JP5692573B2 - 画像形成方法 - Google Patents
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Description
これにより、現像剤は、同じ位置に存在する供給用の搬送路および回収用の搬送路間を循環しながらオーガの軸方向に搬送され、その過程で現像スリーブ側の磁極と多数回対向しながら移動する。現像剤は、磁極と対向した際に穂立ち状態とされ、磁極から離れると穂立ちが崩れて凝縮するという過程を繰り返すことによりキャリアとトナーとの摩擦接触が行われてトナーの摩擦帯電が行われる。
(例えば、特許文献1)。
特に、回収される現像剤のトナー濃度が低下しやすい高印字率の画像形成時には顕著となる。
(1)像担持体に形成されている静電潜像に対してトナーとキャリアとを含む二成分系現像剤を供給する現像剤担持体を備え、前記現像剤担持体の内部には、現像剤を穂立ちさせて搬送させる磁極を備えた回転可能な磁界発生手段が配置された現像装置を用いる画像形成方法において、該現像装置は、現像剤を前記磁界発生手段に供給する供給スクリューを備えた供給搬送路、現像領域を通過し、現像剤担持体から離脱した現像材を回収する回収スクリューを備えた回収搬送路、及び供給搬送路から供給された余剰現像剤と回収搬送路に回収された回収現像剤と補給されたトナーとを撹拌し、撹拌された現像剤を前記供給搬送路に搬送する撹拌スクリューを備えた撹拌搬送路を有し、前記供給搬送路と前記撹拌搬送路とは、それぞれその両端側において開口する第1仕切り壁によって仕切られており、前記撹拌搬送路と回収搬送路とはその一方端において開口する第2の仕切り壁によって仕切られており、かつ、供給搬送路から回収搬送路に至る経路での現像剤の磁極対抗回数が15〜50であって、前記キャリアは、芯材及び該芯材を被覆する被覆膜を有し、表面が該被覆膜により覆われており、該被覆膜は、結着樹脂及び粒子を含有し、平均高低差が0.05μm以上2.0μm以下であり、該被覆膜の平均膜厚に対する該粒子の平均粒子径の比は、0.01以上1.0以下であることを特徴とするキャリアを用いる画像形成方法。
(2)前記磁界発生手段は、前記現像剤担持体の断面中心に対して前記像担持体に対して接近する向きに自らの断面中心を偏心させて配置されていることを特徴とする現像装置を用いることを特徴とする前記第(1)項に記載の画像形成方法。
(3)前記現像装置の該偏心により前記磁界発生手段における前記像担持体と対向する側と反対側および前記現像剤担持体内部の間に存在する隙間空間には該磁界発生手段の一部を覆うことができる磁気遮蔽部材が配置されていることを特徴とする前記第(2)項に記載の画像形成方法。
(4)前記キャリア被覆膜の平均膜厚に対する前記粒子の平均粒子径の比は、0.01以上0.7以下であることを特徴とする前記第(1)項又は第(2)項に記載の画像形成方法。
(5)前記キャリア被覆膜中の前記粒子は、アルミナ、シリカ、カーボンブラック又は酸化チタンを含有することを特徴とする前記第(1)項乃至第(4)項のいずれかに記載の画像形成方法。
(6)前記キャリアの体積固有抵抗は、1×109Ω・cm以上1×1014cm以下であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(5)項のいずれかに記載の画像形成方法。
(7)前記キャリアの体積固有抵抗は、1×109Ω・cm以上1×1012cm以下であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(6)項のいずれかに記載の画像形成方法。
(8)前記キャリアは、1kOeの磁場における磁化が40Am2/kg以上90Am2/kg以下のものであることを特徴とする前記第(1)項乃至第(7)項のいずれかに記載の画像形成方法。
(9)前記キャリアは、1kOeの磁場における磁化が60Am2/kg以上90Am2/kg以下のものであることを特徴とする前記第(1)項乃至第(8)項のいずれかに記載の画像形成方法。
(10)前記キャリア被覆膜の前記結着樹脂及び前記粒子の重量の和に対する該粒子の重量の比は、10%以上80%以下であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(9)項のいずれかに記載の画像形成方法。
(11)前記キャリア被覆膜の前記結着樹脂及び前記粒子の重量の和に対する前記粒子の重量の比は、40%以上70%以下であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(10)項のいずれかに記載の画像形成方法。
(12)前記現像装置の前記磁界発生手段には、その回転方向に沿って偶数極の磁極が配置されているものであることを特徴とする前記第(1)項乃至第(11)項のいずれかに記載の画像形成方法。
(13)前記磁気遮蔽部材は、前記磁界発生手段に設けられている磁極間の角度よりも大きい遮蔽角度を持たせて設けられていることを特徴とする前記第(1)項乃至第(12)項のいずれかに記載の画像形成方法。
(14)前記磁気遮蔽部材は、前記磁界発生手段の回転方向に沿った端縁が該磁界発生手段に設けられている磁極と平行しない形態とされていることを特徴とする前記第(1)項乃至第(13)項のいずれかに記載の画像形成方法。
