JP2008203622A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】タッチダウン現像方式の現像装置を具備する画像形成装置において、トナー飛散を抑制し、長期に亘って安定した現像特性を維持し、安定した画像を得ることのできる画像形成装置を提供することにある。
【解決手段】タッチダウン現像方式の現像装置を有する画像形成装置は、トナー担持体および二成分現像剤担持体の近傍に浮遊する飛散トナーを回収するトナー回収ローラが、前記二成分現像剤担持体と前記トナー担持体の最近接位置よりも前記二成分現像剤担持体の回転方向下流側で、且つ前記二成分現像剤担持体と前記ハウジング壁の間に配置され、さらに、飛散トナーを回収するための前記トナー回収ローラの回転数を制御する制御手段と、前記静電潜像担持体表面に現像されたトナー像または前記静電潜像担持体表面に現像されたトナー像が転写された転写体上のトナー像の濃度を検知するための画像濃度検知手段とを備えた。
【選択図】図1
【解決手段】タッチダウン現像方式の現像装置を有する画像形成装置は、トナー担持体および二成分現像剤担持体の近傍に浮遊する飛散トナーを回収するトナー回収ローラが、前記二成分現像剤担持体と前記トナー担持体の最近接位置よりも前記二成分現像剤担持体の回転方向下流側で、且つ前記二成分現像剤担持体と前記ハウジング壁の間に配置され、さらに、飛散トナーを回収するための前記トナー回収ローラの回転数を制御する制御手段と、前記静電潜像担持体表面に現像されたトナー像または前記静電潜像担持体表面に現像されたトナー像が転写された転写体上のトナー像の濃度を検知するための画像濃度検知手段とを備えた。
【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、磁性キャリアを用いて非磁性のトナーを帯電させる二成分現像剤を使用し、磁気ブラシを形成し、磁気ブラシにより現像ローラ上にトナー薄層を形成させ、トナー薄層のトナーを静電潜像に飛翔させ、該潜像を現像するようにした画像形成装置に関する。
従来、電子写真方式の画像形成装置において、乾式トナーを用いる現像方式としては、一成分現像方式および二成分現像方式が知られている。
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。
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。
二成分現像方式を用いた画像形成方法として、二成分現像剤を担持する現像剤担持体上に形成された磁気ブラシで、トナー担持体上にトナー薄層を形成させ、トナー担持体上のトナー薄層により静電潜像担持体上の静電潜像を現像して可視化する、所謂タッチダウン現像(ハイブリッド現像ともいわれる。)による画像形成方法が知られている。しかし、この現像方式は二成分現像方式と一成分現像方式を組み合わせており、静電潜像を現像する時のトナーの適正帯電量とトナー薄層を形成する時のトナーの適正帯電量に差があるという問題があり、トナー薄層のトナー量が少なく画像濃度不良が発生したり、または現像に寄与しなかったトナー薄層の剥ぎ取り不良による現像ゴースト等の問題が発生することがあった。
このため、例えば特許文献1では、現像ローラに直流バイアスを重畳させたデューティ比10〜50%の交流バイアスを印加して現像ゴースト、選択現像性を抑制する手段が提供されている。しかしながら、上述したように、薄層形成時と現像時の最適なトナー帯電量が異なっているため、前記手段ではその対策が不十分な場合があった。
一方、上記のような問題の発生する原因のひとつとして飛散トナーの影響が挙げられる。トナーの飛散は、ハウジング内でトナーを撹拌する際の飛散や、磁気ローラ近傍での飛散など現像装置が主たる発生箇所となる。そして、現像装置で発生した飛散トナーは、静電潜像担持体をはじめ光学系装置や帯電装置、転写装置等を配置した電子写真装置の内部に飛散し、上記したような問題を含め、各種の画像不良、動作不良等を引き起こす。
このような問題を解決するために、特許文献2では、静電潜像担持体に対して離間対向する状態で回転自在に設けられ、現像剤の供給時に飛散する現像剤を表面に付着させて外部への飛散を防止する飛散防止部材と、前記飛散防止部材上に付着した現像剤を掻き落とす掻落手段とを用いてトナー飛散を防止することが提案されている。
また、特許文献3では、二成分現像方式において、現像装置のハウジング開口部に回収ローラを設けて飛散トナーを回収し、該回収ローラからトナーを剥ぎ取って現像装置に戻す方式が提案されている。
また、特許文献4では、形成される画像比率に応じて、前記回収ローラに印加するバイアスを変える制御手段を有し、該制御手段は、前記回収ローラに印加するバイアスを、画像比率が5%未満では、交番電圧に現像剤の正規の帯電極性と同極性の直流電圧を重畳したバイアスとし、5〜15%の場合は、交番バイアスのみとし、15%を超える場合は、交番電圧に現像剤の正規の帯電極性とは逆極性の直流電圧を重畳したバイアスとする手段が提供されている。
特開2003−280357号公報
特開平8−137256号公報
特開2005−242194号公報
特開平11−174792号公報
また、特許文献3では、二成分現像方式において、現像装置のハウジング開口部に回収ローラを設けて飛散トナーを回収し、該回収ローラからトナーを剥ぎ取って現像装置に戻す方式が提案されている。
また、特許文献4では、形成される画像比率に応じて、前記回収ローラに印加するバイアスを変える制御手段を有し、該制御手段は、前記回収ローラに印加するバイアスを、画像比率が5%未満では、交番電圧に現像剤の正規の帯電極性と同極性の直流電圧を重畳したバイアスとし、5〜15%の場合は、交番バイアスのみとし、15%を超える場合は、交番電圧に現像剤の正規の帯電極性とは逆極性の直流電圧を重畳したバイアスとする手段が提供されている。
しかしながら、特許文献2では、飛散トナーの増減に対して回収ローラの回収性を可変させることに関してはなんら記載されていない。特にタッチダウン現像方式では、選択現像の影響やトナー担持体上のトナー層の層厚制御など、トナー飛散の増減が起こりやすい。
また、タッチダウン現像方式では、二成分現像剤のトナー濃度が高く、現像剤の流動性が悪いため、磁気ブラシが二成分現像剤収容部に回収される際に、次々と現像剤が回収されてくるため、押し込まれ圧縮され、同時に空気が行き場を失い、空気と共にトナーが外部に放出されるので、よりトナー飛散が発生しやすい。
また、タッチダウン現像方式では、二成分現像剤のトナー濃度が高く、現像剤の流動性が悪いため、磁気ブラシが二成分現像剤収容部に回収される際に、次々と現像剤が回収されてくるため、押し込まれ圧縮され、同時に空気が行き場を失い、空気と共にトナーが外部に放出されるので、よりトナー飛散が発生しやすい。
