JP5464476B2 - 現像装置および画像形成装置 - 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、上記現像剤担持体表面と上記電極部材とが対向する対向領域の現像剤担持体表面移動方向下流側の上記電極部材と上記現像剤担持体との間の電界を、上記対向領域の現像剤担持体表面移動方向上流側の上記電極部材と上記現像剤担持体との間の電界より弱めた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2の現像装置において、上記現像領域側の上記電極部材に印加される電圧を、上記規制部材側の上記電極部材に印加される電圧よりも弱め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、上記電極部材の上記現像領域側の電気抵抗を、上記規制部材側の電気抵抗よりも大きくした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2乃至4いずれかの現像装置において、上記現像領域側の上記電極部材と現像剤担持体との距離を、上記規制部材側の上記電極部材と現像剤担持体との距離よりも長くした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1乃至5いずれかの現像装置において、上記電圧印加手段は、上記電極部材に交流電圧を印加する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1乃至6いずれかの現像装置において、上記電極部材を上記現像剤担持体表面に対して平行に振動させ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1乃至7いずれかの現像装置において、上記電極部材を、メッシュ状にし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8の現像装置において、上記電極部材を、2重構造としたことを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを有する画像形成装置において、上記現像手段として、請求項1乃至9のいずれかの現像装置を用いたことを特徴とするものである。
また、電極部材と現像剤担持体との対向領域の現像剤担持体表面移動方向下流側の部分を通過する現像剤担持体上のトナーが受ける電極部材側へ引き付ける電気的な引力を弱めているので、上記対向領域の現像剤担持体表面移動方向下流側では、現像剤担持体上のトナーが電極側へ飛翔するのが抑制される。その結果、現像剤担持体から、潜像担持体へ浮遊するトナーが発生するのを抑制することができ、浮遊したトナーが潜像担持体表面に付着して、地汚れが発生するのを抑制することができる。
以下、本発明を、画像形成装置としての電子写真式レーザプリンタ(以下「プリンタ」という。)及び該プリンタに用いる現像装置に適用した実施形態1について説明する。
図1は、実施形態1に係るプリンタの全体概略構成を示す構成図である。このプリンタは、潜像担持体であるドラム状の感光体1の周辺に、感光体1の表面を一様帯電する帯電ローラ2、画像情報に基づいて変調されたレーザー光線等を感光体1に照射する露光装置3、感光体1に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置4、感光体1上に形成されたトナー像を転写材としての転写紙Pに転写する転写ベルト5、転写後に感光体1上に残ったトナーを除去するクリーニング装置6等が順に配設されている。また、図示しない給紙トレイ等から感光体1と転写ベルト5との間に感光体1の回転と同期して転写紙Pを給紙・搬送するレジストローラ対7と、転写紙P上のトナー像の定着を行う図示しない定着装置とが備えられている。
図2は、上記現像装置の構成を示す構成図である。図2に示すように、この現像装置4は、現像器40の開口部から周面の一部を露出させて感光体1に対向する現像剤担持体としての現像ローラ41と、現像剤供給部材としての供給ローラ42と、現像剤規制部材としての規制ブレード43とを備える。また、現像器40内には、現像剤移送部材としてのアジテータ44を備えている。現像器40内には、100〜200[g]の現像剤が存在している。
図3は、現像装置の電極505周辺の拡大構成図である。
図に示すように、現像工程の直前までトナーを離散化しておきたいため、感光体表面と現像ローラ41との距離が0.1[mm]程度になるところまで電極505を形成している。規制ブレード側の現像ローラ表面と電極とのギャップは、0.2[mm]であり、現像ローラ41の直径が20[mm]の場合、電極505は、直径23[mm]の曲率で形成し、現像ローラと電極のギャップが現像領域に近づくにつれ、短くなるよう構成している。また、電極505は、現像の有効幅が320[mm]の場合、幅330[mm]×長さ15[mm]である。
図に示すように電極505は、SUS等の金属製で複数の孔を有したメッシュ構造であり、電極505には、現像ローラ表面へ延びる複数の突起505cが配設されている。
また、メッシュ状の電極505を2重に重ねた構成にしてもよい。この場合は、一方のメッシュ電極の網目を、他方のメッシュ電極が埋めるように、配置する。これにより、一方のメッシュ電極の網目をトナーが通過しても、もう一方のメッシュ電極とぶつかり、トナーの解し効果を高めることができる。
