JP4634178B2 - 現像装置、画像形成装置、プロセスカートリッジ及び画像形成方法 - Google Patents
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また、請求項2の発明は、請求項1の現像装置において、上記大粒径粒子が中空粒子であることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1の現像装置において、回転しながら上記トナー収容部内のトナーを剪断するトナー剪断部材を単数または複数設け、該トナー剪断部材が一回転毎に該トナー収容部内のトナー滞留部上部表面より完全露出するよう構成したことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項3の現像装置において、上記単数または複数のトナー剪断部材の少なくとも一端または一端近傍を回転中心となる回転軸より法線方向に延伸した支持部材に該回転軸に対して平行または傾斜するように固定し、該トナー剪断部材の断面の該回転軸の法線方向に占める長さの和B(=Σb)[mm]の最大値BMAXが、該トナー剪断部材の最外周回転軌跡の直径をD[mm]、該トナー剪断部材の回転軸の外径をd[mm]とすると、 BMAX≦0.2(D−d)、を満たすことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項3または4の現像装置において、上記トナー収容部より余剰トナーを排出するトナー排出口を備え、該トナー収容部内のトナー滞留部上部表面の上下方向の変位レベルが、該トナー排出口の下面レベルと略一致していることを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項3、4または5の現像装置において、上記現像装置が上記潜像担持体に対し接離動作を行うよう駆動する駆動手段を備え、該駆動手段による該潜像担持体への接近動作の最大加速度GINが該潜像担持体からの離反動作の最大加速度GOUT以下であるよう構成したことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項3、4、5または6の現像装置において、上記トナー剪断部材の回転軸を上記トナー攪拌手段の回転軸と同一にしたことを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項3、4、5、6または7の現像装置において、上記トナー剪断部材の回転方向の先端面を上記回転軸に対して傾斜させたことを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項3、4、5、6、7または8の現像装置において、上記回転軸方向及び回転方向の相対位置の一部が異なる複数のトナー剪断部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項3、4、5、6、7、8または9の現像装置において、上記トナー剪断部材の回転軸法線方向断面の回転方向平均長Lθ(AVE)と該断面の回転軸法線方向平均長Lr(AVE)が、Lθ(AVE)≧Lr(AVE)であることを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、請求項3、4、5、6、7、8、9または10の現像装置において、上記トナーが平均円形度0.90〜0.99のトナーであることを特徴とするものである。ここで、円形度=粒子の投影面積と同じ面積を有する円の周囲長/粒子投影像の周囲長 とする。
また、請求項12の発明は、潜像担持体を均一に帯電させる帯電装置と、該潜像担持体を露光して静電潜像を形成する露光装置と、潜像担持体上に形成された静電潜像にトナー付着させて現像する現像装置とを備えた画像形成装置において、上記現像装置として請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10または11の現像装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項13の発明は、請求項12の画像形成装置において、上記潜像担持体の帯電電位をVD、露光後電位をVL、現像バイアス電圧をVBとすると、0<|VD|−|VB|<|VD−VL|<400Vの関係を満たすことを特徴とするものである。