また、特許文献3では、飛散トナーを回収した回収ローラからトナーを剥ぎ取って現像装置に戻す場合、トナーを戻す経路を別途設ける必要があり、装置が大きくなるデメリットがある。
また、特許文献4では、上記のような構成を採用してもトナー飛散を抑制できない場合があった。特にタッチダウン現像方式且つドラム線速が180mm/sec以上のような高速機において、現像剤の劣化を抑制するために、現像剤総量を増やした系では、トナー飛散が発生しやすい場合があった。ちなみに、目安としてドラム線速180mm/secはA4横で約40枚/分、250mm/secで約50枚/分、340mm/secで約60枚/分である。
また、タッチダウン現像方式において、トナー担持体から感光体ドラムへの現像性を安定化させるために、トナー担持体上のトナー層厚を安定化させる手段が知られている。これはトナー担持体と二成分現像剤担持体間の電位差ΔVを可変させることによって、二成分現像剤の劣化などで変化するトナーの帯電特性を補い、トナー担持体上のトナー薄層厚を安定に保つものである。しかしながら、これは二成分現像剤中のトナー帯電量に応じて電位差ΔVを可変させる制御であり、トナー帯電量が低下した場合、トナー担持体上のトナー層厚が厚くなり、トナー担持体上のトナー層厚を元の厚さにするためには電位差ΔVを低減させる必要がある。このとき磁気ローラ上に形成されている磁気ブラシからトナー担持体上にトナーが移動しにくい方向への可変とするため、磁気ローラ上の磁気ブラシ中にトナー薄層形成に寄与しないトナーが多く残存したまま二成分現像剤収容部に回収されていくことになり、トナー飛散がより発生しやすい状態となる。すなわち、トナー帯電量の違いにより、電位差ΔVが異なり、この電位差ΔVの違いによって飛散トナー量が異なることから、回収ローラの回収力を一定にしていた場合では、トナー飛散が抑制できないという問題があった。
本発明の課題は、タッチダウン現像方式の現像装置を具備する画像形成装置において、トナー飛散を抑制し、特にトナー帯電量の違いによる飛散トナーの発生を抑制して、長期に亘って安定した現像特性を維持し、安定した画像を得ることのできる画像形成装置および画像形成方法を提供することにある。
上記課題を解決するための画像形成装置および画像形成方法は、以下の構成を有する。
(1)内部に磁性部材を配置しキャリアとトナーからなる現像剤を磁気的に保持する二成分現像剤担持体と、該二成分現像剤担持体よりトナーを移送してその表面にトナー薄層を担持するトナー担持体とをハウジング内に少なくとも備え、前記トナー担持体および/または前記二成分現像剤担持体に現像バイアスを印加して、静電潜像担持体表面に形成された静電潜像の現像を行う画像形成装置であって、前記トナー担持体および前記二成分現像剤担持体の近傍に浮遊する飛散トナーを回収するトナー回収ローラが、前記二成分現像剤担持体と前記トナー担持体の最近接位置よりも前記二成分現像剤担持体の回転方向下流側で、且つ前記二成分現像剤担持体と前記ハウジング壁の間に配置され、さらに、飛散トナーを回収するための前記トナー回収ローラの回転数を制御する制御手段と、前記静電潜像担持体表面に現像されたトナー像または前記静電潜像担持体表面に現像されたトナー像が転写された転写体上のトナー像の濃度を検知するための画像濃度検知手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
(2)前記トナー回収ローラに前記飛散トナーを回収するためのバイアス電圧を印加するバイアス手段を設けたことを特徴とする(1)に記載の画像形成装置。
(3)前記静電潜像担持体の周速が180mm/sec以上であることを特徴とする(1)または(2)に記載の画像形成装置。
(4)ハウジング内に備えた、内部に磁性部材を配置しキャリアとトナーからなる現像剤を磁気的に保持する二成分現像剤担持体と、該二成分現像剤担持体よりトナーを移送してその表面にトナー薄層を担持するトナー担持体とを用いて、前記トナー担持体および/または前記二成分現像剤担持体に現像バイアスを印加して、静電潜像担持体表面に形成された静電潜像の現像を行う画像形成方法であって、前記トナー担持体および前記二成分現像剤担持体の近傍に浮遊する飛散トナーを回収するトナー回収ローラを、前記二成分現像剤担持体と前記トナー担持体の最近接位置よりも前記二成分現像剤担持体の回転方向下流側で、且つ前記二成分現像剤担持体と前記ハウジング壁の間に配置し、前記トナー回収ローラにより飛散トナーを回収するために、前記静電潜像担持体表面に現像されたトナー像または前記静電潜像担持体表面に現像されたトナー像が転写された転写体上のトナー像の濃度を検知するための画像濃度検知手段により得られた検知結果を用いて前記トナー回収ローラの回転数を制御することを特徴とする画像形成方法。
(5)前記画像濃度検知手段により検知されたトナー濃度に基づいて、前記トナー担持体上のトナー薄層厚を略一定に維持するために、前記二成分現像剤担持体と前記トナー担持体間のバイアス差ΔVを設定し、前記設定されたバイアス差ΔVに応じて前記トナー回収ローラの回転数を制御することを特徴とする(4)に記載の画像形成方法。
(6)前記トナー濃度が所定の濃度の範囲外である場合に前記バイアス差ΔVを変化させた後、再度画像パッチを形成すると共に該画像パッチの濃度を前記画像濃度検知手段により検知し、前記所定の濃度に至るまで、繰り返し前記バイアス差ΔVを変化させることを特徴とする(5)に記載の画像形成方法。
(7)前記バイアス差ΔVを所定の閾値の範囲と比較し、該閾値範囲を外れた場合、前記トナー回収ローラの回転数を変化させることを特徴とする(5)または(6)に記載の画像形成方法。
(8)前記トナー回収ローラの回転数は前記バイアス差ΔVと回転数の所定の関係に基づいて制御されることを特徴とする(4)〜(6)のいずれかに記載の画像形成方法。
(1)内部に磁性部材を配置しキャリアとトナーからなる現像剤を磁気的に保持する二成分現像剤担持体と、該二成分現像剤担持体よりトナーを移送してその表面にトナー薄層を担持するトナー担持体とをハウジング内に少なくとも備え、前記トナー担持体および/または前記二成分現像剤担持体に現像バイアスを印加して、静電潜像担持体表面に形成された静電潜像の現像を行う画像形成装置であって、前記トナー担持体および前記二成分現像剤担持体の近傍に浮遊する飛散トナーを回収するトナー回収ローラが、前記二成分現像剤担持体と前記トナー担持体の最近接位置よりも前記二成分現像剤担持体の回転方向下流側で、且つ前記二成分現像剤担持体と前記ハウジング壁の間に配置され、さらに、飛散トナーを回収するための前記トナー回収ローラの回転数を制御する制御手段と、前記静電潜像担持体表面に現像されたトナー像または前記静電潜像担持体表面に現像されたトナー像が転写された転写体上のトナー像の濃度を検知するための画像濃度検知手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
