JP2012113169A - 現像装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】供給ローラ14のアスカーF硬度[°]と現像ブレード15の曲率半径R[mm]との関係が、
0.17[mm]≦R[mm]≦0.28[mm]
181.82[°]×R[mm]+9.09[°]≦F[°]≦−250[°]×R[mm]+130[°]
の組み合わせである部材により現像装置及び画像形成装置を構成している。そのため、長時間の大量印刷時において、縦白筋P1及び端部汚れP2のいずれをも回避することができる。
【選択図】図1
Description
1≦R/Rc≦1.2 且つ、 40[°]≦θ≦100[°]
の条件を満たすとき、印刷枚数や時間経過によらずほぼ均一な厚さのトナー層を形成することができ、画像を安定させて形成することが可能となっている。
前記現像剤供給手段のアスカーF硬度[°]は、
181.82×R+9.09≦F≦−250×R+130
である。
0.17[mm]≦R[mm]≦0.28[mm]
181.82[°]×R[mm]+9.09[°]≦F[°]≦−250[°]×R[mm]+130[°]
の組み合わせである部材で構成している。そのため、長時間の大量印刷時において、縦白筋及び端部汚れいずれをも回避することができる。
図1は、本発明の実施例1における画像形成装置の概略を示す構成図である。
画像形成装置は、図示しないリードオンリーメモリ(ROM)に格納された各種プログラムをマイクロプロセッサ等により実行して装置全体を制御する制御部20を備えている。制御部20は、感光ドラム11の回転数をカウントするドラムカウンタ20aを有している。
図4(a)は、供給ローラ14の正面図であり、図4(b)は、図4(a)のA−A断面図である。
図示しないが、現像ローラ13は、略円筒形状を有しており、図5では、現像ローラ13の周方向に沿って切り取った概略断面を示している。現像ローラ13は、SUM材からなる導電性シャフト(芯金)13aと、ウレタンゴム製の弾性層13bと、弾性層13bの表面に帯電性付与剤、表面改質剤等によって処理を行った処理層13cとを有している。本実施例1では、処理液にウレタン溶液の処理液を使用している。本実施例1で使用する現像ローラ13の外径はストレート形状であり、ローラ表面の10点平均粗さRz(JIS B0601−1994)は、約2〜6[μm]である。
図1〜図3を参照して実施例1の動作を説明する。
図1中の現像ブレード15の曲率半径R[mm]及び供給ローラ14のアスカーF硬度[°]と、縦白筋P1及び端部汚れP2の発生との関係の評価を、次の(1)評価1〜(3)評価3に分けて説明する。
図6は5%デューティの印刷パターンを示す図である。
100%デューティとは、画像データのビットマップイメージのすべてのドットが印刷されるべた印刷を意味している。
図8は、画像データのビットマップイメージの40%のドットが印刷されるハーフトーン印刷を示している。
現像ブレード15の現像ローラ13との当接部15aの曲率半径R[mm]=0.25[mm]の現像ブレード15を使用した画像形成装置を用い、図6に示す5%デューティの印刷パターンを30,000枚印刷した後に、図7に示す100%デューティのパターン及び図8に示す40%デューティのハーフトーンの印刷パターンを印刷して印刷汚れの発生を評価する。
現像ローラ13 :−200[V]
供給ローラ14 :−300[V]
帯電ローラ12 :−1100[V]
現像ブレード15:−300[V]
である。
次に、現像ブレード15の当接部15aの曲率半径R[mm]と印刷汚れの発生との関係を評価する。
本評価3では、供給ローラ14のアスカーF硬度[°]と現像ブレード15の曲率半径R[mm]との組み合わせに対する縦白筋P1及び端部汚れP2の発生状況を評価する。
供給ローラ14の中央部14dの外径L2に対する端部14c,14dの 外径L1の比率=約0.975
供給ローラ14の部分抵抗値[logΩ]=7[logΩ]
現像ローラ13の形状:ストレート形状
現像ローラ13の10点平均粗さRz:4[μm]
使用した画像形成装置:株式会社沖データ製のML9600PS
使用したトナーT:粒径が約6[μm]の微粉砕トナー
帯電ローラ12 :−1100[V]
現像ローラ13 :−200[V]
供給ローラ14 :−300[V]
現像ブレード15:−300[V]
である。
現像ブレード15の当接部15aの曲率半径をR[mm]とし、供給ローラ14のアスカーF硬度[°]をF[°]とすると、
0.17[mm]≦R[mm]≦0.28[mm]
181.82[°]×R[mm]+9.09[°]≦F[°]≦−250[°]×R[mm]+130[°]
本実施例1の現像装置10及び画像形成装置によれば、供給ローラ14の弾性層14bのアスカーF硬度[°]と現像ブレード15の曲率半径R[mm]との関係が、
0.17[mm]≦R[mm]≦0.28[mm]
181.82[°]×R[mm]+9.09[°]≦F[°]≦−250[°]×R[mm]+130[°]
の組み合わせである部材で現像装置10を構成している。そのため、長時間の大量印刷時において、縦白筋P1及び端部汚れP2のいずれをも回避することができる。
本実施例2における画像形成装置の構成は、実施例1とほぼ同様の構成である。本実施例2と実施例1との相違点は、次のとおりである。
