JP2008077010A

JP2008077010A - 現像装置

Info

Publication number: JP2008077010A
Application number: JP2006259429A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kihira; 顕治紀平; Hideki Ikeda; 英樹池田; Akira Fujisawa; 亮藤澤; Tadahiro Tsubaki; 忠洋椿
Original assignee: Casio Computer Co Ltd; Casio Electronics Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd; Casio Electronics Co Ltd
Priority date: 2006-09-25
Filing date: 2006-09-25
Publication date: 2008-04-03

Abstract

【課題】カブリを発生させることなく、白スジの発生を防止した現像装置を提供すること。
【解決手段】現像器と、この現像器に供給されるトナーを収容するトナーカートリッジとを具備する現像装置において、前記トナーカートリッジは、現像装置に着脱・交換可能であり、現像装置に最初に装着される１本目のトナーカートリッジ内に充填されるトナー中の微粉の割合が、２本目以降のトナーカートリッジ内に充填されるトナー中の微粉の割合よりも多いことを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、現像装置に係り、特に、着脱・交換可能なトナーカートリッジを備える現像装置に関する。

非磁性一成分現像装置において、トナーカートリッジ式現像装置が知られており、この現像装置は、現像器にトナーを供給するトナーカートリッジが着脱・交換可能とされており、トナーカートリッジ内のトナーがなくなると、新しいトナーカートリッジに交換して、継続して印字可能となっている（例えば、特許文献１及び２参照）。

電子写真技術の分野において、近年の高画質化に伴い、電子写真用トナーは小径化の傾向にあり、トナーの再充填の際に小粒径トナーが飛散するという問題があるため、このような環境性等の問題を考慮し、非磁性一成分現像装置においては、上述のようなトナーカートリッジ式現像装置が、各社より市販されている。

トナーカートリッジ式現像装置では、トナーカートリッジ内から現像器にトナーが供給され、その供給されたトナーにより静電潜像が現像される。そして、トナーカートリッジ内のトナーが無くなるとトナーを収容する新たなトナーカートリッジを装着し、継続して現像できるようにされている。

現像器内のトナーは、徐々に選択現像されると、中心粒径を有するトナー粒子が主として現像に供されるため、印字枚数の増加とともに、微粉や粒径の大きいトナー粒子が現像器内に残ってしまう。トナーカートリッジを交換し、更に新しいトナーを補給し、印字を重ねると、新しいトナー内の微粉や粒径の大きいトナーは現像されずに現像器内に残るため、前回の分と合わせて微粉や粒径の大きいトナー粒子の割合が多くなる。

即ち、トナーカートリッジが１本、２本と交換回数を重ねるに従い、現像器内には微粉や粒径の大きいトナーの割合が徐々に多くなる。その結果、微粉が現像器内で再凝集を起こす確率が高くなり、それがドクターブレードに付着し、いわゆる白スジなどの不具合を発生させるという問題があった。

なお、単に微粉の割合が少ないトナーを用いることが考えられるが、微粉の割合が少ないトナーは帯電性が悪く、カブリが発生し易くなるという問題がある。

また、補給トナーと現像器内に蓄積する現像に寄与しなかったトナーとの物性差を無くすことも提案されている（例えば、特許文献３参照）が、この方法によっては、上記問題を解決することはできない。
特開平７−１１０６１９号公報特開平７−２０９９７４号公報特開２００６−１８４６９８号公報

本発明は、以上のような事情の下になされ、カブリを発生させることなく、白スジの発生を防止した現像装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、現像器と、この現像器に供給されるトナーを収容するトナーカートリッジとを具備する現像装置において、前記トナーカートリッジは、現像装置に着脱・交換可能であり、現像装置に最初に装着される１本目のトナーカートリッジ内に充填されるトナー中の微粉の割合が、２本目以降のトナーカートリッジ内に充填されるトナー中の微粉の割合よりも多いことを特徴とする現像装置を提供する。

このような現像装置において、前記１本目のトナーカートリッジ内に充填されるトナーの個数分布で粒径４μｍ以下の微粉の割合が、２本目以降のトナーカートリッジ内に充填されるトナーの個数分布で粒径４μｍ以下の微粉の割合の１．６倍以上であることが望ましい。