(2)前記トナー回収ローラに前記飛散トナーを回収するためのバイアス電圧を印加するバイアス手段を設けたことを特徴とする(1)に記載の画像形成装置。
(3)前記静電潜像担持体の周速が180mm/sec以上であることを特徴とする(1)または(2)に記載の画像形成装置。
(4)ハウジング内に備えた、内部に磁性部材を配置しキャリアとトナーからなる現像剤を磁気的に保持する二成分現像剤担持体と、該二成分現像剤担持体よりトナーを移送してその表面にトナー薄層を担持するトナー担持体とを用いて、前記トナー担持体および/または前記二成分現像剤担持体に現像バイアスを印加して、静電潜像担持体表面に形成された静電潜像の現像を行う画像形成方法であって、前記トナー担持体および前記二成分現像剤担持体の近傍に浮遊する飛散トナーを回収するトナー回収ローラを、前記二成分現像剤担持体と前記トナー担持体の最近接位置よりも前記二成分現像剤担持体の回転方向下流側で、且つ前記二成分現像剤担持体と前記ハウジング壁の間に配置し、前記トナー回収ローラにより飛散トナーを回収するために、前記静電潜像担持体表面に現像されたトナー像または前記静電潜像担持体表面に現像されたトナー像が転写された転写体上のトナー像の濃度を検知するための画像濃度検知手段により得られた検知結果を用いて前記トナー回収ローラの回転数を制御することを特徴とする画像形成方法。
(5)前記画像濃度検知手段により検知されたトナー濃度に基づいて、前記トナー担持体上のトナー薄層厚を略一定に維持するために、前記二成分現像剤担持体と前記トナー担持体間のバイアス差ΔVを設定し、前記設定されたバイアス差ΔVに応じて前記トナー回収ローラの回転数を制御することを特徴とする(4)に記載の画像形成方法。
(6)前記トナー濃度が所定の濃度の範囲外である場合に前記バイアス差ΔVを変化させた後、再度画像パッチを形成すると共に該画像パッチの濃度を前記画像濃度検知手段により検知し、前記所定の濃度に至るまで、繰り返し前記バイアス差ΔVを変化させることを特徴とする(5)に記載の画像形成方法。
(7)前記バイアス差ΔVを所定の閾値の範囲と比較し、該閾値範囲を外れた場合、前記トナー回収ローラの回転数を変化させることを特徴とする(5)または(6)に記載の画像形成方法。
(8)前記トナー回収ローラの回転数は前記バイアス差ΔVと回転数の所定の関係に基づいて制御されることを特徴とする(4)〜(6)のいずれかに記載の画像形成方法。
本発明によれば、飛散トナーを回収するトナー回収ローラを二成分現像剤担持体とトナー担持体の最近接位置よりも前記二成分現像剤担持体の回転方向下流側で、且つ前記二成分現像剤担持体とハウジング壁の間に配置するので、飛散トナーを前記トナー回収ローラに付着させて捕集すること及び回収することができる。
さらに、前記トナー回収ローラは飛散トナーを回収するための前記トナー回収ローラの回転数を制御する制御手段を備え、該制御手段により、飛散トナー量と関係したトナー帯電量に応じて前記回転数が制御されるので、タッチダウン現像特有のトナー担持体上のトナー層厚制御によって発生量の異なる飛散トナーを一層効果的に前記トナー回収ローラ上に回収することができる。その結果、トナー飛散を抑制し、長期間安定した画像品質が得られる。
さらに、前記トナー回収ローラは飛散トナーを回収するための前記トナー回収ローラの回転数を制御する制御手段を備え、該制御手段により、飛散トナー量と関係したトナー帯電量に応じて前記回転数が制御されるので、タッチダウン現像特有のトナー担持体上のトナー層厚制御によって発生量の異なる飛散トナーを一層効果的に前記トナー回収ローラ上に回収することができる。その結果、トナー飛散を抑制し、長期間安定した画像品質が得られる。
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。図1は本発明の一実施形態に係るタッチダウン現像方式の画像形成装置の概略構成を示す説明図である。図2は図1の現像手段の一部を示す概略構成図である。図3は図1に示す現像手段を用いたタンデム式カラー画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
(画像形成装置)
本発明の画像形成装置は、磁性キャリア4とトナー5からなる二成分現像剤を用いて磁気ローラ1上に担持された二成分現像剤により現像ローラ2上にトナー薄層9を形成し、感光体3(静電潜像担持体)上に形成された静電潜像を現像する、所謂タッチダウン現像方式による画像形成装置である。図1に示すように、該画像形成装置は、前記感光体3を備え、この感光体3の周囲には帯電手段8、露光手段16、現像手段18、一次転写手段22、二次転写手段25、定着手段26およびクリーニング手段24等が配置されている。
本発明の画像形成装置は、磁性キャリア4とトナー5からなる二成分現像剤を用いて磁気ローラ1上に担持された二成分現像剤により現像ローラ2上にトナー薄層9を形成し、感光体3(静電潜像担持体)上に形成された静電潜像を現像する、所謂タッチダウン現像方式による画像形成装置である。図1に示すように、該画像形成装置は、前記感光体3を備え、この感光体3の周囲には帯電手段8、露光手段16、現像手段18、一次転写手段22、二次転写手段25、定着手段26およびクリーニング手段24等が配置されている。
前記画像形成装置による画像形成は以下のようにして行われる。即ち、前記感光体3の表面が帯電手段8により均一に帯電され、この帯電された表面を露光手段16により露光して静電潜像が形成される。得られた静電潜像には現像手段18からトナー5を付着させることによりトナー像として現像される。このトナー像は一次転写手段としての一次転写ローラ22によって、中間転写体(中間転写ベルト)20上に感光体3から転写される。そして、複数色のトナー像を中間転写体20上に重ねて転写した後、二次転写手段としての二次転写ローラ25により、給紙カセット27から二次転写位置に搬送された被転写体にトナー像を転写する。この被転写体は定着手段としての定着ローラ26に搬送されて、ここでトナー像が被転写体上に定着された後、例えば、排紙トレー(不図示)に排紙される。転写後に感光体3表面に残った未現像のトナーはクリーニング手段24により除去される。
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(OPC)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、露光光としてLEDまたは半導体レーザー等が挙げられる。また、クリーニング手段24としては例えばドクターブレード式等が挙げられ、それぞれ公知のものを用いることができる。
