JP5742296B2 - 現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成方法、画像形成装置 - Google Patents
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Description
このように感光体等の像担持体上に形成された静電潜像を現像し、可視像を形成する画像形成装置において用いられる現像剤には、トナーとキャリアとから成る二成分現像剤と、トナー単体から成る一成分現像剤とがある。
このうち、二成分現像剤を用いる現像方式は、比較的安定した良好な記録画像が得られる反面、キャリアの劣化やトナーとキャリアとの混合比の変動が発生しやすく、また、装置が大型化するという欠点がある。
そこで、装置の小型化、低コスト化及び信頼性の点から一成分現像剤を用いた現像方式が用いられている。
また、磁性一成分現像剤と非磁性一成分現像剤とを比較した場合、磁性一成分現像剤を用いる現像方式では、一般に黒色マグネタイト粉である磁性体を現像剤であるトナー中に含むため、黒以外の色については鮮明な色の現像剤を得ることが困難である。
このため、多色画像を形成する場合には、非磁性一成分現像剤である非磁性一成分トナーが用いられている。
一成分現像剤の現像システムは、トナーを供給ローラから現像剤担持体に搬送・供給し、そのトナーを現像剤担持体と当接した現像剤規制部材の隙間を通過させて帯電したトナーの薄層を形成、そのトナーを現像剤担持体から感光体の潜像上に電界により移動させて現像を行うものである。そこで、経時で安定した高品位の画像を供給するためには、この現像剤担持体上のトナー薄層の形成が重要で、数々の技術手段が提案され、既に知られている。
本発明の現像装置は、像担持体に供給する非磁性一成分の現像剤を表面に担持して表面移動する現像剤担持体と、該現像剤を前記現像剤担持体表面に供給する現像剤供給部材と、前記現像剤担持体の表面に担持された前記現像剤を薄層化する現像剤層規制部材と、前記現像剤を収納する現像剤収納器とを備える現像装置において、前記現像剤担持体が、芯金の外周に形成された弾性層とを備え、前記弾性層の表面の回転方向に対する凹凸の最大高低差が10〜20μmの範囲にあり、かつ周期的凹凸をフーリエ変換してパワースペクトルで、周波数f(1/mm)が0.08≦f≦0.23に振幅が最大値を有し、前記現像剤層規制部材が、金属板ばね材を用い、自由端側を前記現像剤担持体に対して10〜100[N/m]の線圧で当接させていることを特徴とする。
また、本発明の現像装置は、さらに、前記弾性層が、JIS−A硬度で30〜45°の低弾性ゴムであることを特徴とする。
また、本発明の現像装置は、さらに、前記弾性層が、10 3 〜10 11 Ω・cmの電気抵抗値を有することを特徴とする。
また、本発明の現像装置は、さらに、前記弾性層が、外周に形成された表層とを備えることを特徴とする。
また、本発明の現像装置は、さらに、前記表層が有機系の球状微粒子を有することを特徴とする。
また、本発明の現像装置は、さらに、前記球状微粒子の体積平均粒径が10〜20μmの範囲にあることを特徴とする。
また、本発明の現像装置は、さらに、前記球状粒子が前記表層から一部露出して存在していることを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、潜像を担持する像担持体と、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、帯電した該像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、静電潜像を書き込む露光装置と、像担持体表面に形成された静電潜像に非磁性一成分の現像剤を供給し可視像化する現像装置と、像担持体表面の可視像を被転写体に転写する転写装置と、被転写体上の可視像を定着させる定着装置と、を備える画像形成装置であって、前記現像装置として、上記のいずれかに記載の現像装置を用いることを特徴とする。