(15)前記磁気遮蔽部材は、前記磁界発生手段の長手方向に沿って複数の磁極を配置して構成されていることを特徴とする前記第(1)項乃至第(14)項のいずれかに記載の画像形成方法。
(16)前記磁気遮蔽部材に設けられている複数の磁極は、前記磁界発生手段に設けられている磁極からの磁力による該遮蔽部材の長手方向に沿った撓み振動を抑制することができる極性を設定されていることを特徴とする前記第(1)項乃至第(15)項のいずれかに記載の画像形成方法。
(17)前記磁気遮蔽部材には、複数の磁極を有する磁性シートが貼り付けられて構成されていることを特徴とするに記載の前記第(1)項乃至第(16)項のいずれかに記載の画像形成方法。
(18)前記磁気遮蔽部材は、板状部材が用いられ、該板状部材は長手方向における厚を異ならせて構成されていることを特徴とする前記第(1)項乃至第(17)項のいずれかに記載の画像形成方法。
(19)前記磁気遮蔽部材は、前記像担持体に偏る側と反対側御の磁界発生手段表面と前記現像剤担持体内面との間の隙間空間において該磁界発生手段よりも前記現像剤担持体内面側に近寄らせて配置されていることを特徴とする前記第(1)項乃至第(18)項のいずれかに記載の画像形成方法。
(20)前記磁界発生手段は、前記現像剤担持体と同方向あるいは相対方向に回転可能であり、同方向に回転する場合には相対速度差が設定されて回転することを特徴とする前記第(1)項乃至第(19)項のいずれかに記載の画像形成方法。
(21)像担持体に形成されている静電潜像に対してトナーとキャリアとを含む二成分系現像剤を供給する現像剤担持体を備えた現像装置であって、該現像装置は、前記現像剤担持体の内部に、現像剤を穂立ちさせて搬送させる磁極を備えた回転可能な磁界発生手段が配置されており、現像剤を前記磁界発生手段に供給する供給スクリューを備えた供給搬送路、現像領域を通過し、現像剤担持体から離脱した現像剤を回収する回収スクリューを備えた回収搬送路、及び供給搬送路から供給された余剰現像剤と回収搬送路に回収された回収現像剤と補給されたトナーとを撹拌し、撹拌された現像剤を前記供給搬送路に搬送する撹拌スクリューを備えた撹拌搬送路を有し、前記供給搬送路と前記撹拌搬送路とは、それぞれその両端側において開口する第1仕切り壁によって仕切られており、前記撹拌搬送路と回収搬送路とはその一方端において開口する第2の仕切り壁によって仕切られており、かつ、供給搬送路から回収搬送路に至る経路での現像剤の磁極対抗回数が15〜50であって、前記キャリアは、芯材及び該芯材を被覆する被覆膜を有し、表面が該被覆膜により覆われており、該被覆膜は、結着樹脂及び粒子を含有し、平均高低差が0.05μm以上2.0μm以下であり、該被覆膜の平均膜厚に対する該粒子の平均粒子径の比は、0.01以上1.0以下であることを特徴とする現像装置。
(22)前記磁界発生手段は、前記現像剤担持体の断面中心に対して前記像担持体に対して接近する向きに自らの断面中心を偏心させて配置されていることを特徴とする現像装置を用いることを特徴とする前記第(21)項に記載の現像装置。
(23)前記偏心により前記磁界発生手段における前記像担持体と対向する側と反対側および前記現像剤担持体内部の間に存在する隙間空間には該磁界発生手段の一部を覆うことができる磁気遮蔽部材が配置されていることを特徴とする前記第(22)項に記載の現像装置。
(24)前記磁界発生手段には、その回転方向に沿って偶数極の磁極が配置されているものであることを特徴とする前記第(21)項乃至第(23)項のいずれかに記載の現像装置。
(25)前記磁気遮蔽部材は、前記磁界発生手段に設けられている磁極間の角度よりも大きい遮蔽角度を持たせて設けられていることを特徴とする前記第(21)項乃至第(24)項のいずれかに記載の現像装置。
(26)前記磁気遮蔽部材は、前記磁界発生手段の回転方向に沿った端縁が該磁界発生手段に設けられている磁極と平行しない形態とされていることを特徴とする前記第(23)項乃至第(25)項のいずれかに記載の現像装置。
(27)前記磁気遮蔽部材は、前記磁界発生手段の長手方向に沿って複数の磁極を配置して構成されていることを特徴とする前記第(23)項乃至第(26)項のいずれかに記載の現像装置。
(28)前記磁気遮蔽部材に設けられている複数の磁極は、前記磁界発生手段に設けられている磁極からの磁力による該遮蔽部材の長手方向に沿った撓み振動を抑制することができる極性を設定されていることを特徴とする前記第(27)項に記載の現像装置。
(29)前記磁気遮蔽部材には、複数の磁極を有する磁性シートが貼り付けられて構成されていることを特徴とする前記第(23)項乃至第(28)項のいずれかに記載の現像装置。
(30)前記磁気遮蔽部材は、板状部材が用いられ、該板状部材は長手方向における厚を異ならせて構成されていることを特徴とする前記第(23)項乃至第(29)項のいずれかに記載の現像装置。
(31)前記磁気遮蔽部材は、前記像担持体に偏る側と反対側御の磁界発生手段表面と前記現像剤担持体内面との間の隙間空間において該磁界発生手段よりも前記現像剤担持体内面側に近寄らせて配置されていることを特徴とする前記第(23)項乃至第(30)項のいずれかに記載の現像装置。