現像手段18は、内部に複数の磁性部材が固定して配設され、該磁性部材の外周部を回転するスリーブ状の磁気ローラ1(二成分現像剤担持体)と、内部に前記磁気ローラ1とは異極の磁性部材が固定して配設され、該磁性部材の外周部を回転するスリーブ状の現像ローラ2(トナー担持体)と、前記磁気ローラ1と前記現像ローラ2の互いに異なる磁極の磁力により磁界が形成され、この磁界により磁気ローラ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、飛散トナーを回収するためのトナー回収ローラ14(以下、回収ローラともいう。)とから構成されている。さらに、磁気ローラ1に印加する交流(AC)バイアス電源11aおよび直流(DC:Vdc1)バイアス電源11bと、現像ローラ2に印加する交流(AC)バイアス電源12aおよび直流(DC:Vdc2)バイアス電源12bとを備えている。またトナー回収ローラ14に印加する交流(AC)バイアス電源13aおよび直流(DC:Vdc3)バイアス電源13bとを備えてもよい。そして、本発明の画像形成装置は、前記トナー回収ローラ14の回転数を制御する制御手段15と前記感光体3上または中間転写体20上のトナー像の濃度を検知する画像濃度検知手段28とを備えている。
また、本発明の画像形成装置は、トナー5が収納されたトナーコンテナ(不図示)と、該トナーコンテナから二成分現像剤を収容する二成分現像剤収容部45に供給されたトナー5を、キャリア4とともに攪拌し帯電させる攪拌スクリュー40と攪拌スクリュー44を有し、仕切板42の両端部で連通し、その一端側を通って攪拌スクリュー40から攪拌スクリュー44に供給された二成分現像剤を磁気ローラ1へ供給し、攪拌スクリュー44は前記一端とは他端側から攪拌スクリュー40側へと二成分現像剤を循環してなる、磁気ローラ1、現像ローラ2、攪拌スクリュー40および攪拌スクリュー44が収納されたハウジング46とを備えている。
なお、本発明の画像形成装置は、図3に示すように、4つの感光体3A,3B,3C,3Dが中間転写体20上に配列されたタンデム式(間接転写タンデム方式)のカラー画像形成装置に好適に用いることができる。そこでは、上記した現像手段18を用いて、マゼンタ、シアン、イエローおよびブラックの各トナーをそれぞれ収容した現像装置18A,18B,18C,18Dにより前記感光体3A,3B,3C,3D上の静電潜像が可視像化されトナー像がそれぞれ形成される。そして中間転写体20の表面に、前記感光体3A,3B,3C,3D上に可視像化されたトナー像が、上流側の感光体3Aから順に転写される。この中間転写体20上に転写されたフルカラー画像は、給紙カセット27から搬送されてきた被転写体に二次転写ローラ25により転写され、次いで定着ローラ26で定着された後、この被転写体が排出される。
ここで、前記飛散トナーは、その発生源として、主として磁気ローラ1上の二成分現像剤が二成分現像剤収容部45に回収される際、磁気ブラシ6が圧縮されることにより、磁気ブラシ6間の空気が二成分現像剤収容部45に入りこめずにはね返されるため、二成分現像剤回収部43から空気と共にトナー5も噴出し発生する。タッチダウン現像方式では、磁気ローラ1が現像ローラ2との最近接位置付近で、現像ローラ2上にトナー5を供給してトナー薄層9を形成すると共に、静電潜像の現像に寄与しなかった現像ローラ2上の未現像トナーを引き剥がして回収しており、この未現像トナーはキャリア4との付着性が小さい(トナー薄層9形成時の二成分現像剤中のトナー5とキャリア4の付着力に比べて)。またタッチダウン現像方式では二成分現像剤中のトナー濃度を通常の二成分現像方式に比べ高く保っているため、二成分現像剤の流動性が低く、磁気ブラシ6間の空気が二成分現像剤収容部45により入り込みにくい構成となっているので、トナー飛散が発生しやすい。
また、プロセス線速が高速化すればするほど短時間で多くの静電潜像を現像するのに必要なトナー5を現像ローラ2に搬送する必要があるが、逆にトナー層9を形成する時間が短くなるため、二成分現像剤中のトナー濃度を高くする等の対策が必要となる。すなわち、トナー層9を形成した後、二成分現像剤収容部45に回収されてくる二成分現像剤は低速時に比べ、トナー濃度が高くなってしまう。また、現像ローラ2上の未現像トナーの引き剥がし時間も短くなり、且つ二成分現像剤収容部45に回収されてくる二成分現像剤のトナー濃度が高いため、より引き剥がしが困難となってしまう。更にトナー飛散も発生しやすい状態となり、且つ飛散トナーが現像ローラ2に付着してしまう場合があり、回収トナー量が増大し、よりトナー飛散が増加しやすい。
また、タッチダウン現像方式においては、現像ローラ2から感光体3への現像性を安定化させるために、現像ローラ2と磁気ローラ1間の電位差ΔVを可変させることによって、二成分現像剤の劣化などで変化するトナー5の帯電特性を補い、現像ローラ2上のトナー薄層9の層厚を安定に保つ方法がある。これはトナー帯電量により現像性及び転写性が異なり、例えばトナー帯電量が高くなるとトナー薄層9が薄くなり、更に現像効率及び転写効率は共に低下する傾向になるため、まず現像ローラ2と磁気ローラ1間の電位差ΔVを制御し、トナー薄層9のトナー量を安定に保つと共に、現像ローラ2に印加するバイアス電圧をも制御することで感光体3上或いは中間転写体20上の画像パッチのトナー濃度を安定に保つことができる手段である。例えば、画像パッチのトナー濃度が上昇する場合は、トナー帯電量が低下している場合が多く、その場合現像ローラ2上のトナー薄層9は厚くなっており、必要トナー量が過剰となっているため、まず現像ローラ2と磁気ローラ1間の電位差ΔVを調整し、前記現像ローラ2上のトナー層厚9を正常時と略同一となるように制御する。更に前記現像ローラ2に印加するバイアス電圧を調整することで画像パッチのトナー濃度を安定に維持することが可能となる。但し、このとき磁気ローラ1上に形成されている磁気ブラシ6から現像ローラ2上にトナー5が移動しにくい方向に可変させるため、可変前は現像ローラ2上に移動してトナー薄層9を形成したトナー5の一部が、トナー薄層9形成に寄与しないで磁気ローラ1上の磁気ブラシ6中に低帯電トナー5として残存したまま二成分現像剤収容部45に回収されていくことになり、キャリア4との付着力が弱い低帯電トナー5が多く存在する状態となり、トナー飛散がより発生しやすい状態となる。
従って、前記ΔVの変化によって変動するトナー飛散量に応じて、トナー回収ローラ14の前記飛散トナーの回収力を変化させることが必要となる。
すなわち、現像ローラ2上のトナー薄層厚を補正する前記ΔVの違いにより飛散トナー量が異なるので、回収ローラ14の回収力が一定のままでは、トナー飛散を抑制できない。そして、飛散トナーは各種の画像不良、動作不良等を引き起こし、特に飛散トナーは現像ローラ2の表面に付着し、引き剥がし不良によるゴースト現象が発生しやすくなり、良好な画像形成を妨げる要因のひとつとなる。
