JP4853384B2 - 現像装置、画像形成装置、及び、画像形成システム - Google Patents
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Description
かかる現像装置によれば、画像の画質の劣化が適切に防止される。
かかる場合には、前記先端が欠けてしまう問題が生じない。
かかる場合には、より一層、現像メモリの発生が抑えられることとなる。
かかる場合には、より一層、現像メモリの発生が抑えられることとなる。
かかる場合には、より一層、現像メモリの発生が抑えられることとなる。
かかる場合には、凸部が磨耗してしまうことが適切に防止される。
かかる画像形成装置によれば、画像の画質の劣化が適切に防止される。
かかる画像形成システムによれば、画像の画質の劣化が適切に防止される。
次に、図1を用いて、画像形成装置としてレーザビームプリンタ(以下、プリンタともいう)10を例にとって、その概要について説明する。図1は、プリンタ10を構成する主要構成要素を示した図である。なお、図1には、矢印にて上下方向を示しており、例えば、給紙トレイ92は、プリンタ10の下部に配置されており、定着ユニット90は、プリンタ10の上部に配置されている。
この中間転写体70は、PETフィルムの表面に錫蒸着層を設けさらにその表層に半導電塗料を形成、積層したエンドレスのベルトであり、感光体20とほぼ同じ周速度にて回転駆動される。
二次転写ユニット80は、中間転写体70上に形成された単色トナー像やフルカラートナー像を紙、フィルム、布等の媒体に転写するための装置である。
定着ユニット90は、媒体上に転写された単色トナー像やフルカラートナー像を媒体に融着させて永久像とするための装置である。
まず、不図示のホストコンピュータからの画像信号及び制御信号がインターフェイス(I/F)112を介してプリンタ10のメインコントローラ101に入力されると、このメインコントローラ101からの指令に基づくユニットコントローラ102の制御により感光体20、及び、中間転写体70が回転する。感光体20は、回転しながら、帯電位置において帯電ユニット30により順次帯電される。
感光体20上に形成されたイエロートナー像は、感光体20の回転に伴って一次転写位置に至り、一次転写ユニット60によって、中間転写体70に転写される。この際、一次転写ユニット60には、トナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧が印加される。なお、この間、感光体20と中間転写体70とは接触しており、また、二次転写ユニット80は、中間転写体70から離間している。
媒体に転写されたフルカラートナー像は、定着ユニット90によって加熱加圧されて媒体に融着される。
次に、制御ユニット100の構成について図2を参照しつつ説明する。制御ユニット100のメインコントローラ101は、インターフェイス112を介してホストコンピュータと電気的に接続され、このホストコンピュータから入力された画像信号を記憶するための画像メモリ113を備えている。ユニットコントローラ102は、装置本体の各ユニット(帯電ユニット30、露光ユニット40、YMCK現像ユニット50、一次転写ユニット60、クリーニングユニット75、二次転写ユニット80、定着ユニット90、表示ユニット95)と電気的に接続され、それらが備えるセンサからの信号を受信することによって、各ユニットの状態を検出しつつ、メインコントローラ101から入力される信号に基づいて、各ユニットを制御する。
次に、図3乃至図12を用いて、現像装置の構成例について説明する。図3は、現像装置の概念図である。図4は、現像装置の主要構成要素を示した断面図である。図5は、現像ローラ510の斜視模式図である。図6は、現像ローラ510の正面模式図である。図7は、凸部512、凹部515等の形状を示した模式図であり、図7の下図は、図7の上図のA−A断面の断面形状を表したものである。図8は、規制ブレード560及びブレード支持部材564の斜視図である。図9は、現像ローラ510に当接する規制ブレード560、の先端560b周辺の様子を示した拡大模式図である。図10は、ホルダー526の斜視図である。図11は、ホルダー526に、上シール520、現像ローラ510、規制ブレード560及びブレード支持部材564が組み付けられている様子を示した斜視図である。図12は、ホルダー526が、ハウジング540に取付けられている様子を示した斜視図である。なお、図4に示す断面図は、図3に示す長手方向に垂直な面で現像装置を切り取った断面を表したものである。また、図4においては、図1同様、矢印にて上下方向を示しており、例えば、現像ローラ510の中心軸は、感光体20の中心軸よりも下方にある。また、図4では、イエロー現像装置54が、感光体20と対向する現像位置に位置している状態にて示されている。また、図5乃至図7、図9においては、図を分かりやすくするために、凸部512等のスケールが実際のものと異なっている。また、図8においては、規制ブレード560の長手方向と短手方向が、図9においては、規制ブレード560の短手方向と厚み方向が、それぞれ矢印にて示されている。
