JP4952448B2 - 現像装置 - Google Patents
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Description
現像ロールはウレタンゴムからなり、表面に約10ミクロンの溝が形成されており、この溝にトナーが食い込むことで現像ロール上にトナーが搬送される。しかし、現像器の駆動初期の段階では、現像ロール上の溝がはっきりと形成されているため、トナーとの付着性が高く、供給ロールによる掻き落とし効果が均一に行われない。その結果、新たなトナーが供給され、ドクターブレードで規制されても均一なトナー層が形成されず、画像上にムラになる、いわゆる雨降り現象と呼ばれる欠陥が発生する。
一方、トナーは外添剤のシリカに疎水処理としてシリコーンオイルが処理されており、ドラムとの摩擦力を下げることでフィルミングなどの欠陥を防ぐ役割を果たしているが、シリコーンオイルの粘度特性によって現像ロールとの付着性が変化する。即ち、シリコーンオイルの動粘度が低いと現像ロールとの付着力は下がる傾向にあり、ドラムとの摩擦力低減の役割を果たすことができず、結果としてフィルミングが発生してしまう。
本発明の一実施形態に係る現像装置は、着脱・交換可能なトナーカートリッジを備え、最初に装着される1本目のトナーカートリッジ内に充填されるトナーは、第1のシリコーンオイルにより処理された無機微粒子により外添処理されており、2本目以降のトナーカートリッジ内に充填されるトナーは、前記第1のシリコーンオイルよりも高動粘度の第2のシリコーンオイルにより処理された無機微粒子により外添処理されていることを特徴とする。
1本目のトナーカートリッジを用いる現像装置の駆動初期において、トナーと現像ロールとの付着力が高いため、供給ロールによる掻き落とし効果が均一に行われず、新たなトナーが供給され、ドクターブレードで規制されても均一なトナー層が形成されず、画像上にムラになる、いわゆる雨降り現象と呼ばれる欠陥が発生するが、動粘度の低いシリコーンオイルで処理された無機微粒子により外添処理されたトナーを用いることにより、トナーと現像ロールとの付着力が低減され、雨降り現象が防止される。
1本目のトナーカートリッジに充填されるトナーの外添粒子を処理する第1のシリコーンオイルは、20ないし45mm2/sの動粘度を有するものであることが望ましい。また、2本目以降のトナーカートリッジに充填されるトナーの外添粒子を処理する第2のシリコーンオイルは、第1のシリコーンオイルの動粘度より高い、100ないし1000mm2/sの動粘度を有するものであることが望ましい。
図1は、本発明の一実施形態に係る現像装置1を示す断面図である。現像装置1の現像器2は、上部のトナーホッパー3と下部のトナーホッパー4からなるトナーカートリッジ5と、外装フレーム6を有する現像部7とから構成される。
また、感光体ドラム21、クリーナ22、帯電ローラ23は、ドラムユニット部24として外装フレーム6の内部に現像器2と一体に組み込まれている。ドラムユニット部24は、現像器2の現像部7と共に現像ドラムユニットを構成している。なお、感光体ドラム21は、通常、導電性の金属ローラの表面に有機光導電体を一様に被着して成り、金属ローラ部は接地されている。
この帯電電位の付与により、感光体ドラム21の周表面の感光層は、例えば−650V(ボルト)のマイナス高電位に一様に帯電する。このように帯電された感光層は、次いで、レーザー光源又はLED光源を備える光書込ヘッド(図示せず)により、画像情報に応じて選択的に露光される。この露光により、感光体ドラム21の表面には電位が略−70Vに減衰したマイナス低電位部が形成され、この−70Vの低電位部と予め帯電した上記−650Vの高電位部とによる静電潜像が形成される。
当初は外ケース内にトナーが充填されており、内ケース内にはトナーは入らない状態になっている。
トナーが画像形成により消費され、遂には現像部7内にトナーがなくなると、ピエゾ素子等を用いた圧力センサであるトナー有無センサが、トナーからの圧力が所定値以下となったことを検知して制御装置に「トナー無し」信号を通知する。
尚、本例では、トナー残量10gとなった状態でトナー無し検知が出力されるような仕様となっている。
実施例
1.トナー母体の作成