本発明の画像形成方法は、像担持体表面に均一に帯電を施す帯電工程と、帯電した像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、静電潜像を書き込む露光工程と、像担持体表面に形成された静電潜像に非磁性一成分の現像剤を供給し可視像化する現像工程と、像担持体表面の可視像を被転写体に転写する転写工程と、被転写体上の可視像を定着させる定着工程と、を有する画像形成方法において、前記現像工程で、上記のいずれかに記載の現像装置を用いることを特徴とする。
本発明の現像剤担持体、現像装置によって、現像剤担持体の真円度を低くしてトナー掻き取り能力を高めた現像剤担持体を用いることによって、低価格化や小型化を達成し、かつ、トナーの現像剤規制部材への固着や融着を抑制できる。
また、本発明のプロセスカートリッジ、画像形成装置、画像形成方法では、長期にわたって画像濃度の低下がなく、さらに、白スジや黒スジ等の縦スジのない高品位の画像を得ることができる。
本発明は、現像剤担持体134の断面形状に関して、現像剤規制部材136でのトナーの付着・固着を抑えるために、トナーの掻き取り能力を向上させるために円筒度の低い現像剤担持体としたことが特徴になっている。
本発明の特徴について、以下の図面を用いて詳細に解説する。
図1は、本発明の現像装置を用いる画像形成装置の実施形態の構成を示す概略図である。
図2は、本発明の現像装置を用いる画像形成装置の他の実施形態の構成を示す概略図である。
本発明の画像形成装置の一実施形態である画像形成装置1は、原稿を搬送する原稿搬送装置(ADF)5、原稿読み取り用のスキャナー部4と、このスキャナー部から出力されるデジタル信号を電気的に画像処理部で処理して、該画像処理部から出力されるデジタル信号に基づいて画像を記録部材6上に形成する画像形成部3からなっている。スキャナー部4においては、原稿載置台上に置かれた原稿の画像は、照射ランプ、ミラー、レンズを介してカラーCCDによって読み取られ、そのデータが画像処理部に送られる。画像処理部においては、このデータに必要な処理が施され、画像信号に変換され、画像形成部3へ送られる。
特に補足説明がない限り他のシアン作像ユニット10C、マゼンタ作像ユニット10M、ブラック作像ユニット10Kも同等の構成・動作となっている。
なお、この作像ユニット10は、画像形成装置1本体に着脱可能なプロセスカートリッジ10として用いることができる。
作像動作が開始されると、イエロー作像ユニット10Yでは、静電潜像担持体である感光体11は帯電装置12により表面を一様に帯電される。帯電は、高圧電源によりDC(直流)あるいはDCにAC(交流)が重畳されたバイアスが印加される。
そして帯電後の感光体11には光書き込みの露光装置30からの露光によりフルカラー原稿のイエロー成分画像の静電潜像が形成される。この露光工程はレーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナやLEDなどでおこなわれる。
その静電潜像はイエロー現像装置13Yによりイエロートナーで顕像化される。また、所定の時間差でシアン作像ユニット、マゼンタ作像ユニット、ブラック作像ユニット10においても同様の作像動作が行われ、シアン,マゼンタ,ブラックの各色のトナー像が各感光体11上に形成される。
また、トナー中の樹脂成分として、ポリエステル樹脂、スチレン/クロロスチレン共重合体、スチレン/プロピレン共重合体、スチレン/ブタジエン共重合体、スチレン/塩化ビニル共重合体、スチレン/酢酸ビニル共重合体、スチレン/マレイン酸共重合体、スチレン/アクリル酸エステル共重合体、スチレン/メタクリル酸エステル共重合体、スチレン/α-クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン/アクリロニトリル/アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂、塩化ビニル樹脂、スチレン/酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、これらの樹脂は単独使用に限らず、二種以上併用することもできる。