図に示すように、電極505は、現像剤搬送方向に山部と谷部が交互に繰り返すような鋸歯形状となっている。また、電極505の現像剤搬送方向上流端と現像ローラ41との間隔をa、電極505の現像剤搬送方向下流端と現像ローラ41との間隔をbとすると、a<bとなっている。
感光体と現像ローラとの当接圧は、3〜7[gf/mm]の条件では、ベタ部でトナー付着量が0.3[mg/cm2]で帯電量が平均で−21[μC/g]となっていた。
本実施形態のプリンタではアルミ素管をベースとした剛体のドラム状の感光体1を用いているので、現像装置4の現像ローラ41は、可撓性を有する事が必要になる。そのため、ゴム材料などが良好で、硬度は10〜70[°](JIS−A)の範囲が良好である。また、現像ローラ41の直径は10〜30[mm]が好適である。本実施形態の現像装置4ではでは直径16[mm]のものを用いた。また、現像ローラ41の表面は適宜あらして粗さRz(十点平均粗さ)を1〜4[μm]とした。この表面粗さRzの範囲は、トナーの体積平均粒径に対して13〜80[%]となり、現像ローラ41の表面に埋没することなくトナーが搬送される範囲である。ここで、現像ローラ41のゴム材料として使用できるものとしてシリコン、ブタジエン、NBR、ヒドリン、EPDM等を挙げることができる。また現像ローラ41の硬度を下げるために、金属薄板を使用した無端状ベルト等も使用可能である。
A群:エチレングリコール、トリエチレングリコール、1、2−プロピレングリコール、1、3−プロピレングリコール、1、4ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1、4ブテンジオール、1、4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキシプロピレン(2、2)−2、2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(3、3)−2、2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2、0)−2、2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2、0)−2、2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等。
B群:マレイン酸、フマール酸、メサコニン酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタール酸、イソフタール酸、テレフタール酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、マロン酸、リノレイン酸、またはこれらの酸無水物または低級アルコールのエステル等。
C群:グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の3価以上のアルコール、トリメリト酸、ピロメリト酸等の3価以上のカルボン酸等。
黒色顔料としては、カーボンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、アニリンブラック等のアジン系色素、金属塩アゾ色素、金属酸化物、複合金属酸化物が挙げられる。
黄色顔料としては、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキが挙げられる。
また、橙色顔料としては、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジRK、ベンジジンオレンジG、インダンスレンブリリアントオレンジGKが挙げられる。
赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3Bが挙げられる。
紫色顔料としては、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキが挙げられる。
青色顔料としては、コバルトブルー、アルカリブルー、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーBCが挙げられる。
緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ等がある。
上記無機微粉体としてはSi、Ti、Al、Mg、Ca、Sr、Ba、In、Ga、Ni、Mn、W、Fe、Co、Zn、Cr、Mo、Cu、Ag、V、Zr等の酸化物や複合酸化物が挙げられる。これらのうち二酸化珪素(シリカ)、二酸化チタン(チタニア)、アルミナの微粒子が好適に用いられる。さらに、疎水化処理剤等により表面改質処理することが有効である。疎水化処理剤の代表例としては以下のものが挙げられる。
ジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルジクロルシラン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、p−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、クロルメチルトリクロルシラン、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサトリルジシラザン等。