また、請求項14の発明は、像担持体と、現像手段とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジにおいて、上記現像手段として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10または11の何れか一項に記載の現像装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項15の発明は、一成分トナーを担持して搬送する現像剤担持体と、トナーを収容するトナー収容部と、回転しながら該トナー収容部内のトナーを攪拌するトナー攪拌手段と、該トナー収容部トナーを現像剤担持体に供給する供給ローラとを備えた現像部と、該現像部にトナーを供給するトナー供給部とを備えた現像手段により潜像担持体上に形成された静電潜像を現像する画像形成方法において、上記現像手段として請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10または11の何れか一項に記載の現像装置を用いることを特徴とするものである。
Lθ(AVE)≧Lr(AVE)とする。これにより、トナー剪断部材57先端を鋭利にして、高効率、高速剪断を行える部材でありながら、その強度を向上させることができ、トナー剪断部材57の長寿命化及び安定化ができる。
(現像ローラ)
現像ローラ径:Φ26mm
現像ローラ表面材質:ポリエステルメラミン系樹脂+カーボンブラック
現像ローラ表面層電気抵抗:4(LogΩ)
現像ローラ表面粗さ :2.6μm(Rz)
(供給ローラ)
ローラ外径:Φ16mm
発泡ポリウレタン+導電材料(カーボンブラック、イオン導電性材料 等)
ローラ電気抵抗:6(LogΩ)
食い込み量(対現像ローラ):0.5mm
(規制ローラ)
ローラ外径:Φ14mm
ローラ表面材質:フッ素系樹脂+導電材料(カーボンブラック、イオン導電性材料 等)
ローラ電気抵抗:4〜7(LogΩ)
ローラ硬度:75°(JIS K6253)
ローラ表面粗さ :2.6μm(Rz)
回転タイミング:間歇又は常回転
低分子量ポリエステル樹脂 100重量部
カーボンブラック 6重量部
高分子帯電制御剤 1重量部
これらを通常のスクリューニーダー混練方法により混練し、続いて圧延冷却後粗粉砕したトナーをジェットミルにて粉砕し、最後に気流式分級機において体積平均粒径6.7μm、個数平均粒径6.1μmのトナーを得た。同様に、マゼンタ、シアン、イエローについても顔料を代えてカラートナーを得た。
次に、得られた各色トナー100重量部に対して、シリカ0.3重量部を加えてヘンシェルミキサーにて1分間混合処理を行った。続いて、チタニア0.3重量部を加えて1分間混合処理し、更にシリカ1.0重量部を加えて1分間混合処理した。現像ローラ上の平均トナー帯電量は、30μC/gである。
(感光体)
黒ベタ部電位(VL):―50(V)(平均)
地肌部電位(Vd):―500(V)(平均)
また、トナー剪断部材の少なくとも一端または一旦近傍を回転中心となる回転軸に対して平行または傾斜するように固定し、トナー剪断部材の断面の該回転軸の法線方向に占める長さの和B(=Σb)[mm]の最大値BMAXが、該トナー剪断部材の最外周回転軌跡の直径をD[mm]、該トナー剪断部材の回転軸の外径をd[mm]とすると、 BMAX≦0.2(D−d)、を満たすものとする。このような範囲にすることで、トルク変動を抑制でき、最大駆動トルクを抑制することできる。
また、トナー剪断部材を複数備え、その50%以上をトナー剪断部材の最外周回転軌跡上または最外周回転軌跡近傍に配置する。これにより、高効率、高速で剪断を行いながら、最大駆動トルクを抑制することができる。
また、トナー収容部41の底面のうち、現像ローラ25側に向かって上り勾配面となる領域の面積SRが、現像ローラ側に向かって下り勾配面となる領域の面積SD以上とする。これにより、現像ローラ25周辺への過度なトナー偏り移動を抑制でき、駆動トルク変動を低減でき、最大駆動トルクを抑制できる。
また、トナー収容部41より余剰トナーを排出するトナー排出口42を備え、トナー収容部41のトナー滞留部上部表面の上下方向の変位レベルが、トナー排出口の下面レベルと略一致させる。これにより、トナー収容部の過剰トナー滞留を防止して、駆動トルクの異常上昇を防止することができる。
また、現像装置24が感光体12に対し接離動作を行うよう駆動する駆動手段を備え、駆動手段による感光体12への接近動作の最大加速度GINが感光体12からの離反動作の最大加速度GOUT以下となるようにする。これにより、現像ローラ25の接離動作で生じる感光体12側への過度なトナー偏りを防止して、トナー収容部41の過剰のトナー滞留を防止し、駆動トルクの上昇を抑制する。