発明が解決しようとする課題の項で説明したとおり、プリンタ10において、帯電の立ち上がりが遅いトナー(その帯電量が飽和帯電量まで到達するのに時間がかかるトナー)が用いられる場合には、当該帯電の立ち上がりの遅さに起因して、所謂現像メモリと呼ばれる現象が生じ得る。ここでは、このような現像メモリ発生のメカニズムについて図13を用いて説明する。図13は、現像メモリ発生のメカニズムを説明するための説明図である。
上述したとおり、プリンタ10において、帯電の立ち上がりが遅いトナーが用いられる場合には、当該帯電の立ち上がりの遅さに起因して、現像メモリが顕著に生じ得る。そして、トナー帯電の立ち上がり速さは、トナーの構成に関連しているため、トナーの構成と現像メモリの発生程度との間には、一定の関係があることとなる。
1)トナーの粒径について
本実施の形態に係るプリンタ10において用いられるトナーについては、最終的に得られる画像の画質を良好なものとする(ドットの再現性を良くする)ことを重視して、トナーの粒径が、従来一般的に使用されてきたトナーの粒径(体積平均粒径が5μmより大きい)よりも小さくなっている(すなわち、体積平均粒径が5μm以下)。より具体的には、前述したとおり、その体積平均粒径Aveが、約4.6μmとなっている。また、3σ値、すなわち、体積平均粒径Aveからトナーの粒径分布における標準偏差σの3倍を減じた値(以下、便宜上、マイナス3σ値と呼ぶ)及び体積平均粒径にトナーの粒径分布における標準偏差σの3倍を加えた値(以下、便宜上、プラス3σ値と呼ぶ)は、それぞれ約2.3μm、約6.9μmとなっている。
本実施の形態に係るプリンタ10において用いられるトナーについては、一次転写や二次転写における転写性を重視して、トナーの円形度が、従来一般的に使用されてきたトナーの円形度(円形度が0.950未満)よりも大きくなっている(真円に近くなっている。円形度は、0.950以上)。より具体的には、その円形度が、約0.960〜0.985となっている。
本実施の形態に係るプリンタ10において用いられるトナーには、帯電制御剤(CCA)が含有されていない。
本実施の形態に係るプリンタ10において用いられるトナーについては、トナーの粒径が小さいことを考慮して、トナーに含まれる着色剤(着色顔料)の量を、従来一般的に使用されてきたトナーに含まれる着色剤(着色顔料)の量(10wt%未満)よりも多くしている(すなわち、10wt%以上)。すなわち、トナーの粒径が小さい場合には、紙等の媒体に最終的に付着するトナーの量が少なくなるため、画像の濃度が薄くなる傾向にある。したがって、本実施の形態においては、これを補うために、着色剤(着色顔料)を多く入れている。
本実施の形態に係るトナーは、1)〜4)で説明した性質を有している。そして、当該トナーがこれらの性質を有していることに起因して、当該トナーが用いられる本実施の形態に係るプリンタ10においては、現像メモリが発生しやすくなっている。
すなわち、トナー粒径が小さくなると、トナーの飽和帯電量が高くなるため、トナーの帯電の立ち上がりが遅くなる。また、トナーに帯電制御剤(CCA)を含有させないため、トナーの帯電の立ち上がりを速くするための帯電制御を施すことができない。また、着色剤(着色顔料)の量が多いため、トナーの帯電の立ち上がりがどうしても遅くなる。
また、トナーの円形度が小さい場合には、トナーが現像ローラ510に引っかかり易くなるため、トナーの帯電の立ち上がりが遅くても、前記第一領域のトナーの担持に係る前述した不適切性が若干緩和される。そのため、前記第一領域と対向する潜像が現像されることにより形成されるハーフトーン像の濃度と前記第二領域と対向する潜像が現像されることにより形成されるハーフトーン像の濃度との差がより少なくなり、現像メモリの発生が若干抑えられることとなる。しかしながら、本実施の形態に係るトナーの円形度は高いため、当該事項に期待することができず、したがって、本実施の形態においては、現像メモリの発生がより顕著となる。
本実施の形態に係る現像装置は、規則的に配置された凸部512及び凹部515を有し、体積平均粒径が前記凸部512を基準とした前記凹部515の深さよりも小さいトナー、を担持する回転可能な現像ローラ510であって、該現像ローラ510に担持されたトナーで感光体20に担持された潜像を現像する現像ローラ510と、長手方向が現像ローラ510の回転軸方向に沿うように当接部560aにて該現像ローラ510に当接して、該現像ローラ510に担持されたトナーの量を規制するための規制ブレード560であって、該規制ブレード560の短手方向及び厚み方向における先端560b、が現像ローラ510の回転方向上流側を向くように配置された規制ブレード560と、を備えており、また、当該現像装置においては、前記先端560bが凸部512及び凹部515のうちの凸部512に対向する際の、該先端560bから該凸部512までの距離g、が前記体積平均粒径よりも小さくなっている。このことにより、上述した現像メモリの発生が抑えられ、最終的に得られる画像の画質の劣化が適切に防止されることとなる。以下、具体的に説明する。