従って、前記ΔVの変化によって変動するトナー飛散量に応じて、トナー回収ローラ14の前記飛散トナーの回収力を変化させることが必要となる。
すなわち、現像ローラ2上のトナー薄層厚を補正する前記ΔVの違いにより飛散トナー量が異なるので、回収ローラ14の回収力が一定のままでは、トナー飛散を抑制できない。そして、飛散トナーは各種の画像不良、動作不良等を引き起こし、特に飛散トナーは現像ローラ2の表面に付着し、引き剥がし不良によるゴースト現象が発生しやすくなり、良好な画像形成を妨げる要因のひとつとなる。
(トナー回収ローラ)
本発明に係るトナー回収ローラ14は、前記飛散トナーを捕集し、それを磁気ローラ1に戻すためのものであり、図1に示すように、感光体3、現像ローラ2、磁気ローラ1、および攪拌スクリュー40、44の配置構成において、前記磁気ローラ1と前記現像ローラ2の最近接位置よりも前記磁気ローラ1の回転方向下流側で、且つ前記磁気ローラ1とハウジング46壁との隙間を塞ぐようにして磁気ローラ1に対向して配設される。
本発明に係るトナー回収ローラ14は、前記飛散トナーを捕集し、それを磁気ローラ1に戻すためのものであり、図1に示すように、感光体3、現像ローラ2、磁気ローラ1、および攪拌スクリュー40、44の配置構成において、前記磁気ローラ1と前記現像ローラ2の最近接位置よりも前記磁気ローラ1の回転方向下流側で、且つ前記磁気ローラ1とハウジング46壁との隙間を塞ぐようにして磁気ローラ1に対向して配設される。
上記構成とすることにより、前記現像ローラ2と前記磁気ローラ1の近傍に浮遊する飛散トナーや前記磁気ローラ1の下部側の隙間を通して図1中の矢印方向Aに移動して前記画像形成装置内に飛散する飛散トナーを分子間力や静電気力等によりトナー回収ローラ14表面に付着させて捕集することができる。
前記トナー回収ローラ14の回転は飛散トナーを回収するための前記トナー回収ローラ14の回転数を制御する制御手段と画像濃度検知手段28を用いて制御される。即ち、前記トナー回収ローラ14の回転数の制御は、前記画像濃度検知手段28により前記感光体3上に現像されたトナー像のトナー濃度を検知し、該トナー濃度に応じて前記磁気ローラ1と前記現像ローラ2間のバイアス差ΔVを制御し、該バイアス差ΔVに応じて前記トナー回収ローラ14の回転数を可変とするものである。
本実施形態においては、前記トナー回収ローラ14は駆動手段であるモータ(不図示)から駆動を得ている。前記モータの回転数は制御手段15により制御される。前記制御手段15は、前記バイアス差ΔVと所定の閾値の参照テーブルから予め設定された所定の閾値の範囲を外れているか否かを判断し、外れていれば、前記ΔVと回転数の補正テーブルに基づいて前記モータの回転数を変化させるように制御する。
前記トナー回収ローラ14の回転数の制御は、画像濃度に合わせて現像ローラ2上のトナー薄層9の厚さを一定にする層厚を制御する時、即ち磁気ローラ1と現像ローラ2間のバイアス差ΔVの制御をする際、所定のタイミングで、且つ非画像形成時に回収ローラ14の回転数を変化させる。これは、トナー帯電量が低い場合には、ΔVとしては低い値が算出され、また、逆にトナー帯電量が高い場合にはΔVとして高い値が算出されるという知見に基づくものである。なお、前記所定のタイミングとしては、印字枚数、ドットカウント数、現像駆動時間等を用いて設定することができる。あるいは階調調整や濃度調整を行うキャリブレーション動作時であってもよい。
トナー帯電量が低い場合には、ΔVを低減させるため、トナー薄層9形成に寄与しないで磁気ローラ1上の磁気ブラシ6中に低帯電トナー5として残存し、その残存トナー5はキャリア4との静電気的吸引力が小さく、トナー5がキャリア4表面から離れやすく飛散するトナー量が増加することになる。また、この場合のトナー5はトナー回収ローラ14表面への電荷鏡像力が弱く剥ぎ取りが容易である。従ってΔVが所定の閾値より低い場合には、トナー回収ローラ14の回転数を増加させることで、多くの飛散トナーを回収できる。
また、トナー帯電量が高い場合には、飛散するトナー量は少ない。この場合のトナー5はトナー回収ローラ14表面への電荷鏡像力が強く剥ぎ取りが困難となる場合がある。この場合はΔVが高い場合であり、トナー回収ローラ14の回転数を下げることで、トナー回収トナー14の剥ぎ取りが容易となるため、ΔVが所定の閾値より大きくなった場合には、トナー回収ローラ14の回転数を下げる制御をすることが好ましい。
図4にトナー回収ローラ14の回転数を制御する一例をフローチャート図で示した。感光体3もしくは中間転写体20上に画像濃度検知手段28としてIDセンサ28を取付ける。該IDセンサ28は、図6に示すように、例えば感光体3上に形成されたトナー像(例えば基準のパッチ画像)を濃度センサ28(以下、IDセンサという)で検知する。
前記IDセンサ28としては、反射型濃度センサを用いることができる。図6に該反射型濃度センサの概略図を示す。反射型濃度センサは、LEDから照射された光はBS(Beam splitter)1を通って1方向に偏光されトナー面に照射され、また、もう一方に偏光された光はPD1にてモニターされ、フィードバック回路により常に光量を一定に保つように構成されている。トナー面から反射した光は散乱光となり、BS2にて再び2つの偏光成分に分配され、それぞれPD2、PD3に入射する。その比率でトナー量を検知するものである。
前記IDセンサ28としては、反射型濃度センサを用いることができる。図6に該反射型濃度センサの概略図を示す。反射型濃度センサは、LEDから照射された光はBS(Beam splitter)1を通って1方向に偏光されトナー面に照射され、また、もう一方に偏光された光はPD1にてモニターされ、フィードバック回路により常に光量を一定に保つように構成されている。トナー面から反射した光は散乱光となり、BS2にて再び2つの偏光成分に分配され、それぞれPD2、PD3に入射する。その比率でトナー量を検知するものである。
まず、画像形成において現像駆動時間が所定の駆動時間を超えた場合、感光体3表面上に画像パッチを形成する。そして、IDセンサ28により画像パッチのトナー濃度を検知する。画像パッチの形成タイミングは、前記現像駆動時間が5〜20分毎に行うのがよい。得られたトナー濃度は予め設けられているデータテーブル(トナー濃度とトナー薄層厚の関係)を参照し、所定の範囲内であれば、適正なトナー層厚と判定し、画像形成が継続される。前記トナー層厚の適正な範囲としては、7〜18μmである。なお、前記トナー層厚は、トナー5の発色性や隠蔽率、グロス等で適正な範囲が異なるので、それらに応じて適正な範囲を設定すればよい。そしてトナー濃度が適正値から外れる場合は、前記トナー層厚が所定の範囲外すなわちトナー帯電量が適正でないと判定し、ΔVを変化させる。その時のΔVは、予め設けられたトナー層厚とΔVに関するデータテーブルに基づいて決定される。