また、現像剤収容部41内にトナー最大粒径rt(Max)より大きい最小粒径rR(Min)で、トナーの真比重ρt以下の真比重ρRを有する流動性向上用大粒径粒子70を収容し、トナーパドル56と供給ローラ50との間およびトナーパドルと現像ローラとの間に、大粒径粒子の最小粒径rR(Min)より小さい最大開口径を有し、大粒径粒子の通過を阻止する粒径選択フィルタを備える。この流動性向上用大粒径粒子はトナー収容部41内でトナーパドル56によりトナーと混合攪拌されることで、トナーの凝集隗を剪断、解砕させる微分散する機能を持つ。よって、トナーの流動性を保ち、トナーを良好に帯電させることができる。また、トナーパドル56と供給ローラ50との間およびトナーパドル56と現像ローラ25との間に設けた粒径選択フィルタ71は、流動性向上用大粒径粒子70の通過を阻止し、トナーのみを通過させる。これにより、現像領域に流動性向上用大粒径粒子70が搬送されることを防止する。
また大粒径粒子が中空粒子とする。このような中空粒子をもちいることで、流動性向上用大粒径粒子70がトナー収容部41底部へ沈み込んでしまうことや、トナー粉体郡との分離移動をおき難くできる。よって、トナーの凝集隗を剪断、解砕させる微分散する効率の向上が図れると共に、駆動トルク上昇も抑制できる。
また、流動性向上用大粒径粒子とトナー剪断部材57とを併用すると一層の効果を挙げることができる。
また、トナー剪断部材57の回転軸をトナーパドル56の回転軸56bと同一にする。これにより、トナーの攪拌と剪断機能を複合でき、多機能化とスペース、コストの面で有利である。
また、トナー剪断部材57の回転方向の先端面を回転軸に対して傾斜させる。このように傾斜して配置したものは、トナーの凝集隗を剪断、粉砕する効果に加え、トナーの横攪拌、移送機能が向上する。また、最大駆動トルクを抑制こともできる。
また、回転軸方向及び回転方向の相対位置の一部が異なる複数のトナー剪断部材を設ける。これにより、駆動トルク変動を低減でき、最大駆動トルクを抑制できる。
また、トナー剪断部材の回転軸法線方向断面の回転方向平均長Lθ(AVE)と断面の回転軸法線方向平均長Lr(AVE)が、Lθ(AVE)≧Lr(AVE)とする。これにより、トナー剪断部材57先端を鋭利にして、高効率、高速剪断を行える部材でありながら、その強度を向上させることができ、トナー剪断部材57の長寿命化及び安定化ができる。
また、トナーとして、平均円形度0.90〜0.99のトナーを用いる。トナーの流動性、分散性が非常に良くなり駆動トルクを一段と低減でき、更にトナーの劣化抑制と、長寿命化をできる。
また、感光体1を帯電させる帯電ローラ14と、感光体1を露光して静電潜像を形成する書き込み光学ユニット15と、現像装置とを備えた画像形成装置において、上記現像装置を用いる。ことを特徴とするものである。
また、感光体の帯電電位をVD、露光後電位をVL、現像バイアス電圧をVBとすると、0<|VD|−|VB|<|VD−VL|<400Vの関係を満たすようにする。このように400V以下の電位差で現像できると、感光体12に与える静電ハザードを抑制でき、感光体12の長寿命化ができる。
また、この現像装置24を用いると、現像装置内トナーの長寿命化ができ、像担持体と、帯電手段、クリ−ニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジの高耐久化ができ、メンテ間隔が伸び、且つプロセスカ−トリッジの交換頻度を少なくでき、メンテ・操作性を向上できる。
12 感光体
14 帯電ローラ
15 書き込み光学ユニット
16 多段現像ユニット
17 中間転写ユニット
18 感光体クリーニング装置
20 ポリゴンミラー
21 f/θレンズ
22 反射ミラー
24K、C、M、Y 現像装置
25K、C、M、Y 現像ローラ
27 中間転写ベルトの支持ローラ
28 中間転写ベルト
31 中間転写ローラ
32 中間転写ベルトクリーニング装置
34 給紙カセット
35 給紙コロ
36 搬送コロ
37 レジストローラ
38 定着装置
39 排紙ローラ
40 排紙スタック部
41 トナー収容部
43 トナー補給口
44 現像財規制部材
50 供給ローラ
51 支持部
56 トナーパドル
56a トナーパドルの羽根
56b トナーパドルの軸
57 トナー剪断部材
60 現像部
62 トナーカートリッジ
64 アジテータ
64a アジテータの羽根
64b アジテータの軸
70 流動性向上用大粒径粒子
71 フィルタ
90 連通口
Claims (15)
- 一成分現像剤としてのトナーを担持して搬送し、対向する潜像担持体上に形成された静電潜像にトナーを供給する現像剤担持体と、トナーを収容するトナー収容部と、回転しながら該トナー収容部内のトナーを攪拌するトナー攪拌手段と、該トナー収容部のトナーを現像剤担持体に供給する供給部材とを有する現像部と、該現像部のトナー収容部に連通してトナーを供給するトナー供給部とを備えた現像装置において、
