JP2008058605A - 現像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ハイブリッド現像方式による現像装置において、キャリア4の平均粒子径を30〜40μm、飽和磁化を35emu/g以上、現像剤担持体1の主極磁力を80mT以上とし、紙間および最終印字終了後のトナー担持体2のAC印加電圧の周波数を8.0kHz以上とする。
【選択図】図1
Description
一成分現像方式は、キャリアを含まないため、キャリアおよびトナーから形成される磁気ブラシによって感光体の静電潜像が乱されることがなく、高画質化に適している。しかし、一成分現像方式は、トナーの帯電量を安定して維持することが難しい。また、カラートナーの場合、透過性が求められるため、非磁性トナーである必要がある。そのため、フルカラー画像形成装置においては、トナーを帯電および搬送する媒体としてキャリアを用いる二成分現像方式を採用する場合が多い。
二成分現像方式は、安定した帯電量が長期にわたって得られるため、長寿命化に適している。しかし、二成分現像方式は、上述の磁気ブラシによる影響のため、画質の点では不利である。
ハイブリッド現像方式は、トナーおよびキャリアを含有する二成分現像剤を磁気ローラの表面に担持させて磁気ブラシを形成し、該磁気ブラシからトナーのみを現像ローラの表面に移送させてトナー層を形成し、該トナー層からトナーを、静電潜像が形成された感光体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方式である。
本発明の課題は、ハイブリッド現像において、現像ゴーストを改善し、かつキャリア飛びの発生を防止し、長期間安定した画像品質が得られる現像装置を提供することにある。
すなわち、本発明の現像装置は、以下の構成を有する。
キャリアの体積平均粒径が上記範囲内であれば、すなわち従来用いられている50μmのものに比べて小粒径にすることにより、従来のものと同じ重量に対して表面積を略2倍近くにすることができ、これにより、磁気ブラシの現像ローラへの接触ニップの先端はキャリアの比表面積が大きくなって現像ローラ上の現像残トナーを剥ぎ取る効果が大きくなり、現像ゴーストの改善を図ることができる。30μm未満であると、現像剤の流動性が悪くなり、トナーとの攪拌混合時に均一分散が困難になる。また、40μmを超えるとトナー薄層の形成が弱くなる。
また、飽和磁化が35emu/g以上であると、現像に使用されなかった現像ローラ上の残トナーを磁気ローラ上に形成された現像剤の磁気ブラシで摺擦しながら掻き取る際に、十分な摺擦力を得ることができ、現像ゴーストの発生を抑制できる。しかし、35emu/g未満であると、十分な摺擦力を得ることができず、またキャリア飛びが発生しやすくなる。
図1において、感光体3と現像ローラ2を配設し、該現像ローラ2から所定間隔をおいて非磁性金属材料で円筒状に形成され、円筒内には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に構成されたスリーブを有した磁気ローラ1が配設されている。
本発明では、磁気ローラ1の主極の磁力は80mT以上である。好ましくは120mT以上である。磁気ローラ1の主極の磁力を80mT以上とすることにより、キャリア4を磁気ローラ1により強く引き付けることができ、紙間およびイメージ間でのキャリア飛びを防止できる。
図2に示すように、この磁気ローラ1は、トナー5を帯電させて保持するキャリア4による磁気ブラシを発生させる。また、現像ローラ2の表面には、磁気ブラシから供給されたトナー5によりトナー薄層6が形成される。そして、感光体3は、トナー薄層6のトナーを静電潜像に応じて選択的に飛翔させて画像形成を行なう。この画像が、1次転写ローラ13との間を通過する印刷体14に転写される。
長寿命のシステムとする場合、正OPCの膜厚を20μmから40μm程度に設定するのが有利である。正OPCは、画像形成に使用するときに膜厚が減少して10μmに達すると絶縁破壊によって黒点の発生が目だってくることからこれを防ぐ意味で20μm以上に設定することが好ましいが、40μmを超えると感度が低下し画質低下の要因と成り易くなる。
帯電装置12によって静電潜像担持体である正OPC3を400Vに帯電する。その後、770nmの波長のLEDによって露光を行うと露光後電位は70Vに設定される。正OPC3は現像ローラ2に対し、約250μmの空間をもって配置される。この空間にはワイヤー電極等は用いない。
磁気ローラ1と現像ローラ2とのギャップは、通常400μmに設定されており、規制ブレード9と磁気ローラ1のギャップはキャリア4の粒径に応じて調整される。例えば、平均粒径35μmのキャリア4とトナー5が10%の現像剤においては350〜500μmに設定し、磁気ブラシが現像ローラ2に接触する設定とする。現像ローラ2と磁気ローラ1のギャップが狭すぎると現像剤がローラ間を通過できずに溢れてしまい、広すぎると現像ローラ2に接触できず現像ローラ2のトナーを回収することが困難になり、現像動作を繰り返すと次第に現像ローラ2にトナー5が固着してしまい、感光体3にトナー5が飛翔できなくなってしまう。
キャリア4の平均粒子径が現像ゴーストに及ぼす影響について調べた。図1に示したシステム構成からなる評価機B27(京セラミタ社製、プリンタ)において、実施例1としての平均粒径35μmのキャリア4(VB−12;パウダーテック社製)および比較例1としての60μmのキャリア4(VB−12−2;パウダーテック社製)、および平均粒径9μmトナー5(KT−C18B;花王社製)を用いて、下記の電界条件の下で、以下のようにして調べた。なお、キャリア(VB−12)は、コア;Cu−Zn、コート樹脂;PAI/F樹脂、飽和磁化;40Am2/kg(40emu/g)、残留磁化;1.34Am2/kg、抵抗;1.86×1014Ω/cm3であり、キャリア(FSL−22)は、平均粒径60μmを除いてVB−12と同じである。
電界条件等の設定:
(現像ローラ) (磁気ローラ)
直流電圧: 画像形成時;100V 250〜500V
剥ぎ取り時;100V 0V
交流電圧の周波数: 画像形成時;1.8〜3.6kHz −
剥ぎ取り時;3.0〜9.0kHz −