次に、得られたΔVを所定の閾値と比較(予め設けられたデータテーブルを参照)し、所定の閾値の範囲内である場合は、引き続き画像形成が継続される。ΔVが所定の閾値の範囲を外れた場合は、トナー回収ローラ14の回転数を変化させる。このときΔVが所定の閾値の範囲の下限を下回った場合には、トナー回収ローラ14の回転数を増加させる。これにより、多くの飛散トナーを回収できる。また、ΔVが所定の閾値の範囲の上限を上回った場合には、トナー回収ローラ14の回転数を下げる制御をする。これによりトナー回収トナー14上の飛散トナーの剥ぎ取りが容易となり、磁気ローラ1に戻されやすくなる。その後、引き続き画像形成が継続される。
また図5に示すように、最初に画像パッチ濃度の検知によりトナー濃度が適正でないと判断された時、それに伴い所定量のΔVを可変した後、再度画像パッチを形成し、そのトナー濃度をIDセンサ28で検知し、所定のトナー濃度になるまで繰り返し行ってΔVを決定し、その時のΔVを所定の閾値と比較してもよい。
また最初にトナー濃度が適正でないと判断された時、それに伴いΔVを可変させた画像パッチを複数形成し、予め設けられているデータテーブル(トナー濃度とトナー層厚の関係)と比較して、ΔVを決定しても良い。
なお、前記画像パッチの形成タイミングのパラメータとして、現像駆動時間以外に印字枚数あるいはドットカウント数を用いることができる。
また最初にトナー濃度が適正でないと判断された時、それに伴いΔVを可変させた画像パッチを複数形成し、予め設けられているデータテーブル(トナー濃度とトナー層厚の関係)と比較して、ΔVを決定しても良い。
なお、前記画像パッチの形成タイミングのパラメータとして、現像駆動時間以外に印字枚数あるいはドットカウント数を用いることができる。
上記ΔVの制御において、具体的には、例えばΔVが所定の閾値の範囲(例えば180〜230V)の下限値未満となる場合には、回収ローラ14の回転数を増加させ、例えば周速として磁気ローラ1と同じ程度か40〜80mm/sec、好ましくは50〜70mm/sec(通常の約2倍)とする。また、ΔVが前記所定の閾値の範囲の上限値以上となる場合には、回収ローラ14の回転数を減少させ、例えば周速5〜20mm/secとする。前記閾値の範囲および変化させる回転数は、トナー特性や現像条件によるトナー飛散の程度に応じて設定することができる。
前記回収ローラ14の表面に付着した飛散トナーは、磁気ブラシ6により回収され、更に残留トナーは前記回収ローラ14の表面に当接配置された回収ブレード17により除去され、回収される。
前記回収ローラ14の回転方向は、磁気ローラ1との対向位置でスクリュー40へ戻す方向に回転するのがよい。前記回転の方向がスクリュー40の方向に回転することにより、回収ブレード17で剥がされた前記回収ローラ14上の飛散トナーは二成分現像剤収容部45に容易に回収することができる。
前記回収ローラ14の回転数は、周速として5〜100mm/secになるのがよく、好ましくは10〜70mm/secである。前記回収ローラ14の周速が5mm/sec未満であると、回転数が少なく飛散トナーの回収量が好ましくない。また、100mm/secを超えると飛散トナーの回収性が低下すると共に、磁気ブラシ6による付着トナーの剥離の際に再び飛散してしまうおそれがあるので好ましくない。
前記回収ローラ14の回転スリーブの材質は、アルミニウム、ステンレススチール等の金属を用いることができる。飛散トナーの付着性の観点から比表面積が大きいアルマイト処理をしたアルミニウム、または/更に静電的な付着性の観点からはフッ素系樹脂等で表面を被覆していることが好ましい(トナーの帯電特性が正帯電性の場合)。
また、前記回収ブレード17の材質は、ウレタンゴムなど公知のものを用いることができる。
また、前記回収ブレード17の材質は、ウレタンゴムなど公知のものを用いることができる。
前記回収ローラ14は、該回収ローラ14が回収した飛散トナー5を磁気ローラ1に戻すために、さらに、直流バイアス電圧(DC:Vdc3)を印加するバイアス手段13を設けてもよい。前記直流バイアス電圧(DC:Vdc3)を印加することにより、回収ローラ14と磁気ローラ1との間の電位差を小さくする。これにより、前記回収ローラ14上の回収トナー5は磁気ローラ1に移動しやすくなり、前記回収トナーは前記磁気ブラシ6によって容易に剥離され、効率よく磁気ローラ1に回収される。
(現像方法)
図3に本発明にかかる現像手段の一部を模式的に示す。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。
図3に本発明にかかる現像手段の一部を模式的に示す。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。
図2に示すように、現像ローラ2には直流電圧(DC:Vdc2)12bに交流電圧(AC)12aを重畳させた現像バイアス電圧12が印加され、磁気ローラ1には直流電圧(DC:Vdc1)11bに交流電圧(AC)11aを重畳させた現像バイアス電圧11が印加される。そして、磁気ローラ1上には前記磁気ブラシ6が形成され、磁気ローラ1上の磁気ブラシ6は規制ブレード7によって層規制されて、磁気ローラ1と現像ローラ2との間の電位差によって、搬送された磁気ブラシ6中のトナー5のみが現像ローラ2に移動しトナー層9を形成する。そして、現像ローラ2上のトナー層9によって感光体3上の静電潜像が現像される。なお、前記直流電圧Vdcは、面積中心電圧であり、DUTY比を変化させた際変化する。本発明において、DUTY比は矩形波の交流電圧1周期分において、正極性側に印加される継続時間T1、負極性側に印加される継続時間T2とするとDUTY比(%)=[T1/(T1+T2)]×100で表される。このとき正極性側に立ち上がる波形と負極性側に立ち上がる波形の面積が互いに等しくなる電圧を面積中心電圧と言う。必要に応じて直流電圧を重畳してもよく、直流電圧を重畳した場合はVdc=直流電圧+面積中心電圧となる。交流を印加しない場合のVdcは単なる直流電圧である。
感光体3上の前記静電潜像は、感光体3の表面に帯電手段8により+250〜800Vに帯電したところへ、露光手段16を用いて形成することができる。OPC感光体を用いると、全露光で+70〜220Vが得られ、アモルファスシリコン感光体では10〜50Vの露光後電位が得られる。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。
上述のようにして現像が行われた後、残留トナー層を有する現像ローラ2はその対向位置において現像剤層を有する磁気ローラ1と最接近し、この対向位置で磁気ブラシ6による機械的な力によって、現像ローラ2上のトナー層9が掻き取られる。それと同時に、磁気ローラ1と現像ローラ2との間に形成される電位差(つまり、電界)に応じて磁気ローラ1上の現像剤層からトナー5が現像ローラ2側に供給されることになる。