(32)前記磁界発生手段は、前記現像剤担持体と同方向あるいは相対方向に回転可能であり、同方向に回転する場合には相対速度差が設定されて回転することを特徴とする前記第(23)項乃至第(31)項のいずれかに記載の現像装置。
(33)少なくとも前記前記第(21)項乃至第(32)項のいずれかに記載の現像装置および像担持体が纏めて収容されるプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
図1は、本発明における現像装置、これを用いる画像装置及び画像形成方法を示しており、同図に示す画像形成装置は、タンデム方式によるフルカラープリンタであるが、本発明は、これに限らず、複写機やファクシミリ装置などにも適用することができる。
複写機(500)は、プリンタ部(100)、これを搭載する給紙装置(200)、プリンタ部(100)の上に固定されるスキャナ(300)などを備えている。また、スキャナ(300)の上には原稿自動給送装置(400)が固定されている。
プロセスカートリッジ(18Y,18M,18C,18K)は、ドラム状の感光体(1)、帯電器、現像装置(4)、ドラムクリーニング装置、除電器などを有している。
帯電手段たる帯電器によって、感光体(1Y)の表面は一様帯電される。
帯電処理が施された感光体(1Y)の表面には、光書込ユニット(21)によって変調及び偏向されたレーザ光が照射される。これにより、照射部(露光部)の感光体(1Y)の表面の電位が減衰する。この表面の電位の減衰により、感光体(1Y)表面にY用の静電潜像が形成される。形成されたY用の静電潜像は現像手段たる現像装置(4Y)によって現像されてYトナー像となる。
中間転写ユニット(17)は、中間転写ベルト(110)やベルトクリーニング装置(90)などを有している。また、張架ローラ(14)、駆動ローラ(15)、二次転写バックアップローラ(16)、4つの一次転写バイアスローラ(62Y,62M,62C,62K)なども有している。
中間転写ベルト(110)は、張架ローラ(14)を含む複数のローラによってテンション張架されている。そして、図示しないベルト駆動モータによって駆動される駆動ローラ(15)の回転によって図中時計回りに無端移動せしめられる。
4つの一次転写バイアスローラ(62Y,62M,62C,62K)は、それぞれ中間転写ベルト(110)の内周面側に接触するように配設され、図示しない電源から一次転写バイアスの印加を受ける。また、中間転写ベルト(110)をその内周面側から感光体(1Y,1M,1C,1K)に向けて押圧してそれぞれ一次転写ニップを形成する。各一次転写ニップには、一次転写バイアスの影響により、感光体(1)と一次転写バイアスローラ(62)との間に一次転写電界が形成される。
Y用の感光体(1Y)上に形成された上述のYトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト(110)上に一次転写される。このYトナー像の上には、M,C,K用の感光体(1M,1C,1K)上に形成されたM,C,Kトナー像が順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト(110)上には多重トナー像たる4色重ね合わせトナー像(以下、4色トナー像という)が形成される。
中間転写ベルト(110)上に重ね合わせ転写された4色トナー像は、後述の二次転写ニップで図示しない記録体たる転写紙に二次転写される。二次転写ニップ通過後の中間転写ベルト(110)の表面に残留する転写残トナーは、図中左側の駆動ローラ(15)との間にベルトを挟み込むベルトクリーニング装置(90)によってクリーニングされる。
中間転写ユニット(17)の図中下方には、2本の張架ローラ(23)によって紙搬送ベルト(24)を張架している二次転写装置(22)が配設されている。紙搬送ベルト(24)は、少なくとも何れか一方の張架ローラ(23)の回転駆動に伴って、図中反時計回りに無端移動せしめられる。2本の張架ローラ(23)のうち、図中右側に配設された一方のローラは、中間転写ユニット(17)の二次転写バックアップローラ(16)との間に、中間転写ベルト(110)及び紙搬送ベルト(24)を挟み込んでいる。この挟み込みにより、中間転写ユニット(17)の中間転写ベルト(110)と、二次転写装置(22)の紙搬送ベルト(24)とが接触する二次転写ニップが形成されている。そして、この一方の張架ローラ(23)には、トナーと逆極性の二次転写バイアスが図示しない電源によって印加される。
この二次転写バイアスの印加により、二次転写ニップには中間転写ユニット(17)の中間転写ベルト(110)上の4色トナー像をベルト側からこの一方の張架ローラ(23)側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。後述のレジストローラ対(49)によって中間転写ベルト(110)上の4色トナー像に同期するように二次転写ニップに送り込まれた転写紙には、この二次転写電界やニップ圧の影響を受けた4色トナー像が二次転写せしめられる。なお、このように一方の張架ローラ(23)に二次転写バイアスを印加する二次転写方式に代えて、転写紙を非接触でチャージさせるチャージャを設けてもよい。
レジストローラ対(49)は、ローラ間に挟み込んだ転写紙を二次転写ニップにて4色トナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。