着色剤としては、例えばカーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエローG、ローダミン6Cレーキ、カルコオイルブルー、クロムイエロー、キナクリドン、ベンジジンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料等の染顔料など、従来公知のいかなる染顔料をも単独あるいは混合して使用し得、ブラックトナーとしてもフルカラートナーとしても使用できる。これらの着色剤の使用量はトナー樹脂成分に対して、通常1〜30重量%、好ましくは3〜20重量%である。
また、外添剤としては、シリカ、酸化チタン、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム等、従来公知のいかなる外添剤をも単独あるいは混合して使用できる。これらの外添剤の使用量は、トナー重量に対し、0.1〜5重量部、好ましくは0.5〜2重量部である。これらの外添剤を使用することにより、トナーの帯電の立ち上がりが未混合時と比較して格段によくなり、さらに流動性も上がることから、画質の向上につながる。
また、トナーの製法としては、粉砕法および重合法に大別することができる。粉砕法では結着樹脂、着色剤、ワックス等の原料を混合し、熱をかけながら剪断力をかけ樹脂中に着色剤、ワックス等を分散させた混練物を圧延冷却し板状にしたものを粉砕してから所望の粒径分布になるように分級し、最後に外添剤を混合してトナーが製造される。
また、水系媒体中で油相を乳化、懸濁又は凝集させトナー母体粒子を形成させる、懸濁重合法、乳化重合法、ポリマー懸濁法等がある。
なお、現像装置13については、後述する。
中間転写ベルト21への転写後の各作像ユニット10内の感光体11は、図示しない光除電ユニットにより表面電位を除電される。
その後で、これにより機械動作時には各作像ユニット10の感光体11が回転するのに先立って接触状態に、機械停止時には感光体11から離間した状態に状態にしている。中間転写ベルト21へトナー像を転写した後、感光体表面は光除電ユニットで除電され、クリーニング装置15において、最初に(クリーニングユニット内において感光体回転方向において上流位置)で感光体回転方向とカウンター方向にゴム状弾性体でできたブレードを感光体11に接触させて、トナーや付着物を除去している。クリーニング装置15で除去されたトナーは廃トナー搬送経路を経て廃トナー収容槽に搬送される。なお、感光体11上にクリーニング装置15を設けず、現像装置13で転写残トナーを回収するクリーナレス方式もあり、本発明は種々公知のクリーニング装置を採用できる。
帯電装置12は、感光体11に対向配置される帯電部材を接触させて所定の直流電圧(DC)を印加させて感光体11表面を均一帯電させる接触帯電方式であり、帯電部材には弾性樹脂ローラを用いている。感光体回転方向において感光体表面での露光位置から現像位置の間の感光体表面に対向した位置に非接触型の電位センサを設置し、所定の帯電電位および潜像電位になるように帯電バイアス値および露光量を調整する。
転写ローラ14は、図示しない各色独立の高圧電源から供給される所定の転写バイアス+400〜+2500Vを印加させることで、転写電界を形成し、感光体11上のトナー像を中間転写ベルト24、または、転写材である記録部材6に順次転移させることでフルカラー画像が形成される。
また、記録部材6は、給紙装置2内に配置されている複数の給紙カセット40から、画像形成装置1の制御により選択された記録部材6がピックアップローラ42により、給紙カセット40から1枚ずつ引き出される。そして、搬送ローラ43によって画像形成部3まで搬送される。そして、レジストローラ44で、中間転写ベルト21上のトナー像とのタイミングを計り、二次転写ローラ23の方に送り出される。
その後、トナー像が転写された記録部材6は定着装置31に搬送され加熱・加圧されて記録部材6上のトナー像が定着されフルカラー画像が出力される。
また、トナーマークセンサ(TMセンサ)25は、正反射型や拡散型センサによって搬送ベルト24上のトナー像濃度、各色位置測定を行い、画像濃度や色合わせを調整する。
また、図3は、本発明の現像剤担持体を適用するプロセスカートリッジの構成を示す図である。