現像時、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、トナー薄層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に現像ローラ2と同周波数、同周期で逆位相のVP-P(ピーク交流バイアス)=0.1〜2.0kV、周波数=2〜4kHz、DUTY比=60〜80%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を高めると薄層形成がより瞬時に行われるが、反面耐リーク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。
トナー5の体積平均粒子径は4.0〜7.5μmであるのがよい。4.0μm未満では非静電的な付着力の影響が大きくなり現像性、回収性が低下し、7.5μmより大きいと画質の滑らかさなど高画質な画像が得られにくい。また、トナー5の帯電量は6〜30μC/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、またこれよりも高いと薄層形成が弱くなる。
トナー体積平均粒子径はマルチサイザーIII(ベックマン・コールター社製)を用い、アパチャー径100μm(測定範囲2.0〜60μm)で測定することができる。
また、トナー帯電量は、QMメータ(TREK社製、MODEL 210HS)で測定することができる。
トナー体積平均粒子径はマルチサイザーIII(ベックマン・コールター社製)を用い、アパチャー径100μm(測定範囲2.0〜60μm)で測定することができる。
また、トナー帯電量は、QMメータ(TREK社製、MODEL 210HS)で測定することができる。
キャリア4は、公知のものを用いることができるが、好ましく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。コーティング樹脂はシリコーン、フッ素エポキシ、フッ素シリコーン、ポリアミド、ポリアミドイミドなど既知のものでよい。また、キャリア粒子径(重量平均粒子径)は25〜50μmのものを用いるのが好ましい。25μm未満であると磁力による保持力が弱まるため、現像ローラ2、回収ローラ14へキャリア4が移行してしまうキャリア飛び等が発生し、50μmを超えると、磁気ブラシ6の密さが適度でなく、またトナー薄層9の形成が滑らかではなく、比表面積が小さいためトナー5の回収性も低下する。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形成が出来なくなる。
キャリア4の飽和磁化は、TOEI社製「VSM−P7」を用いて、磁場79.6kA/m(1kOe)で測定することができる。
キャリア4の飽和磁化は、TOEI社製「VSM−P7」を用いて、磁場79.6kA/m(1kOe)で測定することができる。
磁気ローラ1と現像ローラ2のギャップは200〜600μm、好ましくは300〜400μmである。ギャップは薄層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トナー薄層9を乱してしまう等の問題が生じる。
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。
以下に示す仕様により、図1に示す本発明の画像形成装置を作製した。感光体3、現像ローラ2、磁気ローラ1および回収ローラ14の各スリーブの寸法は、下記の通りである。
感光体3:外径30mm
現像ローラ2:外径20mm
磁気ローラ1:外径25mm
回収ローラ14:外径10mm
感光体3ドラムにはアモルファスシリコンを使用し、各ローラのスリーブには、それぞれアルミニウムを使用した
また、各ドラムの周速は下記の通りである。なお、回収ローラ14の回転方向は磁気ローラ1とトレール回転、即ち回収ローラ14と磁気ローラ1の最近接位置で互いに同一方向(スクリュー40へ戻す方向)に回転させた。
感光体3:300mm/sec
現像ローラ2:450mm/sec
磁気ローラ1:675mm/sec
回収ローラ14:30mm/sec(回転数として、約60rpm)
また、画像濃度検知手段28としては、オムロン、ニチコン、スタンレー社製等の濃度センサがあるが本実施例ではスタンレー社製濃度センサを用いた。
感光体3:外径30mm
現像ローラ2:外径20mm
磁気ローラ1:外径25mm
回収ローラ14:外径10mm
感光体3ドラムにはアモルファスシリコンを使用し、各ローラのスリーブには、それぞれアルミニウムを使用した
また、各ドラムの周速は下記の通りである。なお、回収ローラ14の回転方向は磁気ローラ1とトレール回転、即ち回収ローラ14と磁気ローラ1の最近接位置で互いに同一方向(スクリュー40へ戻す方向)に回転させた。
感光体3:300mm/sec
現像ローラ2:450mm/sec
磁気ローラ1:675mm/sec
回収ローラ14:30mm/sec(回転数として、約60rpm)
また、画像濃度検知手段28としては、オムロン、ニチコン、スタンレー社製等の濃度センサがあるが本実施例ではスタンレー社製濃度センサを用いた。
上記で作製した画像形成装置を用いた画像形成時の条件を下記に示した。
感光体表面電位:+310V
現像剤中のトナーのQ/m:20μC/g
トナー粒径(体積平均粒子径):6.5μm
キャリア粒径(重量平均粒子径):45μm
磁気ローラと現像ローラ間距離:350μm
磁気ローラと回収ローラ間距離:500μm
現像ローラ印加電圧:Vdc2=100V、VP-P=1.6kV,周波数f=2.7kHz、Duty比=27%
磁気ローラ印加電圧:Vdc1=300V、現像ローラと同周期で逆位相のVP-P=300V,周波数f=2.7kHz、Duty比=73%
回収ローラの回転数(周速)の制御:ΔV=180V(閾値下限値)未満で60mm/sec、ΔV=230V(閾値上限値)以上で10mm/sec、ΔV=180〜230V未満で30mm/sec
ΔVの算出は印字出力100枚毎に画像パッチを形成し、行った。
感光体表面電位:+310V
現像剤中のトナーのQ/m:20μC/g
トナー粒径(体積平均粒子径):6.5μm
キャリア粒径(重量平均粒子径):45μm
磁気ローラと現像ローラ間距離:350μm
磁気ローラと回収ローラ間距離:500μm
現像ローラ印加電圧:Vdc2=100V、VP-P=1.6kV,周波数f=2.7kHz、Duty比=27%
磁気ローラ印加電圧:Vdc1=300V、現像ローラと同周期で逆位相のVP-P=300V,周波数f=2.7kHz、Duty比=73%
回収ローラの回転数(周速)の制御:ΔV=180V(閾値下限値)未満で60mm/sec、ΔV=230V(閾値上限値)以上で10mm/sec、ΔV=180〜230V未満で30mm/sec