現像ローラ(5)は本発明の特徴部の1つとも言うことができ詳細は後述する。
図3は現像剤搬送路内の現像剤の流れを説明する現像装置(4)の斜視断面図である。図中の各矢印は現像剤の移動方向を示している。
図6に示す現像装置(4)は、供給開口部(91)と余剰開口部(92)とを現像領域幅(α)の外側に設けている。供給開口部(91)を現像領域幅(α)の外側に設けているため、供給搬送路(9)の搬送方向上流側は現像ローラ(5)よりも供給搬送路上流側領域(β)分長くなっている。また、余剰開口部(92)を現像領域幅(α)の外側に設けているため、供給搬送路(9)の搬送方向下流側は現像ローラ(5)よりも供給搬送路下流側領域(γ)分長くなっている。
回収開口部(93)の真上のスペースも余剰開口部(92)を現像領域幅(α)内に設けることで空いたスペースであるので、この位置にトナー補給口(95)を設けることにより、現像装置(4)の小型化を図ることができる。さらに、受渡し部である回収開口部(93)では現像剤が混ざりやすいため、この位置で補給を行うことによってより効率よく現像剤の攪拌を行うことができる。
(B)ブラスト処理。
(C)金属またはセラミック等の溶射処理。
磁石ローラ(82)は現像剤の搬送方向(P)とは反対の矢印(J)方向に回転可能に設けられており、偶数個の磁石(83)を等間隔に配置し(図9に示す実施形態の構成では10個の磁石を配置)、その極性は隣り合う磁石間で引き合うように互いに反対向きとする。
但しコスト高であり一般に鉄を主成分とする磁性材料は高比重のため高速回転時は慣性モーメントが増大し駆動部の耐久性に問題が生じる場合がある。そのため磁石(83)の磁気力は若干低くなるが、非磁性かつ軽比重のアルミニウムやマグネシウムを材料としても良い。
そこで、本実施形態では、上述したように撓みによる磁石ローラ(82)との接触を避けると共に、撓み振動を抑える構成も採用している、この構成については、図12以降の図を用いて後で説明する。
供給スクリュー(8)により現像ローラ(5)に供給された現像剤は磁石ローラ(82)の磁気力により現像スリーブ(81)上に吸着され磁力線に沿って配列される。つまり磁石(83)上では、符号(B1)で示すように磁気穂が発生し、磁石(83)間では、符号(B2)で示すように磁気穂は転倒する。
ただし、R°:磁石ローラ(82)の回転中心から磁気シールド板(85)の周方向での各端部を結ぶ線で形成される角度Q°:磁石ローラ(82)の回転中心から二つの磁石の中心を結ぶ線で形成される角度、これにより磁気シールド板(85)には常に複数の磁石(83)から吸引力が発生しその力は平均化され振動を抑制することが可能となった。
シャフト(90)の先端には図示しないカップリングまたはギヤを装着して駆動を磁石ローラへ伝達する。なお、玉軸受(91)と(92)は長手方向での位置をずらし現像ローラの小径化を図っている。磁気シールド板(85)には図示しないサポータ(87)から突出したピンを挿入することで固定支持する。
2)の内面に接触しない範囲で配置すること、そして、磁石ローラの回転方向に沿った磁気シールド板(85)の占有範囲が角度において、上述したように、R°>Q°の関係とすることが選択されている。
この結果、吸引力と反発力の相殺により磁気シールド板(85)に作用する力を小さくすることができる。
なお、磁気シールド板(85)側の磁石配列としては、上述したように、長尺方向に沿って複数の磁石を配列させることに限らず、例えば、磁石ローラ(82)の回転方向に沿って配列させることも可能である、要は、磁石ローラ(82)側からの磁気的吸引力を緩和させて磁気シールド板(85)での撓み変形を生じさせない配列構成であればよい。
このため、同じ方向に回転させた場合での磁石ローラに対する現像剤の対向回数はさほど多くないといえる。特に、参考特許文献4においては、穂立ちした状態の現像剤をその穂立ち状態のままで現像領域に向けて移動させることが主眼となっているだけであることから、現像剤の自転運動(転動)による現像剤の移動は行われないために、現像スリーブと磁石ローラとが同一速度で回転しており、かような構成においては現像剤と磁石ローラ側の磁極との対向回数がほとんどないといえる。このため、本実施形態で得ようとする現像剤と磁石との対向回数を増加させて摩擦接触機会を増やす考えがないといえる。
本実施形態におけるキャリアは、芯材及び該芯材を被覆する被覆膜を有し、表面が該被覆膜により覆われているキャリアにおいて、該被覆膜は、結着樹脂及び粒子を含有し、被服層表面に、結着樹脂に分散した粒子に起因する微細な凹凸構造を有することで、現像剤の剥離が容易にできることが特徴である。
微細な凹凸は0.01〜1μm、好ましくは0.01〜0.07μmであり、0.01μm未満では剥離性の改善は見られず、1μmを超えると、粒子が拘束される力が弱いため、長期にわたる剥離安定性が得られない。
現像剤の剥離不良は、現像領域通過時、所謂トナー消費時に、キャリアへ発生するカウンターチャージが原因で、剤剥離時に現像スリーブとの間に鏡像力が働くためと考えられており、キャリアが電荷を蓄積しやすいと、剤剥離時に現像スリーブとの間に鏡像力が強く働くこととなり、剥離不良となると考えられている。