次に、現像装置の製造方法について、図15A乃至図17を用いて説明する。図15A乃至図15Eは、現像ローラ510の製造工程における、現像ローラ510の変遷を示した模式図である。図16は、現像ローラ510の転造加工を説明するための説明図である。図17は、イエロー現像装置54の組み立て方法を説明するためのフローチャートである。なお、現像装置を製造する際には、前述したハウジング540、ホルダー526、現像ローラ510、トナー供給ローラ550、規制ブレード560等がそれぞれ製造された後に、これらの部材を用いて現像装置の組み立てが実施される。本項では、これらの部材の製造方法のうち現像ローラ510の製造方法について先ず説明し、その後、現像装置の組み立て方法について説明する。なお、以下では、ブラック現像装置51、マゼンタ現像装置52、シアン現像装置53、及び、イエロー現像装置54のうち、イエロー現像装置54を例に挙げて、説明する。
ここでは、現像ローラ510の製造方法について、図15A乃至図16を用いて説明する。
先ず、図15Aに示すように、現像ローラ510の基材としてのパイプ材600を準備する。当該パイプ材600の肉厚は0.5〜3mmである。
次に、図15Bに示すように、当該パイプ材600の長手方向両端部にフランジ圧入部602を作る。当該フランジ圧入部602は、切削加工により作られる。
次に、図15Cに示すように、当該フランジ圧入部602にフランジ604を圧入する。フランジ604のパイプ材600への固定を確実にするために、フランジ604の圧入後、フランジ604をパイプ材600へ接着又は溶接するようにしてもよい。
次に、図15Dに示すように、フランジ604が圧入されたパイプ材600の表面にセンタレス研磨を施す。当該センタレス研磨は、当該表面の全面に亘って実施され、センタレス研磨後の当該表面の十点平均粗さRzは、1.0μm以下となる。
次に、図15Eに示すように、フランジ604が圧入されたパイプ材600に、転造加工を施す。本実施の形態においては、2つの丸ダイス650、652を用いた所謂スルーフィード転造(歩み転造、通し転造とも呼ばれている)加工が実施される。
次に、イエロー現像装置54の組み立て方法について、図17を用いて説明する。
先ず、前述したハウジング540、ホルダー526、現像ローラ510、規制ブレード560及びブレード支持部材564等を準備する(ステップS2)。
以上、上記実施の形態に基づき本発明に係る現像装置等を説明したが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
規制ブレード560による規制形態がエッジ規制の場合には、規制ブレード560が現像ローラ510に担持されたトナーの量を規制する際に、前記先端560bが、非凸部513(溝部)の中に入り込んで非凸部513の前記側部514に衝突することにより、欠けてしまう恐れがある。一方、前記当接部560aが、前記先端560bから離れた位置に位置する場合には、このような問題は生じず、したがって、かかる点で、上記実施の形態の方がより望ましい。
当該トナーがこれらの性質を有している場合には、前述したとおり、当該トナーが用いられるプリンタ10において、現像メモリが発生しやすくなる。したがって、かかる場合には、本発明の効果、すなわち、現像メモリの発生を抑え、最終的に得られる画像の画質の劣化を適切に防止する効果、がより有効に発揮されることとなり、かかる点で、上記実施の形態の方がより効果的である。
次に、本発明に係る実施の形態の一例である画像形成システムの実施形態について、図面を参照しながら説明する。
40 露光ユニット、50 YMCK現像ユニット、50a 中心軸、
51 ブラック現像装置、52 マゼンタ現像装置、53 シアン現像装置、
54 イエロー現像装置、55a 保持部、55b 保持部、
55c 保持部、55d 保持部、60 一次転写ユニット、
70 中間転写体、75 クリーニングユニット、76 クリーニングブレード、
80 二次転写ユニット、90 定着ユニット、92 給紙トレイ、
94 給紙ローラ、95 表示ユニット、96 レジローラ、
100 制御ユニット、101 メインコントローラ、
102 ユニットコントローラ、112 インターフェイス、113 画像メモリ、
510 現像ローラ、510a 中央部、510b 軸部、512 凸部、
512a 対向部、513 非凸部、514 側部、515 凹部、
516 第一溝部、518 第二溝部、520 上シール、
520a 短手方向端部、520b 当接面、520c 反対面、
524 上シール付勢部材、526 ホルダー、526a 上シール支持部、
526b 現像ローラ支持部、526c 規制ブレード支持部、
530 トナー収容体、530a 第一トナー収容部、
530b 第二トナー収容部、540 ハウジング、542 上ハウジング部、