本発明の現像装置によると、現像装置に最初に装着される１本目のトナーカートリッジ内に充填されるトナー中の微粉の割合を、２本目以降のトナーカートリッジ内に充填されるトナー中の微粉の割合よりも多くしているため、カブリを発生させることがなく、しかも１本目のトナーカートリッジ内に充填されるトナー中の微粉は、装置の潤滑用に消費されるため蓄積されることはないので、白スジの発生を効果的に防止することが可能である。

以下、発明を実施するための最良の形態について説明する。

本発明の一実施形態に係る現像装置は、現像装置に最初に装着される１本目のトナーカートリッジ内に充填されるトナー中の微粉の割合を、２本目以降のトナーカートリッジ内に充填されるトナー中の微粉の割合よりも多くしたことを特徴とする。

このように、１本目のトナーカートリッジ内に充填されるトナー中の微粉の割合を、２本目以降のトナーカートリッジ内に充填されるトナー中の微粉の割合よりも多くしたのは、所定量の微粉がカブリの防止のためには必要であるという前提の下で、白スジの発生を防止するためである。

新しい現像装置を最初に駆動させる場合、トナー中の微粉は、現像器のトナー規制ブレードやトナー回収ブレードに付着したりして、装置の潤滑の役割を果たすために消費されてしまう。従って、新しい現像装置を最初に駆動させる際には、一定量を超える量の微粉が必要である。しかし、駆動後、一定期間を経過すると、もはや装置の潤滑の役割を果たすための微粉は必要ではない。

また、微粉の割合の多いトナーを使用すると、白スジが発生するという問題がある。一方、微粉の割合の少ないトナーを使用すると、帯電量が低下して、カブリが生じてしまうという問題もある。更に、上述のように、新しい現像装置を最初に駆動させる場合には、トナー中に一定量を超える量の微粉が必要であるが、一定期間を経過すると、そのような量の微粉は必要ではない。

以上の関係を考慮した結果、本発明者らは、１本目のトナーカートリッジ内に充填されるトナー中の微粉の割合を、２本目以降のトナーカートリッジ内に充填されるトナー中の微粉の割合よりも多くすることにより、その微粉により装置の潤滑の役割を果たさせつつ、カブリを発生させることなく、白スジの発生を効果的に防止することができるとの知見を得るに到った。

なお、２本目以降のトナーカートリッジ内に充填されるトナー中の微粉の量も１本目と同様に多くした場合には、多量の微粉の存在のため、白スジが発生してしまう。また、１本目から微粉量を少なくした場合には、微粉により装置の潤滑の役割を果たすことができず、また帯電量が低下して、カブリが生じてしまう。

本発明の好ましい実施形態では、１本目のトナーカートリッジ内に充填されるトナーの個数分布で粒径４μｍ以下の微粉の割合が、２本目以降のトナーカートリッジ内に充填されるトナーの個数分布で粒径４μｍ以下の微粉の割合の１．６倍以上である。粒径４μｍ以下の粒子は、微粉とみなすことができるので、１本目のトナーカートリッジ内のトナーにおいて、この割合が２本目以降のトナーカートリッジ内のトナーの１．６倍以上であれば、確実にカブリ及び白スジの発生を防止することができる。

本発明の一実施形態に係る現像装置に使用されるトナーは、例えば、次のようにして製造される。

まず、結着樹脂としてポリエステル樹脂（軟化点１４７℃、ガラス転移点７５℃）８３質量部、着色剤としてマゼンタ（Ｃ．Ｉピグメント５７：１）マスターバッチ（濃度：３０％）１０質量部、離型剤としてカルナウバワックス１号粉末（（株）加藤洋行輸入品）６質量部、帯電制御剤としてＬＲ−１４７（日本カーリット（株）製：有機ホウ素系化合物）１質量部を合計５０ｋｇになるように計量し、１５０Ｌヘンシェルミキサーで１０００ｒｐｍ、３分間混合した。

次いで、混合物をオープン２本ロール混練機へ供給し、混練物を得た。得られた混練物を冷却し、粗砕機で粉砕した後、衝突板式粉砕機：ＩＤＳ−２（日本ニューマチック（株）製）で微粉砕し、平均粒径が約６．０μｍの着色微粒子を得た。

次に、着色微粒子をローター式分級機：ＴＴＳＰで分級した。この分級は、個数分布で粒径４μｍ以下の微粉（４μｍ↓）の割合が１５％、２０％、２５％となるように行い、３種の着色微粒子を得た。

