JP5125226B2 - 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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その表面にトナーを担持し、該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体であって、
前記表面に規則的に配置された凸部であって、該凸部の十点平均粗さが、前記トナーの体積平均粒径から該トナーの粒径分布における標準偏差の3倍を減じた値、よりも小さい凸部、を有するトナー担持体、
を備え、
前記トナー担持体は、回転可能であり、
前記トナー担持体の前記表面に当接して該表面に担持されたトナーの量を規制するための規制部材であって、該規制部材の長手方向が、該トナー担持体の回転軸方向に沿うように、かつ、該規制部材の短手方向及び厚み方向における先端が、該トナー担持体の回転方向上流側に向くように、設けられた規制部材、
を備え
前記先端が前記凸部に対向する際の、該先端と該凸部の間の距離が、
前記トナーの体積平均粒径から該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である。
前記表面に規則的に配置された凸部であって、該凸部の十点平均粗さが、前記トナーの体積平均粒径から該トナーの粒径分布における標準偏差の3倍を減じた値、よりも小さい凸部、を有するトナー担持体、
を備えることを特徴とする現像装置。このような現像装置によれば、画像の画質の劣化を適切に防止することが可能となる。
前記トナー担持体は、回転可能であり、
前記トナー担持体の前記表面に当接して該表面に担持されたトナーの量を規制するための規制部材であって、該規制部材の長手方向が、該トナー担持体の回転軸方向に沿うように、かつ、該規制部材の短手方向及び厚み方向における先端が、該トナー担持体の回転方向上流側に向くように、設けられた規制部材、
を備え
前記先端が前記凸部に対向する際の、該先端と該凸部の間の距離が、
前記トナーの体積平均粒径から該トナーの粒径分布における標準偏差の3倍を減じた値、よりも小さいことが望ましい。かかる場合には、現像メモリの発生をより有効に抑えられる。
前記トナー担持体の前記表面には、前記凸部と前記トナーを担持する凹部とが、規則的に配置されており、
前記凹部の十点平均粗さは、前記凸部の十点平均粗さよりも大きいことが望ましい。かかる場合には、現像位置を通過した凹部と像担持体の間における放電を抑制できる。
前記凹部は、前記トナー担持体の周方向に対する傾斜角度が異なる2種類の螺旋状の溝部の底部、であり、
該2種類の螺旋状の溝部は、互いに交差して格子形状をなしており、
前記凸部は、前記2種類の螺旋状の溝部に囲まれた正方形の頂面であり、
該正方形の頂面が有する2本の対角線のうちの一方が前記周方向に沿っていることが望ましい。
前記表面に規則的に配置された凸部であって、該凸部の十点平均粗さが、前記トナーの体積平均粒径から該トナーの粒径分布における標準偏差の3倍を減じた値、よりも小さい凸部、
を有することを特徴とするトナー担持体。このようなトナー担持体によれば、画像の画質の劣化を適切に防止することが可能となる。
(b)その表面にトナーを担持し、該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体であって、前記表面に規則的に配置された凸部であって、該凸部の十点平均粗さが、前記トナーの体積平均粒径から該トナーの粒径分布における標準偏差の3倍を減じた値、よりも小さい凸部、を有するトナー担持体、
を備える現像装置と、
(c)を有することを特徴とする画像形成装置。このような画像形成装置によれば、画像の画質の劣化を適切に防止することが可能となる。
(B)このコンピュータに接続可能な画像形成装置であっって、
(a)潜像を担持するための像担持体と、
(b)その表面にトナーを担持し、該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体であって、前記表面に規則的に配置された凸部であって、該凸部の十点平均粗さが、前記トナーの体積平均粒径から該トナーの粒径分布における標準偏差の3倍を減じた値、よりも小さい凸部、を有するトナー担持体、
を備える現像装置と、
(c)を有する画像形成装置、
(C)を具備したことを特徴とする画像形成システム。このような画像形成システムによれば、画像の画質の劣化を適切に防止することが可能となる。
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。
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T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。
本実施の形態に係る現像装置51、52、53、54に備えられた現像ローラ510は、その表面に規則的に配置された凸部512を備えており、該凸部512の十点平均粗さRzが、トナーの体積平均粒径Aveから該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(すなわち、−3σ値)、よりも小さくなっている。これにより、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。
まず、現像ローラ510の表面の粗さについて、説明する。前述したように、現像ローラ510の表面には、周方向に対する傾斜角度が異なる2種類の螺旋状の溝部(すなわち、第一溝部516と第二溝部518)が設けられており、当該2種類の螺旋状の溝部は、互いに交差して格子形状をなしている。そして、現像ローラ510には、当該2種類の螺旋状の溝部に囲まれた正方形の頂面である凸部512と、前記溝部の底部に相当する凹部515が、それぞれ規則的に配置されている。