544 下ハウジング部、545 仕切り壁、546 ハウジングシール、
550 トナー供給ローラ、560 規制ブレード、560a 当接部、
560b 先端、564 ブレード支持部材、564a 薄板、
564b 薄板支持部、564c 長手方向両端部、564d 短手方向一端部、
564e 短手方向他端部、572 開口、574 端部シール、576 軸受け、
600 パイプ材、602 フランジ圧入部、604 フランジ、
650 丸ダイス、650a 凸部、652 丸ダイス、652a 凸部、
680 溝、700 画像形成システム、702 コンピュータ、
704 表示装置、706 プリンタ、708 入力装置、
708A キーボード、708B マウス、710 読取装置、
710A フレキシブルディスクドライブ装置、
710B CD−ROMドライブ装置、
802 内部メモリ、804 ハードディスクドライブユニット、T トナー
Claims (8)
- 規則的に配置された凸部及び凹部を有し、体積平均粒径が前記凸部を基準とした前記凹部の深さよりも小さいトナー、を担持する回転可能なトナー担持ローラであって、該トナー担持ローラに担持されたトナーで像担持体に担持された潜像を現像するトナー担持ローラと、
長手方向が前記トナー担持ローラの回転軸方向に沿うように当接部にて該トナー担持ローラに当接して、該トナー担持ローラに担持されたトナーの量を規制するための規制ブレードであって、該規制ブレードの短手方向及び厚み方向における先端、が前記トナー担持ローラの回転方向上流側を向くように配置された規制ブレードと、
を備える現像装置であって、
前記先端が前記凸部及び凹部のうちの凸部に対向する際の、該先端から該凸部までの距離、
が前記体積平均粒径よりも小さいことを特徴とする現像装置。 - 請求項1に記載の現像装置において、
前記当接部が、前記先端から離れた位置に位置することを特徴とする現像装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の現像装置において、
前記距離は、前記体積平均粒径からトナーの粒径分布における標準偏差の3倍を減じた値よりも小さいことを特徴とする現像装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の現像装置において、
前記体積平均粒径にトナーの粒径分布における標準偏差の3倍を加えた値は、前記凹部の深さよりも小さいことを特徴とする現像装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の現像装置において、
前記トナー担持ローラには、前記凹部の深さが該トナー担持ローラに備えられた全ての前記凹部間で均一となるように、前記凸部及び凹部が形成されていることを特徴とする現像装置。 - 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の現像装置において、
前記凸部は、平坦な頂面であることを特徴とする現像装置。 - 潜像を担持するための像担持体と、
規則的に配置された凸部及び凹部を有し、体積平均粒径が前記凸部を基準とした前記凹部の深さよりも小さいトナー、を担持する回転可能なトナー担持ローラであって、該トナー担持ローラに担持されたトナーで前記像担持体に担持された潜像を現像するトナー担持ローラと、長手方向が前記トナー担持ローラの回転軸方向に沿うように当接部にて該トナー担持ローラに当接して、該トナー担持ローラに担持されたトナーの量を規制するための規制ブレードであって、前記当接部を含む当接面の、前記規制ブレードの短手方向における先端、が前記トナー担持ローラの回転方向上流側を向くように配置された規制ブレードと、を備える現像装置と、を有する画像形成装置であって、
前記先端が前記凸部及び凹部のうちの凸部に対向する際の、該先端から該凸部までの距離、
が前記体積平均粒径よりも小さいことを特徴とする画像形成装置。 - コンピュータ、及び、
このコンピュータに接続可能な画像形成装置であって、潜像を担持するための像担持体と、規則的に配置された凸部及び凹部を有し、体積平均粒径が前記凸部を基準とした前記凹部の深さよりも小さいトナー、を担持する回転可能なトナー担持ローラであって、該トナー担持ローラに担持されたトナーで前記像担持体に担持された潜像を現像するトナー担持ローラと、長手方向が前記トナー担持ローラの回転軸方向に沿うように当接部にて該トナー担持ローラに当接して、該トナー担持ローラに担持されたトナーの量を規制するための規制ブレードであって、前記当接部を含む当接面の、前記規制ブレードの短手方向における先端、が前記トナー担持ローラの回転方向上流側を向くように配置された規制ブレードと、を備える現像装置と、を有する画像形成装置であって、前記先端が前記凸部及び凹部のうちの凸部に対向する際の、該先端から該凸部までの距離、が前記体積平均粒径よりも小さい画像形成装置、
を具備することを特徴とする画像形成システム。
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