また、少なくとも樹脂、顔料からなる粉体の表面に電荷制御剤を付着または固着させ、粉体表面形状を小さな周期と大きな周期を持つようにしても良い。その平均粒径は10〜200[nm]の小さい粒径のものが最適である。10[nm]より小さい粒径の場合には流動性に効果のある凹凸表面を作り出すことが難しく、200[nm]より大きい粒径の場合には粉体形状がラフになり、トナー形状の問題が生じる。
次に、上記実施形態1の場合と同様に、本発明を画像形成装置であるプリンタに適用した他の実施形態(以下、本実施形態を「実施形態2」という。)について説明する。なお、本実施形態2のプリンタは、基本的には実施形態1と同様の構成を備えている。そのため、基本的な構成は実施形態1と同じなので説明を省略する。
ケーシング内に収容された現像剤は、トナーとキャリアとが混合されたものであり、攪拌・搬送部材405,406や現像スリーブ403の回転力、磁石部材407の磁力によって攪拌され、そのときに、トナーにキャリアとの摩擦帯電により電荷が付与される。
キャリア11は金属もしくは樹脂をコアとしてフェライト等の磁性材料を含有し、表層はシリコン樹脂、二酸化アンモニウムを含む材料等で被覆されたものである。キャリア11の粒径は20〜80[μm]であり、20〜50[μm]の範囲が好適である。また、キャリア11の抵抗は、ダイナミック抵抗DRで108〜1012[Ω]の範囲が好適である。
DR=E/(IRQ−IRII)
また、本発明に係る現像方法は、接触または非接触現像方式に使用する一成分または二成分現像方法を用いる。接触または非接触現像方式は色々な公知のものが使用される。例えば、アルミスリーブを用いた接触現像法、導電性ゴムベルトを用いた接触現像法、アルミ素管の表面にカーボンブラック、金属フィラー等を含む導電性樹脂層を形成した現像スリーブを用いる非接触現像法等がある。
また、電極と現像ローラの対向領域の現像ローラ表面移動方向下流側では、電界を弱くしているので、上記対向領域の現像ローラ表面移動方向下流側では、現像ローラ上のトナーが電極側へ移動するのが抑制される。その結果、現像ローラから、感光体へ浮遊するトナーが発生するのを抑制することができ、浮遊したトナーが感光体表面に付着して、地汚れが発生するのを抑制することができる。
41:現像ローラ
43,404:規制ブレード
400:二成分現像装置
403:現像スリーブ
505:電極
505a:低抵抗部
505b:高抵抗部
505c:突起
506:交流電源
Claims (10)
- 表面移動する表面に少なくともトナーからなる現像剤を担持し、潜像担持体上の潜像に上記現像剤を供給して潜像を現像する現像剤担持体と、
該現像剤担持体に担持された現像剤の層厚を規制する規制部材と、
上記現像剤担持体が上記潜像担持体に対向する現像領域よりも上記現像剤担持体の現像剤搬送方向の上流側で、上記規制部材よりも上記現像剤担持体の現像剤搬送方向の下流側に、上記現像剤担持体と対向する電極部材と、
該電極部材に少なくとも上記トナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加する電圧印加手段とを備えた現像装置において、
上記電極部材に複数の突起を設け、
上記電極部材と上記現像剤担持体との対向領域の上記現像剤担持体表面移動方向下流側の部分を通過する上記現像剤担持体上のトナーが受ける上記電極部材側へ引き付ける電気的な引力を、上記対向領域の現像剤担持体表面移動方向上流側の部分を通過する上記現像剤担持体上のトナーが受ける上記電極部材側へ引き付ける電気的な引力よりも弱くし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、
上記現像剤担持体表面と上記電極部材とが対向する対向領域の現像剤担持体表面移動方向下流側の上記電極部材と上記現像剤担持体との間の電界を、上記対向領域の現像剤担持体表面移動方向上流側の上記電極部材と上記現像剤担持体との間の電界より弱めたことを特徴とする現像装置。 - 請求項2の現像装置において、
上記現像領域側の上記電極部材に印加される電圧を、上記規制部材側の上記電極部材に印加される電圧よりも弱め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、
上記電極部材の上記現像領域側の電気抵抗を、上記規制部材側の電気抵抗よりも大きくしたことを特徴とする現像装置。 - 請求項2乃至4いずれかの現像装置において、
上記現像領域側の上記電極部材と現像剤担持体との距離を、上記規制部材側の上記電極部材と現像剤担持体との距離よりも長くしたことを特徴とする現像装置。 - 請求項1乃至5いずれかの現像装置において、
上記電圧印加手段は、上記電極部材に交流電圧を印加することを特徴とする現像装置。 - 請求項1乃至6いずれかの現像装置において、
上記電極部材を上記現像剤担持体表面に対して平行に振動させたことを特徴とする現像装置。 - 請求項1乃至7いずれかの現像装置において、
上記電極部材を、メッシュ状にしたことを特徴とする現像装置。 - 請求項8の現像装置において、
上記電極部材を、2重構造としたことを特徴とする現像装置。 - 潜像を担持する潜像担持体と、
該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段とを有する画像形成装置において、
上記現像手段として、請求項1乃至9のいずれかの現像装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
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