また、それ以外の理由としては、微細な凹凸により、現像スリーブとの接点が減ることで、静電的拘束を受けにくくなること、微細な凹凸により現像剤の流動性が悪くなることで、剤剥離時に重力、遠心力など剥離に必要な力の影響を強く受けることなどが考えられる。
なお、前記被覆層の厚みhは、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて、キャリア断面を観察し、キャリア表面を覆う被覆層の樹脂部の厚みを測定し、その平均値からを求めた。
具体的には、前記キャリア断面から任意の50点の芯材表面とコート層表面までの距離を測定し、測定値の平均を求め厚みh(μm)とした。
回転速度:2000rpm
最大粒度:2.0μm
最小粒度:0.1μm
粒度間隔:0.1μm
分散媒粘度:0.59mPa・s
分散媒密度:0.87g/cm3
粒子密度:無機微粒子の密度は乾式自動嵩密度計アキュピック1330(島津製作所社製)を用い測定した真比重値を入力。
平均凸凹差は、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて、キャリア断面を観察し、キャリア表面を覆う被覆層の樹脂部の厚みを測定することで求めた。具体的には、前記キャリア断面から任意の50点の芯材表面とコート層表面までの距離を測定し、測定値の数値の大きい値から5点の平均値と数値の小さい値から5点の平均値との差とした。
体積抵抗が1×109Ω・cm以下では、剥離性は良いが、トナー現像時にキャリアも現像してしまうため好ましくなく、1×1014以上では、現像剤剥離改善が少なく、さらにエッジ効果が強く好ましくない。
体積固有抵抗は、図21に示すように電極間距離2mm、表面積2×4cmの電極(32a)、電極(32b)を収容したフッ素樹脂製容器からなるセル(31)にキャリア(33)を充填し、三協パイオテク社製:タッピングマシンPTM−1型を用いて、タッピングスピード30回/minにて1分間タッピング操作を行う。両極間に1000Vの直流電圧を印加し、ハイレジスタンスメーター4329A(4329A+LJK 5HVLVWDQFH 0HWHU;横川ヒューレットパッカード株式会社製)により直流抵抗を測定して電気抵抗率RΩ・cmを求め、LogRを算出する。
なお、前記磁気モーメントは、以下のようにして測定することができる。B−Hトレーサー(BHU−60/理研電子(株)製)を使用し、円筒セル(内径7mm、高さ10mm)にキャリア芯材粒子1.0gを詰めて装置にセットする。磁場を徐々に大きくし3000エルステッドまで変化させ、次に徐々に小さくして零にした後、反対向きの磁場を徐々に大きくし3000エルステッドとする。更に徐々に磁場を小さくして零にした後、最初と同じ方向に磁場をかける。このようにして、B−Hカーブを図示し、その図より1000エルステッドの磁気モーメントを算出する。
粒子含有率が10%以下では、現像ユニット中のハザードで、キャリアコート膜が削れてしまい、長期にわたる画像の安定性は得られない。これは、コート膜中の粒子は削れに対する安定性も兼ねているためである。また、80%以上ではコート樹脂に対して粒子が多すぎるため、粒子を拘束する力が弱くなり、安定した画像を得ることが難しい。
なお、粒子の含有率は以下式で求める。
これらの他に、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤も用いることができる。また、クリーニング性の向上等を目的とする外添剤として、脂肪酸の金属塩、ポリフッ化ビニリデンの微粒子等の滑剤等も併用することができる。
さらに、粉砕物は、風力式分級機等を用いて、平均粒子径が5〜20μmになるように分級されることが好ましい。次に、母体トナー粒子へ外添剤の添加が行われることが好ましい。このとき、母体トナー粒子と外添剤を、ミキサー類を用いて混合・攪拌することにより、外添剤が解砕されながら、トナーの表面に被覆される。なお、無機微粒子、樹脂微粒子等の外添剤を均一かつ強固に母体トナー粒子に付着させることにより、耐久性を向上させることができる。
上に説明したような構成の現像装置(4)を用いて、連続プリント枚数が60〜70(枚/分)の高速複写機により、現像剤の磁極対向回数について実験したところ、表1、表2に示す結果を得た。
なお、表1、表2において示す結果は、図9に示したように、現像スリーブ(81)と磁石ローラ(83)が相反する方向に回転するものと、回転方向が両者同一方向であるものがあり、速度差を設けることが重要である。
(現像装置A)
従来の現像装置においては固定配置された磁石ローラは10極の磁極を有しており、図9において現像スリーブの回転中心(P)と磁石マグ(P’)の中心が一致している。
また、磁気遮蔽部材である磁気シールド板(85)は備えない。
(現像装置B)
現像装置Aにおいて、回転中心(P)と(P’)を(T)だけ離し、磁石マグローラ(83)を偏心させた。
(現像装置C)
現像装置Bにおいて、磁石マグローラ(83)を偏心させることでできた空間に磁気遮蔽部材である磁気シールド板(85)を設置した。
(現像装置D)
図19に示した構成の現像装置を対象として用いた。図19に示す構成においては、磁石ローラが固定されている。
現像装置は現像装置Aを用い、磁石ローラを600rpmで回転させた際、現像スリーブは300rpmで従来例と同等の画像濃度が得られ、供給搬送路から回収搬送路へ至る経路での磁極の通過回数は15回程度得られた。
