JP5707954B2 - 現像装置及びプロセスカートリッジ並びに画像形成装置 - Google Patents
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Description
一成分現像方式では、現像ローラ上にトナー薄層を形成するために、ブレードやローラなどのトナー規制部材を当接させ、そのときに現像ローラやトナー規制部材との摩擦によってトナーは帯電される。現像ローラ上に薄層形成された帯電トナー層は、現像部に運ばれて現像される。ここでの現像方式には大きく、非接触型と接触型があり、前者は現像ローラと潜像担持体とが非接触であり、後者は接触しているものである。いずれの方式にしても、現像ローラ上に薄層化されているトナー層は、十分に圧接されてしまっているために、現像部での電場に対するトナー応答性が非常に悪い。よって、通常は高画質を得るために、現像ローラと潜像担持体との間に強力な交番電場を形成するのが主流であるが、この交番電場の形成をもってしても静電潜像に対して一定量のトナーを安定して現像する事は困難であり、高解像度の微小ドットを均一に現像する事は難しい。
フレア現像方式は、内部に複数の電極を有したトナー担持体が、潜像担持体に対向して配置され、この複数の電極に時間的に変化する電圧を印加する。そうして生じた電極間の電界で、トナー担持体上のトナーをホッピングさせ、潜像担持体上に供給している。
図1は、本発明に係る現像装置を搭載した画像形成装置の概略図、図2は図1の画像形成装置に用いられる現像装置の拡大断面図である。
まず、原稿は原稿搬送部2の搬送ローラ(図示せず)によって、原稿台から搬送されて、原稿読込部(図示せず)のコンタクトガラス上に載置される。そして、原稿読込部で、コンタクトガラス上に載置された原稿の画像情報が光学的に読み取られる。
図2において、現像装置9は感光体ベルト6の下方に配置した現像ベルト装置20と、二成分現像ユニット部30とを備え、該二成分現像ユニット部30の現像剤が現像ローラ31を介して現像ベルト装置20に供給されるように構成している。
薄層とされたトナーは、現像ベルト21の回転にともなって第一電極24上の位置に搬送される。第一電極24には、第一電圧印加手段、第二電極25には、第二電圧印加手段によって電圧が印加されている。第一電圧印加手段が印加する電圧は、矩形波が最も適しているが、サイン波で三角波でもよい。本実施例では第一電極24と第二電極25に位相差πをもった矩形波電圧を印加し、この位相差によって生じる電位差によって電極間に電界を生じさせている。現像ベルト21によって第一電極24上に達したトナーは、この電界によってホッピングしながら往復運動する。電位差としては、1500V〜3000V生じさせる。差が1500Vより小さくなると、電極間の電界が小さくなってしまい、トナーがホッピングしなくなってしまう。また差が3000Vより大きくなると、経時で電極間においてリークが発生する可能性がある。リークが発生するとそれ以降は電極間に電界が発生しなくなり、トナーがホッピングしなくなってしまう。通常印加するバイアスの周波数は0.1kHz〜10kHzである。0.1kHzより小さくするとトナーのホッピングが現像速度においつかなくなってしまう。10kHzより大きくすると、トナーが電圧の切り替わりに追従できなくなってしまう。電圧の中心値は、画像部電位と非画像部電位の間で現像条件によって変動させている。
被覆率(%)=(Wt/Wc)×(ρc/ρt)×(Dc/Dw)×(1/4)×100
Dw={1/Σ(nD3)}×{Σ(nD4)}
キャリアの磁気モーメントは、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/理研電子社製)を使用し、円筒のセルにキャリア粒子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。さら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。
(MO)x(NO)y(Fe 2 O 3 )z
但し、x+y+z=100mol%であって、M、Nはそれぞれ、Ni、Cu、Zn、Li、Mg、Mn、Sr、Ca等であり、2価の金属酸化物と3価の鉄酸化物との完全混合物から構成されている。
上記シリコーン樹脂には、アミノシランカップリング剤を適量(0.001〜30重量%)含有させることができるが、このようなものとしては以下のようなものが挙げられる。
H2N(CH2) 3 Si(OCH 3 ) 3 :MW179.3
H2N(CH2) 3 Si(OC 2 H 5 ) 3 :MW221.4
H2NCH2CH2CH2Si(CH3)2(OC2H5):MW161.3
H2NCH2CH2CH2Si(CH3)(OC2H5)2:MW191.3
H2NCH2CH2NHCH2Si(OCH3)3:MW194.3
H2NCH2CH2NHCH2CH2CH2Si(CH3)(OCH3)2:MW206.4
H2NCH2CH2NHCH2CH2CH2Si(OCH3)3:MW224.4
(CH3)2NHCH2CH2CH2Si(CH3)(OC2H5)2:MW219.4
(C4H9)2NC3H6Si(OCH3)3:MW291.6