結着樹脂としてポリエステル樹脂(軟化点147℃、ガラス転移点75℃)83質量部、着色剤としてマゼンタ(C.Iピグメント57:1)マスターバッチ(濃度:30%)10質量部、離型剤としてカルナウバワックス1号粉末(加藤洋行(株)輸入品)6質量部、帯電制御剤としてLR−147(日本カーリット(株)製:有機ホウ素系化合物)1質量部を合計50kgになるように計量し、150Lヘンシェルミキサーにより1000rpmの回転速度で3分間混合した。
混合物をオープン2本ロール混練機へ供給し、混練物を得た。得られた混練物を冷却し、粗砕機で粉砕した後、衝突板式粉砕機:IDS−2(日本ニューマチック(株)製)で微粉砕し、ローター式分級機:TTSPで分級を行い、平均粒径が約6.0μmの着色微粒子を得た。
シリカ微粒子としてOX50(日本アエロジル(株)製:平均粒子径約40nm)をミキサーに入れ、ミキサー温度250℃、周速90m/sで攪拌し、シリカ微粒子100質量部に対し、ジメチルシリコーンオイル11質量部となるように、動粘度1000mm2/sのジメチルシリコーンオイルを噴霧し、シリカ微粒子に付着させた。更に同条件でミキサーを攪拌し続け、60分間保持し、表面処理シリカ微粒子Aを得た。
シアン色着色微粒子 100質量部
表面処理シリカ微粒子A 1.2質量部
ヘキサメチルジシラザンン処理シリカ微粒子
TG−810G(キャボット社製) 0.3質量部
上記割合で、容積20Lのヘンシェルミキサーにシアン色着色微粒子3kg、表面処理シリカ微粒子A136g、ヘキサメチルジシラザン処理シリカTG−810Gを9g投入し、周速40m/sで2分間混合してトナーAを作製した。同様にシリカ微粒子B、シリカ微粒子C、シリカ微粒子Dを用いて、トナーB、トナーC、トナーDを作製した。
多数本のトナーカートリッジを順次交換してトナー耐久試験を行うために、トナーカートリッジに上記トナーを180g充填し、下記表2に示すトナーカートリッジの組み合わせにした。
N3000試作機(カシオ計算機(株)製)により、上記トナーカートリッジの組み合わせを用いて、5%印字率の連続印刷からなる耐久試験を40000枚まで行った。また、トナーカートリッジ1本は約7000枚印字できるが、トナーカートリッジを6本使用した。
耐久試験により雨降り障害及びフィルミングを評価した結果を下記表3に示す。
1本目ないし6本目のカートリッジのすべてに高動粘度のシリコーンオイルで処理されたシリカ微粒子Aを外添剤として用いたトナーAを充填した比較例1では、初期の現像ロールとの付着性が高いため、雨降り障害が発生した。なお、高動粘度のシリコーンオイルの使用によりドラムとの摩擦力が低減したため、フィルミングの発生はなかった。
以上のように、1本目のカートリッジに低動粘度のシリコーンオイルで処理されたシリカを外添剤として用いたトナーを用い、2ないし6本目のカートリッジに、1本目に充填したトナーで用いたシリコーンオイルよりも高動粘度のシリコーンオイルで処理されたシリカを外添剤として用いたトナーを用いることにより、画像濃度が経時的に安定した効果が得られた。
Claims (3)
- 現像器と、この現像器に着脱・交換可能であり、該現像器に供給されるトナーを収容するトナーカートリッジとを具備する現像装置において、
前記トナーカートリッジは、前記現像器に最初に装着される1本目のトナーカートリッジ内に充填されるトナーは、第1のシリコーンオイルにより処理された無機微粒子により外添処理されており、2本目以降のトナーカートリッジ内に充填されるトナーは、前記第1のシリコーンオイルよりも高動粘度の第2のシリコーンオイルにより処理された無機微粒子により外添処理されていることを特徴とする現像装置。 - 前記第1及び第2のシリコーンオイルは、ポリジメチルシロキサンであることを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 前記無機微粒子は、シリカ、アルミナ、及びチタニアからなる群から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする請求項1又は2に記載の現像装置。
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