評価結果は後述の表1、2に示される。
ここで、表面処理層は、二酸化スズを下層、二酸化スズを含有する酸化インジウムを上層とする二層構造からなる。
実施例5において、現像装置をDに変えたこと以外は実施例5と同様に現像剤を得た。
比較例1において、ヒタロイド3001の添加量を25部、マイコート106の添加量を8部、キャタリスト4040の添加量を0.14部、SR2410の添加量を120.5部、平均粒子径Dが0.3μmのアルミナの添加量を28.7部に変更したこと以外は、比較例1と同様に現像剤を得た。
実施例7において、キャリアの重量平均粒子径を19μmにヒタロイド3001の添加量を206.4部、マイコート106の添加量を64.4部、SR2410の添加量を966部、非導電性粒子を平均粒子径Dが0.02μmの酸化チタンに変更し添加量を430部に変更こと以外は比較例1と同様にして、現像剤を得た。
比較例1において、
アクリル樹脂溶液(固形分50重量%) 56.0部
グアナミン溶液(固形分77重量%) 15.6部
アルミナ粒子[0.3μm、固有抵抗1014(Ω・cm)] 160.0部
トルエン 900部
ブチルセロソルブ 900部
を、ホモミキサーで10分間分散して被覆膜形成溶液を調合し、膜厚0.15μmになるようにスピラコーター(岡田精工社製)により塗布し乾燥したこと以外は比較例1と同様にして比較例の現像剤を得た。
比較例1において、
アクリル樹脂溶液(固形分50重量%) 56.0部
グアナミン溶液(固形分77重量%) 15.6部
シリコーン樹脂溶液SR2410(20重量%) 241.5部
アルミナ粒子[0.3μm、固有抵抗1014(Ω・cm)] 88.3部
トルエン 900部
を、ホモミキサーで10分間分散して被覆膜形成溶液を調合し、膜厚0.55μmになるようにスピラコーター(岡田精工社製)により塗布し乾燥したこと以外は比較例1と同様にして、現像剤を得た。
比較例5において、アルミナを258.1部に変更し、ホモミキサーを10分間分散する事以外は比較例5と同様にして、現像剤を得た。
トナー飛散余裕度は、長期間(24時間)、あるいは更に長期間(48時間)の高湿環境放置後(27℃ 80%)に画像面積40%で印字し、紙上のトナー飛散量を目視により4段階評価を実施。
△以上を合格とし、×を不合格とした。
ゴースト画像は、全面ベタ画像を印字し、スリーブ一周先端部とスリーブ一周分以降の画像濃度差を、目視、およびX−Rite938(X−Rite社製)によるID測定で行った。
0.03以下を◎、0.06以下を○、0.1以下を△、0.1より大きいものは×とし、△までを合格とし、×を不合格とした。
これらの結果を表1、表2に纏めて記載する。
2 排出搬送路
2a 排出スクリュー
4 現像装置
5 現像ローラ
6 回収スクリュー
7 回収搬送路
8 供給スクリュー
9 供給搬送路
10 攪拌搬送路
11 攪拌スクリュー
12 ドクタブレード
13 トナー濃度センサ
14 張架ローラ
15 駆動ローラ
16 二次転写バックアップローラ
17 中間転写ユニット
18 プロセスカートリッジ
20 画像形成ユニット
21 光書込ユニット
22 二次転写装置
23 張架ローラ
24 紙搬送ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
30 原稿台
32 コンタクトガラス
33 第1走行体
34 第2走行体
35 結像レンズ
36 読取センサ
42 給紙ローラ
43 ペーパーバンク
44 給紙カセット
45 分離ローラ
46 給紙路
47 搬送ローラ対
48 給紙路
49 レジストローラ対
50 手差し給紙ローラ
51 手差しトレイ
52 分離ローラ
53 手差し給紙路
57 スタック部
62 一次転写バイアスローラ
80 供給下流端壁面
81 現像スリーブ
81 現像ローラ
82 磁石ローラ
83 磁石
84 磁石ホルダ
85、85’ 磁気シールド板
86 フランジ
87 サポータ
88 バイアス印加ブラシ
89 従動ギヤ
90 ベルトクリーニング装置
90 シャフト(図11)
91 供給開口部
91 玉軸受(図11)
92 余剰開口部
92 玉軸受(図11)
93 回収開口部
93 玉軸受(図11)
94 現像剤排出口
95 トナー補給口
96 磁石シート
100 プリンタ部
110 中間転写ベルト
133 第一仕切り壁
134 第二仕切り壁
135 排出仕切り壁
200 給紙装置
300 スキャナ
400 原稿自動給送装置
500 複写機
α 現像領域幅
β 供給搬送路上流側領域
γ 供給搬送路下流側領域
(図17)
4 現像装置
5 現像スリーブ
401 現像剤供給用オーガ
401P 搬送路
402 攪拌用オーガ
(図18)
4 現像装置
5 現像スリーブ
209 第2のオーガ
401 第1のオーガ
401P 攪拌室
402 第3のオーガ
402P 攪拌室
403 仕切り壁
(図19)
4 現像装置
5 現像スリーブ
401 供給用オーガ
401P 供給搬送路
402 攪拌用オーガ
402P攪拌搬送路
404 回収用オーガ
404P回収用搬送路
405 仕切り壁
406 仕切り壁
(図20)
132a 磁石ローラ
133 現像スリーブ