その後、それぞれの微粒子１００質量部に対し、疎水性シリカ：ＲＹ５０を２．５部、ＴＧ８１０Ｇを０．３部、アルミナ微粒子：ＡＬ４５−２を０．５部、酸化チタン微粒子：ＴＡＦ５２０−Ｏを０．５部加え、ヘンシェルミキサーで外添混合して、３種のトナー試料（トナーＡ、トナーＢ、トナーＣ）を得た。

これら３種のトナー試料について、上述したローター式分級機により分級して得た３種の着色微粒子の粒度分布をコールターカウンターIIIで測定した結果を収率及び帯電量とともに、下記表１に示す。なお、帯電量の単位は、マイクロクーロン（μＣ）／ｇである。

以上の３種のトナーの１８０ｇをトナーカートリッジに充填し、下記表２の示す６本のトナーカートリッジの４つの組合せ（実施例１、２、比較例１、２）を準備した。

次に、上記カートリッジの組合せを用い、Ｎ３０００試作機（カシオ計算機（株）製）により、５％印字率の連続印刷を４００００枚まで行う耐久試験を行った。なお、トナーカートリッジ１本は約７０００枚印字できるので、カートリッジを６本使用した。５０００枚の印刷ごとの白スジの発生の有無を目視で判定した結果を下記表３に示す。

なお、判定は、下記の基準で行った。

○：白スジの発生なし
△：白スジが数本発生
×：白スジが多数発生

上記と同様の耐久試験において、ドラム上カブリを目視で判定した結果を下記表４に示す。

なお、判定は、下記の基準で行った。

○：ドラム上カブリなし
△：ドラム上カブリが少しある
×：白スジがかなりある

上記表３及び４から次のことがわかる。即ち、実施例１ではカートリッジ１本目に４μｍ↓（個数）が約２５％のトナーＣを充填したものを用い、２本目以降は、４μｍ↓（個数）が約１５％のトナーＡを充填したものを用いた。１本目のカートリッジのトナーＣの４μｍ↓（個数）は、２本目以降のカートリッジのトナーＡの４μｍ↓（個数）の１．６倍を超えていた。その結果、４００００枚まで白スジ及びドラム上カブリは発生せず、良好な画像を得た。

比較例１では、全てのカートリッジに４μｍ↓（個数）が約２５％のトナーＣを充填したものを用いた。その結果、４００００枚までドラム上カブリは発生しなかったが、３００００枚以降に白スジが発生した。

実施例２では、カートリッジ１本目に４μｍ↓（個数）が約２５％のトナーＣを充填したものを用い、２本目以降は、４μｍ↓（個数）が約２０％のトナーＢを充填したものを用いた。１本目のカートリッジのトナーＣの４μｍ↓（個数）は、２本目以降のカートリッジのトナーＢの４μｍ↓（個数）より多いが、１．６倍未満であった。その結果、４００００枚までドラム上カブリは発生せず、３００００枚まで白スジは発生しなかった、３５０００枚で数本の白スジは発生した。なお、この程度の白スジは、許容の範囲内である。

比較例２では、全てのカートリッジに４μｍ↓（個数）が約１５％のトナーＡを充填したものを用いた。その結果、４００００枚まで白スジは発生しなかったが、２００００枚からドラム上カブリの発生が認められた。

以上の結果より、実施例１と実施例２は、許容し得る範囲の白スジ及びドラム上カブリの耐久試験の結果を得たが、比較例１は白スジに関し、比較例２はドラム上カブリに関し、劣った結果であった。従って、トナーカートリッジ式現像装置において、１本目のカートリッジ内のトナーの微粉量を２本目以降のカートリッジ内のトナーの微粉量より多くすることにより、耐久性能が向上するという効果があることがわかる。

Claims

現像器と、この現像器に供給されるトナーを収容するトナーカートリッジとを具備する現像装置において、前記トナーカートリッジは、現像装置に着脱・交換可能であり、現像装置に最初に装着される１本目のトナーカートリッジ内に充填されるトナー中の微粉の割合が、２本目以降のトナーカートリッジ内に充填されるトナー中の微粉の割合よりも多いことを特徴とする現像装置。
前記１本目のトナーカートリッジ内に充填されるトナーの個数分布で粒径４μｍ以下の微粉の割合が、２本目以降のトナーカートリッジ内に充填されるトナーの個数分布で粒径４μｍ以下の微粉の割合の１．６倍以上であることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。