JP4913615B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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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。
また、タッチダウン現像方式においては、ゴースト現象が最も問題となるが、この解消のためにはトナー担持体上に付着している未現像トナーを二成分現像剤担持体で引き剥がすことが重要である。しかしながら、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をトナー担持体に搬送する必要があるが、逆にトナー層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、トナー層を形成した後、二成分現像剤収容部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、トナー担持体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、且つ飛散トナーがトナー担持体に付着してしまう場合があり、回収トナー量が増大し、トナー飛散が増加、引き剥がし不良によるゴースト現象が発生しやすくなる。
特にタッチダウン現像方式において、ドラム線速が180mm/sec以上であるような高速機では飛散トナーの回収が一層困難となる。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。
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、回収トナーのストレスを低減することで、トナーの劣化を抑制し、トナー飛散を抑制することにより、ゴースト現象を低減させ、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。
すなわち、本発明の画像形成装置は、以下の構成を有する。
(2)前記二成分現像剤担持体と前記トナー回収ローラ間は、前記二成分現像剤担持体上に形成された磁気ブラシが少なくとも互いの最近接位置で接触する距離であることを特徴とする(1)に記載の画像形成装置。
(3)前記トナー回収ローラは、前記二成分現像剤担持体より小さな周速で回転す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)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)〜(3)のいずれかに記載の画像形成装置。
(5)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)〜(4)のいずれかに記載の画像形成装置。
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。
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9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。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っていた。
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並びに攪拌スクリュー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。
図2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。
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)で測定することが出来る。
また、トナー帯電量は、QMメータ(TREK社製、MODEL 210HS)で測定することが出来る。
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)で測定することが出来る。
また、磁気ローラ1とトナー回収ローラ14のギャップは、磁気ブラシ6が回収ローラ14に接触する程度の間隔であり、磁気ローラ1と現像ローラ2のギャップと略同間隔とするのがよく、200〜600μm、好ましくは300〜400μmである。
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:D50):6.7μm
キャリア粒径(重量平均粒子径:D50):45μm
磁気ローラと現像ローラ間距離:350μm
現像ローラと回収ローラ間距離:1000μm
磁気ローラと回収ローラ間距離:350μm
現像ローラ印加電圧:Vdc=100V、VP-P=1.6kV,周波数f=2.7kHz、Duty比=27%
磁気ローラ印加電圧:Vdc=300V、VP-P=300V,周波数f=2.7kHz、Duty比=73%
回収ローラ印加電圧:Vdc=350V、VP-P=1.0kV,周波数f=2.7kHz、Duty比=27%
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 (5)
- 内部に磁力発生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(ただし、マグネットを有していない)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前記トナー担持体と非接触に配置し、前記トナー回収ローラに付着した飛散トナーを前記二成分現像剤担持体表面に形成された磁気ブラシにて回収すると共に浮遊トナーを吸着し、二成分現像剤収容部に戻すことを特徴とする画像形成装置。 - 前記二成分現像剤担持体と前記トナー回収ローラ間は、前記二成分現像剤担持体上に形成された磁気ブラシが少なくとも互いの最近接位置で接触する距離であることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
- 前記トナー回収ローラは、前記二成分現像剤担持体より小さな周速で回転す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。
- 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1〜3のいずれかに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1〜4のいずれかに記載の画像形成装置。
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