JP4784937B2 - 現像装置およびプロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
これらの現像に関する構成に於いて、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤を用いて静電潜像を顕像化する現像装置は、現像剤中のトナーとキャリアとの混合状態が画像に影響することから、現像剤混合攪拌の機能を向上させるための提案がなされている(例えば特許文献1参照)。
また、スクリューの回転数を早くすることや、スクリュー形状を改善することで攪拌部の攪拌性を向上させる提案もなされている。
図1は、本実施形態の現像装置を含む画像形成装置の一例を模式的に表した断面図である。
図1は本実施形態で使用する画像形成装置の構成例を模式的に表したものである。
本実施例ではスリーブの直径を18mmとし、表面はサンドブラスト処理を行い、10〜20μmRZの範囲に入るように荒らし、現像剤の搬送性を向上させている。また、同じ目的で、1〜数mmの深さを有する複数の溝を形成することもある。
図4(a)は、電極とトナー、キャリア間のトナーの動きを模式的に説明するために書いた図である。
電極部材によるトナーの攪拌は、電極にトナーを吸着させる工程1と電極上に吸着されたトナーを分配する工程2と電極上に吸着されたトナーを現像剤に戻す工程3とを経て、位相を変えて電極にトナーを吸着させる工程1を繰り返す。これにより、トナー偏りが改善され、攪拌性が向上する。本実施例では、スリーブの電位を−500V、交流電源をVpp400V、パルス波の振幅を250Vとした。
周期は、印加交流電源を1KHzとし、およそ1周期の間にキャリア1個分だけ現像剤は進行する。
電界は、磁気ブラシがたった穂立ちの状態で印加されると、磁気ブラシと間隙を有した電極による印加される電界により、ブラシ同士がいわゆる高く粗い状態となって磁気ブラシ間に空間が形成され、これによってトナーの移動が容易になり、効果が高くなる。磁気ブラシを立たせるためには、少なくともスリーブの法線磁束密度が接線磁束密度よりも強いことが必要である。
本実施形態では、このような電極部材を設けて適度な電圧印加をすることで、現像剤容量を150gとしても、濃度むらなく画像を形成することが可能になった。
本実施例2は、電界発生のための電極に3相電源を用いている例を示す。このような電極の例を図5に示す。電位印加条件は、2相電源での位相を120°ずつずらして、3相とした。こうすることで、トナーの進行方向を制御できるため、攪拌性が向上するという利点がある。本実施例では、電極の組を3つずつとし、3個を1組として、電極数を3n(nは1以上の整数)個としている。そしてたとえば、第1の電極と、第2の電極と、第3の電極との印加電圧の位相差を120度(2π/3)とし、工程1においてトナーを吸着させる電極を3個毎とし、工程2において、拡散させる電極数の割合を実施例1に比較して約倍となるようにした。そして工程3によって、実施例1と同様に、トナーをキャリアに接触させている。
図6に示すように、本実施例3は、電極の設置位置をドクタと併せたように構成することにより、電極の設置位置をドクタと共にすることでその設置を省略することができ、より小型化が可能となる様に構成した。
使用するトナーはフロー式粒子像測定器で計測した円形度が0.96を越えるトナーが望ましい。円形度がそれ以下のトナーでは、接触面がトナーによって変化し、非静電的付着力に差ができる。このように本実施形態では、円形度が0.96を超えるトナーを使用することで、非静電的付着力が均一になり、電界に対するトナー応答性が向上し、トナー濃度を均一にする効果が向上する。
好ましい新トナーと、現在一般に使用されているトナーを代表するもの(単に、「従来トナー」という)を、次のように調製した。
下記原材料をヘンシェルミキサーで充分混合した後、小型二本ロールミルで、150℃、2時間混練した。
結着樹脂(スチレン−アクリル酸メチル共重合体) 100.0重量部
着色剤(カーボンブラック#44、三菱カーボン社製) 10.0重量部
荷電制御剤(ジターシャリーブチルサリチル酸亜鉛塩:オリエント化学製ボントロンE−84) 2.0重量部
カルナウバワックス 5.0重量部