ここでトナーの帯電制御剤としては、正の帯電制御剤及び負の帯電制御剤のいずれも使用可能であるが、カラートナーの場合、色調を損なうことのない透明色から白色のものを使用するのが好ましい。例えば正極性のものとしては4級アンモニウム塩類、イミダゾール金属錯体や塩類等が用いられ、負極性のものとしては、サリチル酸錯体や塩類、有機ホウ素塩類、カリックスアレン系化合物等が挙げられる。
さらに、トナーには、上記の離型剤の他に必要に応じてトナーの熱特性、電気特性、物理特性を調整する目的で、各種の可塑剤(フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル等)、抵抗調整剤(酸化錫、酸化鉛、酸化アンチモン等)等の助剤を添加することも可能である。さらにトナーには、必要に応じて上記の離型剤、助剤等以外の流動性付与剤を混合することもできる。その流動性付与剤としては、例えばシリカ微粒子、酸化チタン微粒子、酸化アルミニウム微粒子、フッ化マグネシウム微粒子、炭化ケイ素微粒子、炭化ホウ素微粒子、炭化チタン微粒子、炭化ジルコニウム微粒子、窒化ホウ素微粒子、窒化チタン微粒子、窒化ジルコニウム微粒子、マグネタイト微粒子、二硫化モリブデン微粒子、ステアリン酸アルミニウム微粒子、ステアリン酸マグネシウム微粒子、ステアリン酸亜鉛微粒子、フッ素系樹脂微粒子、アクリル系樹脂微粒子等が挙げられ、これらは単独で又は2種以上を併用することが可能である。なお、流動性付与剤としては、一次粒子の粒径が0.1μmよりも小さく、表面をシランカップリング剤やシリコンオイル等で疎水化処理した疎水化度40以上のものであることが好ましい。
図3に示すプロセスカートリッジPCは、帯電装置41、現像装置9及びクリーニング装置42を一体化したものである。このプロセスカ−トリッジPCは、画像形成装置本体に対して着脱自在であり、現像装置9としては上記実施形態と同様の構成のものが採用される。
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
感光体ベルト線速 246(mm/sec)
現像ベルト/感光体ベルト線速比 1.6
現像ローラ/現像ベルト線速比 1.6
Gp(現像ローラと現像ベルト21のギャップ) 0.3(mm)
Gp(現像ベルトと感光体ベルト6のギャップ) 0.3(mm)
Gd(現像ローラ−ドクターGap) 0.3(mm)
現像剤汲み上げ量 30(mg/cm2)
ローラ径 φ16(mm)
主極角度 3°
主極磁束密度 100(mT)
非画像部電位V0 −600(V)
露光後電位VL −100 (V)
現像バイアスVB(DC成分) −850(V)
VPP(AC成分) 1500(V)
周波数 700(Hz)
(比較例2)
(比較例3)
(比較例4)
実施例1において、二成分現像ユニットを用いず弱帯電トナーを多くした以外は実施例1と同様に行った。
(比較例5)
20 現像ベルト装置
21 現像ベルト
24 第一電極
25 第二電極
26 第三電極
27 第四電極
30 二成分現像ユニット部
31 現像ローラ
Claims (4)
- 潜像担持体に対向配置され、潜像担持体上に形成された静電潜像を現像するためのトナーを保持するトナー担持体と、一列で等間隔に配置された複数の板状に形成された第一電極と、該第一電極の列と平行に配置された板状の第二電極とを有し、これらの電極に電圧を印加することでトナーをホッピングさせて静電潜像を現像する現像装置において、
前記潜像担持体と前記トナー担持体としてベルトを用い、トナー担持体ベルトと潜像担持体ベルトとの互いに向かい合う面で平行な面のニップを形成するように配置し、
該平行な面のニップにおけるベルト走行方向の中間領域に、前記トナー担持体ベルトを挟んで前記潜像担持体ベルトに対向して前記第一電極及び前記第二電極を備え、
前記トナー担持体ベルトを挟んで前記潜像担持体ベルトに対向する第三電極を備え、該第三電極を前記平行な面のニップ内で且つベルト走行方向の前記第一電極の下流側に配置し、該第三電極に常時トナーを引きつける電圧を印加することを特徴とする現像装置。 - 請求項1に記載の現像装置において、前記トナー担持体ベルトにトナーを供給する二成分現像ユニットを設け、該二成分現像ユニットは前記平行な面のニップの入り口前で、前記トナー担持体ベルトに対向した位置に現像ローラを配し、前記トナー担持体ベルトを挟んで該現像ローラに対向して第四電極を配置してトナーを前記トナー担持体ベルトへ供給することを特徴とする現像装置。
- 前記潜像担持体と、該潜像担持体を一様に帯電する帯電装置及びトナー像転写後の前記潜像担持体に残留するトナーを除去するクリーニング装置の少なくとも一方と、請求項1または2に記載の現像装置とを一体化したプロセスカートリッジであって、画像形成装置本体に対して着脱自在に形成したことを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 請求項1または2に記載の現像装置または請求項3に記載のプロセスカートリッジを複数備えたことを特徴とする画像形成装置。
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