上記トナー収容部内にトナー最大粒径rt(Max)より大きい最小粒径rR(Min)で、トナーの真比重ρt以下の真比重ρRを有する流動性向上用大粒径粒子を収容し、上記トナー攪拌手段と上記供給部材との間および該トナー攪拌手段と上記現像剤担持体との間に、該大粒径粒子の最小粒径rR(Min)より小さい最大開口径を有し、該大粒径粒子の通過を阻止する粒径選択フィルタを備えたことを特徴とする現像装置。 - 請求項1の現像装置において、上記大粒径粒子が中空粒子であることを特徴とする現像装置。
- 請求項1の現像装置において、回転しながら上記トナー収容部内のトナーを剪断するトナー剪断部材を単数または複数設け、該トナー剪断部材が一回転毎に該トナー収容部内のトナー滞留部上部表面より完全露出するよう構成したことを特徴とする現像装置。
- 請求項3の現像装置において、上記単数または複数のトナー剪断部材の少なくとも一端または一端近傍を回転中心となる回転軸より法線方向に延伸した支持部材に固定し、該トナー剪断部材の断面の該回転軸の法線方向に占める長さの和B(=Σb)[mm]の最大値BMAXが、該トナー剪断部材の最外周回転軌跡の直径をD[mm]、該トナー剪断部材の回転軸の外径をd[mm]とすると、 BMAX≦0.2(D−d)、を満たすことを特徴とする現像装置。
- 請求項3または4の現像装置において、上記トナー収容部より余剰トナーを排出するトナー排出口を備え、該トナー収容部内のトナー滞留部上部表面の上下方向の変位レベルが、該トナー排出口の下面レベルと略一致していることを特徴とする現像装置。
- 請求項3、4または5の現像装置において、上記現像装置が上記潜像担持体に対し接離動作を行うよう駆動する駆動手段を備え、該駆動手段による該潜像担持体への接近動作の最大加速度GINが該潜像担持体からの離反動作の最大加速度GOUT以下であるよう構成したことを特徴とする現像装置。
- 請求項3、4、5または6の現像装置において、上記トナー剪断部材の回転軸を上記トナー攪拌手段の回転軸と同一にしたことを特徴とする現像装置。
- 請求項3、4、5、6または7の現像装置において、上記トナー剪断部材の回転方向の先端面を上記回転軸に対して傾斜させたことを特徴とする現像装置。
- 請求項3、4、5、6、7または8の現像装置において、上記回転軸方向及び回転方向の相対位置の一部が異なる複数のトナー剪断部材を設けたことを特徴とする現像装置。
- 請求項3、4、5、6、7、8または9の現像装置において、上記トナー剪断部材の回転軸法線方向断面の回転方向平均長Lθ(AVE)と該断面の回転軸法線方向平均長Lr(AVE)が、Lθ(AVE)≧Lr(AVE)であることを特徴とする現像装置。
- 請求項3、4、5、6、7、8、9または10の現像装置において、上記トナーが平均円形度0.90〜0.99のトナーであることを特徴とする現像装置。
- 潜像担持体を均一に帯電させる帯電装置と、該潜像担持体を露光して静電潜像を形成する露光装置と、潜像担持体上に形成された静電潜像にトナー付着させて現像する現像装置とを備えた画像形成装置において、
上記現像装置として請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10または11の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項12の画像形成装置において、上記潜像担持体の帯電電位をVD、露光後電位をVL、現像バイアス電圧をVBとすると、0<|VD|−|VB|<|VD−VL|<400Vの関係を満たすことを特徴とする画像形成装置。
- 像担持体と、現像手段とを一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカ−トリッジにおいて、上記現像手段として、請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10または11の何れか一項に記載の現像装置を用いることを特徴とするプロセスカ−トリッジ。
- 一成分トナーを担持して搬送する現像剤担持体と、トナーを収容するトナー収容部と、回転しながら該トナー収容部内のトナーを攪拌するトナー攪拌手段と、該トナー収容部トナーを現像剤担持体に供給する供給ローラとを備えた現像部と、該現像部にトナーを供給するトナー供給部とを備えた現像手段により潜像担持体上に形成された静電潜像を現像する画像形成方法において、
上記現像手段として請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10または11の何れか一項に記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成方法。
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