134 磁気シールド板
(図21)
31 セル
32a 電極
32b 電極
33 キャリア
Claims (33)
- 像担持体に形成されている静電潜像に対してトナーとキャリアとを含む二成分系現像剤を供給する現像剤担持体を備え、前記現像剤担持体の内部には、現像剤を穂立ちさせて搬送させる磁極を備えた回転可能な磁界発生手段が配置された現像装置を用いる画像形成方法において、該現像装置は、現像剤を前記磁界発生手段に供給する供給スクリューを備えた供給搬送路、現像領域を通過し、現像剤担持体から離脱した現像材を回収する回収スクリューを備えた回収搬送路、及び供給搬送路から供給された余剰現像剤と回収搬送路に回収された回収現像剤と補給されたトナーとを撹拌し、撹拌された現像剤を前記供給搬送路に搬送する撹拌スクリューを備えた撹拌搬送路を有し、前記供給搬送路と前記撹拌搬送路とは、それぞれその両端側において開口する第1仕切り壁によって仕切られており、前記撹拌搬送路と回収搬送路とはその一方端において開口する第2の仕切り壁によって仕切られており、かつ、供給搬送路から回収搬送路に至る経路での現像剤の磁極対抗回数が15〜50であって、前記キャリアは、芯材及び該芯材を被覆する被覆膜を有し、表面が該被覆膜により覆われており、該被覆膜は、結着樹脂及び粒子を含有し、平均高低差が0.05μm以上2.0μm以下であり、該被覆膜の平均膜厚に対する該粒子の平均粒子径の比は、0.01以上1.0以下であることを特徴とするキャリアを用いる画像形成方法。
- 前記磁界発生手段は、前記現像剤担持体の断面中心に対して前記像担持体に対して接近する向きに自らの断面中心を偏心させて配置されていることを特徴とする現像装置を用いることを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。
- 前記現像装置の該偏心により前記磁界発生手段における前記像担持体と対向する側と反対側および前記現像剤担持体内部の間に存在する隙間空間には該磁界発生手段の一部を覆うことができる磁気遮蔽部材が配置されていることを特徴とする請求項2に記載の画像形成方法。
- 前記キャリア被覆膜の平均膜厚に対する該前記粒子の平均粒子径の比は、0.01以上0.7以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成方法。
- 前記キャリア被覆膜中の前記粒子は、アルミナ、シリカ、カーボンブラック又は酸化チタンを含有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記キャリアの体積固有抵抗は、1×109Ω・cm以上1×1014cm以下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記キャリアの体積固有抵抗は、1×109Ω・cm以上1×1012cm以下であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記キャリアは、1kOeの磁場における磁化が40Am2/kg以上90Am2/kg以下のものであることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記キャリアは、1kOeの磁場における磁化が60Am2/kg以上90Am2/kg以下のものであることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記キャリア被覆膜の前記結着樹脂及び前記粒子の重量の和に対する該粒子の重量の比は、10%以上80%以下であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記キャリア被覆膜の前記結着樹脂及び前記粒子の重量の和に対する前記粒子の重量の比は、40%以上70%以下であることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記現像装置の前記磁界発生手段には、その回転方向に沿って偶数極の磁極が配置されているものであることを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記磁気遮蔽部材は、前記磁界発生手段に設けられている磁極間の角度よりも大きい遮蔽角度を持たせて設けられていることを特徴とする請求項1乃至12のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記磁気遮蔽部材は、前記磁界発生手段の回転方向に沿った端縁が該磁界発生手段に設けられている磁極と平行しない形態とされていることを特徴とする請求項1乃至13のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記磁気遮蔽部材は、前記磁界発生手段の長手方向に沿って複数の磁極を配置して構成されていることを特徴とする請求項1乃至14のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記磁気遮蔽部材に設けられている複数の磁極は、前記磁界発生手段に設けられている磁極からの磁力による該遮蔽部材の長手方向に沿った撓み振動を抑制することができる極性を設定されていることを特徴とする請求項1乃至15のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記磁気遮蔽部材には、複数の磁極を有する磁性シートが貼り付けられて構成されていることを特徴とするに記載の請求項1乃至16のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記磁気遮蔽部材は、板状部材が用いられ、該板状部材は長手方向における厚を異ならせて構成されていることを特徴とする請求項1乃至17のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記磁気遮蔽部材は、前記像担持体に偏る側と反対側御の磁界発生手段表面と前記現像剤担持体内面との間の隙間空間において該磁界発生手段よりも前記現像剤担持体内面側に近寄らせて配置されていることを特徴とする請求項1乃至18のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記磁界発生手段は、前記現像剤担持体と同方向あるいは相対方向に回転可能であり、同方向に回転する場合には相対速度差が設定されて回転することを特徴とする請求項1乃至19のいずれかに記載の画像形成方法。
- 像担持体に形成されている静電潜像に対してトナーとキャリアとを含む二成分系現像剤を供給する現像剤担持体を備えた現像装置であって、該現像装置は、前記現像剤担持体の内部に、現像剤を穂立ちさせて搬送させる磁極を備えた回転可能な磁界発生手段が配置されており、現像剤を前記磁界発生手段に供給する供給スクリューを備えた供給搬送路、現像領域を通過し、現像剤担持体から離脱した現像剤を回収する回収スクリューを備えた回収搬送路、及び供給搬送路から供給された余剰現像剤と回収搬送路に回収された回収現像剤と補給されたトナーとを撹拌し、撹拌された現像剤を前記供給搬送路に搬送する撹拌スクリューを備えた撹拌搬送路を有し、前記供給搬送路と前記撹拌搬送路とは、それぞれその両端側において開口する第1仕切り壁によって仕切られており、前記撹拌搬送路と回収搬送路とはその一方端において開口する第2の仕切り壁によって仕切られており、かつ、供給搬送路から回収搬送路に至る経路での現像剤の磁極対抗回数が15〜50であって、前記キャリアは、芯材及び該芯材を被覆する被覆膜を有し、表面が該被覆膜により覆われており、該被覆膜は、結着樹脂及び粒子を含有し、平均高低差が0.05μm以上2.0μm以下であり、該被覆膜の平均膜厚に対する該粒子の平均粒子径の比は、0.01以上1.0以下であることを特徴とする現像装置。
- 前記磁界発生手段は、前記現像剤担持体の断面中心に対して前記像担持体に対して接近する向きに自らの断面中心を偏心させて配置されていることを特徴とする現像装置を用いることを特徴とする請求項21に記載の現像装置。
- 前記該偏心により前記磁界発生手段における前記像担持体と対向する側と反対側および前記現像剤担持体内部の間に存在する隙間空間には該磁界発生手段の一部を覆うことができる磁気遮蔽部材が配置されていることを特徴とする請求項22に記載の現像装置。
- 前記磁界発生手段には、その回転方向に沿って偶数極の磁極が配置されているものであることを特徴とする請求項21乃至23のいずれかに記載の現像装置。
- 前記磁気遮蔽部材は、前記磁界発生手段に設けられている磁極間の角度よりも大きい遮蔽角度を持たせて設けられていることを特徴とする請求項21乃至24のいずれかに記載の現像装置。
- 前記磁気遮蔽部材は、前記磁界発生手段の回転方向に沿った端縁が該磁界発生手段に設けられている磁極と平行しない形態とされていることを特徴とする請求項23乃至25のいずれかに記載の現像装置。
- 前記磁気遮蔽部材は、前記磁界発生手段の長手方向に沿って複数の磁極を配置して構成されていることを特徴とする請求項23乃至26のいずれかに記載の現像装置。
- 前記磁気遮蔽部材に設けられている複数の磁極は、前記磁界発生手段に設けられている磁極からの磁力による該遮蔽部材の長手方向に沿った撓み振動を抑制することができる極性を設定されていることを特徴とする請求項27に記載の現像装置。
- 前記磁気遮蔽部材には、複数の磁極を有する磁性シートが貼り付けられて構成されていることを特徴とする請求項23乃至28のいずれかに記載の現像装置。
- 前記磁気遮蔽部材は、板状部材が用いられ、該板状部材は長手方向における厚を異ならせて構成されていることを特徴とする請求項23乃至29のいずれかに記載の現像装置。
- 前記磁気遮蔽部材は、前記像担持体に偏る側と反対側御の磁界発生手段表面と前記現像剤担持体内面との間の隙間空間において該磁界発生手段よりも前記現像剤担持体内面側に近寄らせて配置されていることを特徴とする請求項23乃至30のいずれかに記載の現像装置。
- 前記磁界発生手段は、前記現像剤担持体と同方向あるいは相対方向に回転可能であり、同方向に回転する場合には相対速度差が設定されて回転することを特徴とする請求項23乃至31のいずれかに記載の現像装置。
- 少なくとも前記請求項21乃至32のいずれかに記載の現像装置および像担持体が纏めて収容されるプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
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