実施例2における画像形成装置の動作は、実施例1と同様である。
現像装置10では、現像ローラ13と供給ローラ14とが一定の軸間でニップされており、端部14c,14eと中央部14dでのニップ量のバランスが画像形成において重要である。
図21は、供給ローラ14のクラワン比Bと縦白筋P1及び端部汚れP2の関係を示している。使用した供給ローラ14の部分抵抗値A[logΩ]は、7.00[logΩ]、アスカーF硬度[°]は、50[°]、現像ブレード15の曲率半径R[mm]は、0.23[mm]である。クラウン比Bを減少させることで、縦白筋P1及び端部汚れP2が共に改善していることが分かる。
0.17[mm]≦R[mm]≦0.28[mm]
0.962≦B<1
181.82[°]×R[mm]+9.09[°]+5×(L1/L2−0.975)/0.013≦F[°]≦−250[°]×R[mm]+130[°]+5×(0.975−L1/L2)/0.013
本実施例2によれば、供給ローラ14の中央部14dの外径L2に対する端部14c,14eの外径L1の比を小さくすることで、現像ローラ13と供給ローラ14との端部14c,14eにおける圧接力が軽減し、印刷時における供給ローラ14の磨耗量が減少している。このため、現像ブレード15における現像ローラ13との当接部15a付近に固着する異物15cが減少し、縦白筋P1の発生を防止することができる。更に、現像ローラ13と供給ローラ14との端部14c,14eにおける圧接力が軽減したので、トナーTの摩擦帯電が弱まり、端部汚れP2の改善にも効果がる。
Rを現像ブレード15の曲率半径R[mm]、Fを供給ローラ14のアスカーF硬度[°]、Bをクラウン比Bとすると、
0.17[mm]≦R[mm]≦0.28[mm]
0.962≦B<1
181.82[°]×R[mm]+9.09[°]+5×(L1/L2−0.975)/0.013≦F[°]≦−250[°]×R[mm]+130[°]+5×(0.975−L1/L2)/0.013
本実施例3における画像形成装置の構成は、実施例1とほぼ同様の構成である。本実施例3と実施例1との相違点は、次のとおりである。
実施例3における画像形成装置の動作は、実施例1と同様である。
実施例1において使用した供給ローラ14の部分抵抗値A[logΩ]は、7.00[logΩ]であるが、本実施例3においては、供給ローラ14の部分抵抗値A[logΩ]を変化させて、印刷画像上の汚れとの関係を評価する。
0.17[°]≦R[°]≦0.28[°]
6.0[logΩ]≦A[logΩ]≦8.00[logΩ]
181.82[°]×R[mm]+9.09[°]+5×(7−A[logΩ])≦F[°]≦−250[°]×R[mm]+130[°]+5×(A[logΩ]−7)
実施例3によれば、供給ローラ14の部分抵抗値A[logΩ]を大きくすることで、端部汚れP2の改善に効果がある。縦白筋P1及び端部汚れP2の良好範囲は、以下のような式となる。
0.17[°]≦R[°]≦0.28[°]
6.0[logΩ]≦A[logΩ]≦8.00[logΩ]
181.82[°]×R[mm]+9.09[°]+5×(7−A[logΩ])≦F[°]≦−250[°]×R[mm]+130[°]+5×(A[logΩ]−7)
図27は、本発明の実施例4における図1の画像形成装置の概略の回路図であり、実施例1を示す図3中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
図28は、図27中のSB−DB値[V]の制御シーケンスを示すフローチャートである。
ステップS1において、制御部20Aは、環境センサ20bにより、環境温度C[℃]を取得する。ステップS2において、取得した環境温度C[℃]に基づいて、分岐する。即ち、環境温度C[℃]が20℃未満のときには、ステップS5へ進み、ステップS5において、印刷動作が開始され印刷の終了で本処理が終了する。
C[℃]<20℃のときには、D[V]=0、
20℃≦C[℃]<36℃のときには、
D[V]=−2.5[V]×C[℃]+40[V]、
C[℃]≦36℃のときには、
D[V]=−50℃、
本実施例4では、現像ローラ13と供給ローラ14とに印加する電圧値と縦白筋P1及び端部汚れP2との関係について評価する。ここで、現像ローラ13に印加されるバイアスをDB[V]、供給ローラ14に印加されるバイアスをSB[V]とする
図29においては、使用した供給ローラ14のアスカーF硬度[°]=60[°]、現像ブレード15の当接部15aの曲率半径R[mm]=0.20[mm]、部分抵抗値A[logΩ]=7.00[logΩ]の条件で、SB−DB値[V]を、−25[V]〜−225[V]と変化させたときの縦白筋P1及び端部汚れP2の発生状況を示している。
図30において、使用した供給ローラ14の部分抵抗値A[logΩ]は、7.00[logΩ]、供給ローラ14のアスカーF硬度[°]は、60[°]、クラウン比Bは、0.975、現像ブレードの曲率半径R[mm]は、0.20[mm]である。図30によれば、24℃以上の高温で縦白筋P1が発生している。このように、印刷環境温度C[℃]が高温であるほど、固着する異物15cは多くなる。
実施例4によれば、環境温度[℃]に応じてSB−DB値[V]を制御する機能を画像形成装置に備えることにより、縦白筋P1をある程度回避することが可能である。SB補正値D[V]は、次のように求められる。
環境温度C[℃]をC[℃]、SB補正値D[V]をD[V]とすると、