デューティ比: 27% 73%
VP-P: 1.6kV 300V
磁気ローラの主極磁力強度: − 84mT
現像ローラ2にゴーストパターンの画像を次のように形成した。まず、現像ローラ2の1周目の画像の先端位置から現像ローラ2のトナー薄層6を形成した。ゴーストパターンの画像長さは、現像ローラ2の1周長さに設定し、1周目画像は現像ローラ2の1回転でのトナー薄層6による形成画像(ゴーストパターン画像出力)である。2周目画像は現像ローラ2の2回転でのトナー薄層6による形成画像であり、以下同様にして3、4周目画像を形成した。このとき、磁気ローラ1の直流電圧を250〜500V、現像ローラ2の交流電圧の周波数を1.8〜3.6kHz変化させて、前記ゴーストパターン画像出力をし、1周目画像に対する2周目、3周目、4周目画像の色差ΔEを測定した。色差ΔEは、反射濃度計(マクベス社製)を用いて測定した。結果を図3に示した。
図3で、「1−2」は現像ローラ2の1周目画像に対する2周目画像のΔE、「1−3」は1周目に対する3周目、「1−4」は1周目に対する4周目のΔEある。
図1に示したシステム構成からなる評価機B27(京セラミタ社製、プリンタ)を用いて、実施例2としての35μmのキャリア4(VB−12;パウダーテック社製)と比較例1としての50μmのキャリア4(FSL−22;パウダーテック社製)について、イメージ間における現像ローラ2のトナー薄層6の剥ぎ取り時でのキャリア飛びについて調べた。実施例1と同様の電界条件下で、印字された用紙の先端部の幅21.2mm(スリーブ1周分)の帯内のキャリア4の個数をマイクロスコープ(キーエンス社製)を用いてカウントし、キャリア飛びを測定した。結果を図4に示した。
図4に示すように、キャリア飛び発生頻度は、現像ローラ2の交流電圧の周波数に依存しており、周波数が大きくなるにしたがって飛翔キャリア個数は減少している。これは周波数が大きくなると、キャリアの振動が低下し、現像ローラ2への飛翔が抑えられるためである。また、磁気ローラ1の主極磁力強度については、84mTから120mTに上げると、キャリアがより強く磁気ローラ1に引き付けられるため、現像ローラ2の交流電圧の周波数3〜9kHzの全般にわたってキャリア飛びが半減しているのが示された。35μmのキャリア4では磁気ローラの主極磁力強度が120mTでは周波数7.0kHz以上で、また84mTでは周波数9.0kHz以上で、50μmの大粒径キャリアと同等のキャリア飛び性能が実現できることがわかった。なお、前記大粒径キャリアでは現像ゴーストが発生したが、35μmのキャリア4では現像ゴーストの発生は低減した。
平均粒径35μmのキャリア4(VB−12;パウダーテック社製)および50μmのキャリア4(FSL−22;パウダーテック社製)を用いて、前記現像ローラ2の直流電圧を0〜150Vの範囲で変化させて、磁気ローラ1の主極磁力強度を84mTに、交流電圧の周波数を現像ローラ2および磁気ローラ1ともに6.0kHzに代えた以外は、実施例2と同様にしてキャリア飛びを測定した。結果を図5に示した。
図5に示すように、35μmのキャリア4は現像ローラ2と磁気ローラ1の電位差が75Vを超えるとキャリア飛びが発生している。また、大粒径キャリアと比べると、小粒径キャリアの方がキャリア飛びを発生しやすい。つまり、小粒径キャリアは、周波数が8kHz未満では、キャリアの振動が激しくなるため、現像ローラ2への飛翔しやくなり、イメージ間においてトナー薄層6の剥ぎ取り時の電位差が75V以上になると磁気拘束力の不足によりキャリア飛びが発生する。
2 トナー担持体(現像ローラ)
3 静電潜像担持体(感光体ドラム)
4 キャリア
5 トナー
6 トナー薄層
9 規制ブレード
10a,10b ミキサー
11 露光装置
12 帯電装置
13 1次転写ローラ
14 印刷体
15 トナーコンテナー
Claims (1)
- トナーおよびキャリアを含有する二成分現像剤を現像剤担持体の表面に担持させ、該現像剤担持体の表面の二成分現像剤からトナーのみをトナー担持体の表面に移送させてトナー担持体の表面にトナー層を形成させ、該トナー層からトナーを、静電潜像が形成された静電潜像担持体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画像形成装置における現像装置であって、前記キャリアは、平均粒子径が30〜40μm、飽和磁化が35emu/g以上、前記現像剤担持体の主極磁力は80mT以上であり、紙間および最終印字終了後の前記トナー担持体のAC印加電圧の周波数が8.0kHz以上であることを特徴とする現像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006235482A JP2008058605A (ja) | 2006-08-31 | 2006-08-31 | 現像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2006235482A JP2008058605A (ja) | 2006-08-31 | 2006-08-31 | 現像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2008058605A true JP2008058605A (ja) | 2008-03-13 |
Family
ID=39241412
Family Applications (1)
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JP2006235482A Pending JP2008058605A (ja) | 2006-08-31 | 2006-08-31 | 現像装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
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-
2006
- 2006-08-31 JP JP2006235482A patent/JP2008058605A/ja active Pending
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