次に、凸部512の十点平均粗さRzが前記−3σ値よりも小さいと、どうして、現像メモリの発生が抑えられ画像の画質の劣化が適切に防止されるか、について説明する。
次に、現像装置の製造方法について、図17A乃至図19を用いて説明する。図17A乃至図17E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18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19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17A乃至図18を用いて説明する。
次に、イエロー現像装置54の組み立て方法について、図19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。
ただし、ほぼ全てのトナー(99%のトナー)の粒径が−3σ値(約2.3μm)よりも大きいので、前記距離gが−3σ値よりも小さい場合には、規制ブレード560による規制後の凸部512に、ほぼ全てのトナーが担持されないこととなる。このため、凹部515に担持されたトナーによる現像が促進されることとなり、現像メモリの発生をより有効に抑えられる点で、上記実施の形態の方がより望ましい。
ただし、凹部515の十点平均粗さRzが大きい場合には、該凹部515に接触するトナーが転動することにより該トナーの帯電量が高まるため、該トナーが凹部515に滞留しやすくなり、この結果、現像位置を通過した直後の凹部515と感光体20の間における放電を抑制できる点で、上記実施の形態の方がより望ましい。
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 (5)
- その表面にトナーを担持し、該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体であって、
前記表面に規則的に配置された凸部であって、該凸部の十点平均粗さが、前記トナーの体積平均粒径から該トナーの粒径分布における標準偏差の3倍を減じた値、よりも小さい凸部、を有するトナー担持体、
を備え、
前記トナー担持体は、回転可能であり、
前記トナー担持体の前記表面に当接して該表面に担持されたトナーの量を規制するための規制部材であって、該規制部材の長手方向が、該トナー担持体の回転軸方向に沿うように、かつ、該規制部材の短手方向及び厚み方向における先端が、該トナー担持体の回転方向上流側に向くように、設けられた規制部材、
を備え
前記先端が前記凸部に対向する際の、該先端と該凸部の間の距離が、
前記トナーの体積平均粒径から該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に記載の現像装置であって、
前記トナー担持体の前記表面には、前記凸部と前記トナーを担持する凹部とが、規則的に配置されており、
前記凹部の十点平均粗さは、前記凸部の十点平均粗さよりも大きいことを特徴とする現像装置。 - 請求項2に記載の現像装置であって、
前記凹部は、前記トナー担持体の周方向に対する傾斜角度が異なる2種類の螺旋状の溝部の底部、であり、
該2種類の螺旋状の溝部は、互いに交差して格子形状をなしており、
前記凸部は、前記2種類の螺旋状の溝部に囲まれた正方形の頂面であり、
該正方形の頂面が有する2本の対角線のうちの一方が前記周方向に沿っていることを特徴とする現像装置。 - (a)潜像を担持するための像担持体と、
(b)その表面にトナーを担持し、該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体であって、前記表面に規則的に配置された凸部であって、該凸部の十点平均粗さが、前記トナーの体積平均粒径から該トナーの粒径分布における標準偏差の3倍を減じた値、よりも小さい凸部、を有するトナー担持体、
を備え、
前記トナー担持体は、回転可能であり、
前記トナー担持体の前記表面に当接して該表面に担持されたトナーの量を規制するための規制部材であって、該規制部材の長手方向が、該トナー担持体の回転軸方向に沿うように、かつ、該規制部材の短手方向及び厚み方向における先端が、該トナー担持体の回転方向上流側に向くように、設けられた規制部材、
を備え
前記先端が前記凸部に対向する際の、該先端と該凸部の間の距離が、
前記トナーの体積平均粒径から該トナーの粒径分布における標準偏差の3倍を減じた値、よりも小さい現像装置と、
(c)を有することを特徴とする画像形成装置。 - (A)コンピュータ、及び、
(B)このコンピュータに接続可能な画像形成装置であって、
(a)潜像を担持するための像担持体と、
(b)その表面にトナーを担持し、該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体であって、前記表面に規則的に配置された凸部であって、該凸部の十点平均粗さが、前記トナーの体積平均粒径から該トナーの粒径分布における標準偏差の3倍を減じた値、よりも小さい凸部、を有するトナー担持体、
を備え、
前記トナー担持体は、回転可能であり、
前記トナー担持体の前記表面に当接して該表面に担持されたトナーの量を規制するための規制部材であって、該規制部材の長手方向が、該トナー担持体の回転軸方向に沿うように、かつ、該規制部材の短手方向及び厚み方向における先端が、該トナー担持体の回転方向上流側に向くように、設けられた規制部材、
を備え
前記先端が前記凸部に対向する際の、該先端と該凸部の間の距離が、
前記トナーの体積平均粒径から該トナーの粒径分布における標準偏差の3倍を減じた値、よりも小さい現像装置と、
(c)を有する画像形成装置、
(C)を具備したことを特徴とする画像形成システム。
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