ΔVの算出は印字出力100枚毎に画像パッチを形成し、行った。
上記のように、飛散トナーを回収するトナー回収ローラを磁気ローラと現像ローラの最近接位置よりも前記磁気ローラの回転方向下流側で、且つ前記磁気ローラとハウジング壁の間に配置し、前記トナー回収ローラに付着した飛散トナーを前記磁気ローラで回収する画像形成装置を用いて、前記条件により画像形成を行ったところ、飛散トナーが効率よく回収されると共に、トナーの劣化を抑制し、安定して良好な画像形成が行われることがわかった。
1 二成分現像剤担持体(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 帯電手段
9 トナー薄層
11a 交流電源
11b 直流電源
12a 交流電源
12b 直流電源
13 直流電源
14 トナー回収ローラ
16 露光手段
22 一次転写手段
24 クリーニング手段
25 二次転写手段
26 定着手段
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 帯電手段
9 トナー薄層
11a 交流電源
11b 直流電源
12a 交流電源
12b 直流電源
13 直流電源
14 トナー回収ローラ
16 露光手段
22 一次転写手段
24 クリーニング手段
25 二次転写手段
26 定着手段
Claims (8)
- 内部に磁性部材を配置しキャリアとトナーからなる現像剤を磁気的に保持する二成分現像剤担持体と、該二成分現像剤担持体よりトナーを移送してその表面にトナー薄層を担持するトナー担持体とをハウジング内に少なくとも備え、前記トナー担持体および/または前記二成分現像剤担持体に現像バイアスを印加して、静電潜像担持体表面に形成された静電潜像の現像を行う画像形成装置であって、
前記トナー担持体および前記二成分現像剤担持体の近傍に浮遊する飛散トナーを回収するトナー回収ローラが、前記二成分現像剤担持体と前記トナー担持体の最近接位置よりも前記二成分現像剤担持体の回転方向下流側で、且つ前記二成分現像剤担持体と前記ハウジング壁の間に配置され、
さらに、飛散トナーを回収するための前記トナー回収ローラの回転数を制御する制御手段と、前記静電潜像担持体表面に現像されたトナー像または前記静電潜像担持体表面に現像されたトナー像が転写された転写体上のトナー像の濃度を検知するための画像濃度検知手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記トナー回収ローラに前記飛散トナーを回収するためのバイアス電圧を印加するバイアス手段を設けたことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記静電潜像担持体の周速が180mm/sec以上であることを特徴とする請求項1または2記載の画像形成装置。
- ハウジング内に備えた、内部に磁性部材を配置しキャリアとトナーからなる現像剤を磁気的に保持する二成分現像剤担持体と、該二成分現像剤担持体よりトナーを移送してその表面にトナー薄層を担持するトナー担持体とを用いて、前記トナー担持体および/または前記二成分現像剤担持体に現像バイアスを印加して、静電潜像担持体表面に形成された静電潜像の現像を行う画像形成方法であって、
前記トナー担持体および前記二成分現像剤担持体の近傍に浮遊する飛散トナーを回収するトナー回収ローラを、前記二成分現像剤担持体と前記トナー担持体の最近接位置よりも前記二成分現像剤担持体の回転方向下流側で、且つ前記二成分現像剤担持体と前記ハウジング壁の間に配置し、
前記トナー回収ローラにより飛散トナーを回収するために、前記静電潜像担持体表面に現像されたトナー像または前記静電潜像担持体表面に現像されたトナー像が転写された転写体上のトナー像の濃度を検知するための画像濃度検知手段により得られた検知結果を用いて前記トナー回収ローラの回転数を制御することを特徴とする画像形成方法。 - 前記画像濃度検知手段により検知されたトナー濃度に基づいて、前記トナー担持体上のトナー薄層厚を略一定に維持するために、前記二成分現像剤担持体と前記トナー担持体間のバイアス差ΔVを設定し、前記設定されたバイアス差ΔVに応じて前記トナー回収ローラの回転数を制御することを特徴とする請求項4記載の画像形成方法。
- 前記トナー濃度が所定の濃度の範囲外である場合に前記バイアス差ΔVを変化させた後、再度画像パッチを形成すると共に該画像パッチの濃度を前記画像濃度検知手段により検知し、前記所定の濃度に至るまで、繰り返し前記バイアス差ΔVを変化させることを特徴とする請求項5記載の画像形成方法。
- 前記バイアス差ΔVを所定の閾値の範囲と比較し、該閾値を外れた場合、前記トナー回収ローラの回転数を変化させることを特徴とする請求項5または6に記載の画像形成方法。
- 前記トナー回収ローラの回転数は前記バイアス差ΔVと回転数の所定の関係に基づいて制御されることを特徴とする請求項4〜7のいずれかに記載の画像形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007040833A JP2008203622A (ja) | 2007-02-21 | 2007-02-21 | 画像形成装置および画像形成方法 |
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JP2007040833A JP2008203622A (ja) | 2007-02-21 | 2007-02-21 | 画像形成装置および画像形成方法 |
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JP2008203622A true JP2008203622A (ja) | 2008-09-04 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013064780A (ja) * | 2011-09-15 | 2013-04-11 | Kyocera Document Solutions Inc | 画像形成装置 |
JP2018031841A (ja) * | 2016-08-23 | 2018-03-01 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 現像装置及びそれを備えた画像形成装置 |
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2007
- 2007-02-21 JP JP2007040833A patent/JP2008203622A/ja active Pending
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