従来トナーの製造過程で得られた着色粒子を、日本ニューマチック製サーフュージョンシステムを用いて、熱処理温度250℃、熱風風量1000リットル/分、供給風量100リットル/分で2回処理し、4〜10μm径の新たな着色粒子を得た。得られた着色粒子95重量部に対して、トナーの流動性や現像性、転写性、クリーニング性、帯電性を補助するための添加剤として3重量部のシリカ、2重量部の酸化チタン粒子(両添加剤の平均粒径60nm)をヘンシェルミキサーで2分間混合し、篩にかけてトナーを得た。これが新トナーである。
本実施形態の現像装置を用いた画像形成装置は、一連のプロセスを経て、最終的には、紙上に画像が印刷される。
その工程は、まず感光体が所定の周速度で回転駆動される。感光体は回転過程において、帯電手段によりその周面に正または負の所定電位の均一帯電を受け、次いで、スリット露光やレーザビーム走査露光等の像露光手段からの画像露光光を受け、こうして感光体の周面に静電潜像が順次形成され、形成された静電潜像は、次いで現像手段によりトナー現像され、現像されたトナー像は、給紙部から感光体と転写手段との間に感光体の回転と同期されて給送された転写材に、転写手段により順次転写されるといった像転写を受けた転写材は感光体面から分離されて像定着手段へ導入されて像定着され、複写物(コピー)として装置外へプリントアウトされる。像転写後の感光体の表面は、クリーニング手段によって転写残りトナーの除去を受けて清浄面化され、更除電された後、繰り返し画像形成に使用される。
2 現像ローラ
3 電極
4 電源
6 ケース
7 現像剤
8 磁石
9 補給トナー
14 2相交流電源
15 パルス電源
16 3相交流電源
21 ドクタ
31 電極1
32 電極2
33 電極3
34 電極4
40 現像装置
41 現像スリーブ
42 マグネットローラ
43 現像剤坦持体(現像ローラ)
44 第1現像剤収容部
45 第1搬送スクリュウ
46 第2現像剤収容部
47 第2搬送スクリュウ
48 トナー濃度センサ(Tセンサ)
49 ドクターブレード
P1、P3、P4 磁極(S極)
P2、P5 磁極(N極)
L 露光手段からの露光光
Claims (6)
- 二成分現像剤のトナーを担持し、静電潜像が形成された像担持体と対向する現像領域に前記二成分現像剤のトナーを搬送する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に担持された現像剤の量を規制する現像剤規制部材とを備え、
前記現像剤担持体にバイアスを印加して像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置であって、
前記現像剤担持体の回転方向の現像剤規制部材から現像領域に至る回転の範囲に、回転軸に平行し互いに隔離した複数の電極を前記現像剤担持体表面と離間して設け、
当該各電極と前記現像剤担持体との間に回転軸方向に周期的に変化する電界により外力を発生させて前記回転軸方向に前記二成分現像剤の搬送力を生ぜしめ、前記二成分現像剤を前記回転軸方向に移動させることを特徴とする現像装置。 - 前記周期的に変化する電界は、前記回転軸方向に対して電界の位相を周期的に変化させて発生することを特徴とする請求項1記載の現像装置。
- 前記電極と前記二成分現像剤とが対向する領域の少なくとも一部に、前記現像剤担持体の法線方向の磁束密度が前記現像剤担持体の接線方向の磁束密度より大きい磁界を形成することを特徴とする請求項1又は2に記載の現像装置。
- 前記電極を前記現像剤規制部材と一体化して設置することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の現像装置。
- 前記現像装置に使用するトナーの円形度が0.96より大きいトナーであることを特徴とする請求項1から4いずれか1項に記載の現像装置。
- 像担持体と、帯電手段、現像手段、クリーニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジであって、
前記プロセスカートリッジは少なくとも現像手段を有し、前記現像手段は、請求項1から4いずれか1項に記載の現像装置を用いることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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