007322717A (ja) | 2006-05-31 | 2006-05-31 | 画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2007322717A true JP2007322717A (ja) | 2007-12-13 |
Family
ID=38855584
Family Applications (1)
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JP2006152467A Pending JP2007322717A (ja) | 2006-05-31 | 2006-05-31 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009008797A (ja) * | 2007-06-27 | 2009-01-15 | Kyocera Mita Corp | 現像装置及びこれを搭載した画像形成装置 |
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JP2010197948A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-09-09 | Kyocera Mita Corp | 現像装置及びそれを備えた画像形成装置 |
JP2010276899A (ja) * | 2009-05-29 | 2010-12-09 | Kyocera Mita Corp | 現像装置及びそれを備えた画像形成装置 |
-
2006
- 2006-05-31 JP JP2006152467A patent/JP2007322717A/ja active Pending
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