C[℃]<20℃のときには、D[V]=0、
20℃≦C[℃]<36℃のときには、D[V]=−2.5[V]×C[℃]+40[V]、
C[℃]≦36℃のときには、D[V]=−50℃、
本発明は、上記実施例に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の(a)、(b)のようなものがある。
11 感光ドラム
12 帯電ローラ
13 現像ローラ
14 供給ローラ
14b 弾性層
14c,14e 端部
14d 中央部
15 現像ブレード
15a 当接部
15b エッジ部の頂点
15c 異物
P 用紙
Claims (17)
- 現像剤により静電潜像を現像する像担持体と、
前記像担持体に前記現像剤を供給する現像手段と、
前記現像手段の表面に前記現像剤を供給する現像剤供給手段と、
前記現像手段の前記表面に当接し、前記表面に現像剤層を形成する現像剤規制手段と、
を備えた現像装置において、
前記現像手段の前記表面と前記現像剤規制手段とが当接する前記現像剤規制手段における当接部の曲率半径R[mm]は、0.17[mm]以上0.28[mm]以下であり、
前記現像剤供給手段のアスカーF硬度[°]は、
181.82×R+9.09≦F≦−250×R+130
であること特徴とする現像装置。 - 前記現像剤供給手段は、略円柱形状を有し、
前記現像剤供給手段の長手方向の端部近傍での外径をL1、長手方向中央部での外径をL2としたとき、0.962≦Ll/L2<1であることを特徴とする請求項1記載の現像装置。 - 前記現像剤供給手段の前記アスカーF硬度[°]は、
181.82×R+9.09+5×(L1/L2−0.975)/0.013≦F≦−250×R+130+5×(0.975−L1/L2)/0.013
であることを特徴とする請求項2記載の現像装置。 - 前記現像剤供給手段の部分抵抗値A[logΩ]は、
6.00以上で、8.00[logΩ]以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の現像装置。 - 前記現像剤供給手段の前記アスカーF硬度[°]は、
181.82×R+9.09+5×(7−A)≦F≦−250×R+130+5×(A−7)
であることを特徴とする請求項4記載の現像装置。 - 前記現像剤供給手段は、
所定の電圧SB[V]が印加されると、前記現像手段に前記現像剤を供給するものであり、
前記現像装置は、
印刷環境での温度C[℃]に応じて前記電圧SB[V]を制御する電圧制御手段を設けたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の現像装置。 - 前記電圧制御手段は、
前記電圧SB[V]に対し、印刷環境での温度C[℃]に応じて、印加電圧補正値D[V]が、
C[℃]<20℃のときには、D[V]=0、
20℃≦C[℃]<36[℃]のときには、D[V]=−2.5[V]×C[℃]
+40[V]、
C[℃]≦36[℃]のときには、D[V]=−50℃、
となるように制御することを特徴とする請求項6記載の現像装置。 - 前記現像剤供給手段は、
前記現像手段に接触して回転し、前記現像手段に現像剤を供給する供給ローラであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の現像装置。 - 前記供給ローラは、
スポンジローラであることを特徴とする請求項8記載の現像装置。 - 前記スポンジローラは、
導電性のシャフトである第1の芯金部と、前記第1の芯金部の周囲に形成された導電性の発泡体層であることを特徴とする請求項9記載の現像装置。 - 前記発泡体層は、
シリコーンゴムにより構成されていることを特徴とする請求項10記載の現像装置。 - 前記現像手段は、
前記像担持体に対向し、前記供給ローラから供給される前記現像剤を前記像担持体に供給する現像ローラであることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の現像装置。 - 前記現像ローラは、
導電性シャフトである第2の芯金部と、前記第2の芯金部の周囲に形成された弾性層と、前記弾性層の表面において帯電性及び一定の粗さを有すように処理された処理層と、を備えたことを特徴とする請求項12記載の現像装置。 - 前記弾性層は、
ウレタンゴムにより構成されていることを特徴とする請求項13記載の現像装置。 - 前記現像剤規制手段は、
弾性部材からなる板材を略L字状に折り曲げて形成された現像ブレードであることを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の現像装置。 - 前記現像剤規制手段は、
一端が固定され、他端が略L字状に折り曲げられた現像ブレードであることを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の現像装置。 - 請求項1〜16のいずれか1項に記載の現像装置と、
記録媒体を搬送する搬送機構と、
前記現像装置において可視像化された前記現像剤を前記記録媒体に転写する転写部と、
前記記録媒体に転写された前記現像剤を定着させる定着部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
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