図3では、これで、一つのプロセスカートリッジ2を形成しているが、プロセスカートリッジ10は、感光体11と、帯電装置12、現像装置13、クリーニング装置15、潤滑剤塗布装置のいずれか一つ以上を一体的に支持していて、画像形成装置1に着脱可能になっていればよく、本実施形態のプロセスカートリッジ2に限定するものではない。
現像装置13は、非一成分現像剤(以下、単に「トナー」と記すことがある。)を収容し、貯留しておくトナー供給室131と、その下にトナー供給室131のトナーが凝集しないようにするトナーを攪拌するトナー攪拌部材135、感光体11に接触又は近接した位置に回転可能に配置される現像剤担持体134と、現像剤担持体134に接触して回転可能に配置され現像剤担持体134にトナーを供給し、かつ、現像後に現像剤担持体134上に残っているトナーを回収するするトナー供給回収部材137と、現像剤担持体134の表面の移動方向に対してトナー供給回収部材137よりも下流、かつ、感光体11と接触又は近接した位置よりも上流となる位置に配置され、現像剤担持体134上のトナーの量を規制すると同時に摩擦帯電させる現像剤規制部材136とから構成される。
また、現像剤担持体134は、図示しない高圧電源から所定の現像バイアスが印加される。この現像バイアスを印加することで、感光体11と現像剤担持体134との間に電位差を設け、電界を形成してトナーを現像させることができる。
トナー供給回収部材137は導電性のシャフトを表面には空孔(セル)を有した構造の発泡材料で被覆された構成であり、現像装置13内のトナーを効率よく付着させて取り込むと共に、現像剤担持体134との当接部での圧力集中によるトナー劣化を防止している。その発泡材料は、導電性シャフトと発泡材料表面との間にDC(直流)100[V]程度バイアスを印加した際に103〜1014Ω程度の電気抵抗となるように設定される。
トナー供給回収部材137には、現像剤担持体134に印加する現像バイアスに対してトナーの帯電極性と同方向にオフセットさせた値の供給バイアスが印加される。この供給バイアスは、現像剤担持体134との当接部で予備帯電されたトナーを現像剤担持体134に押し付ける方向に作用する。トナー供給回収部材137は、図4に向かって時計回りの方向に回転し、現像剤担持体134に付着したトナーを回収しつつ、表面に付着させたトナーおよび近傍のトナーを現像剤担持体134の表面に塗布供給する。
また、この現像剤規制部材136は、その先端側は、斜め上方に向けて直線状に折り曲げられている折り曲げ部を有する。その現像剤規制部材136に対する折り曲げ部の折り曲げ角度は、90度以上にする。ここで現像剤規制部材136は、折り曲げられている部分が現像剤担持体134の周面に当接している。そして、現像剤規制部材136の折り曲げ部の延長線よりも下方に前記トナー攪拌部材135は設けられている。より具体的には、トナー攪拌部材135の先端の周回線は、前記延長線より下方に位置している。このようにトナー攪拌部材74を配置することにより、現像剤規制部材136を通過することができない現像剤担持体134上のトナーをトナー供給部材137上に搬送することが可能となるからである。仮に、図4に示すように、現像剤規制部材136の延長線上にトナー攪拌部材74が存在すると、現像剤規制部材136で掻き取られたトナーの流れが阻害されることになり、トナーの滞留を十分に防止することができなくなる可能性がある。
そして、トナー攪拌部材135の先端の周回線と前記延長線との最短距離が5mm以下にされている。最短距離を5mm以下とするのは、5mmを超えるとトナー攪拌部材135による搬送力が伝わり難くなるからである。
また、感光体11上に現像されずに現像剤担持体134上に残されたトナーが再び現像装置13内へと戻る部分には、図示しないトナーシール部材が現像剤担持体134に当接して設けられ、トナーが現像装置13外部に漏れ出ないように封止される。また、前記トナーシール部材は現像剤担持体134上のトナーと接触してトナーを除電している。
この現像剤担持体134上の、現像剤規制部材136によって薄層化され、現像剤担持体134の回転によって感光体11との対向位置へ搬送され、現像剤担持体134に印加された現像バイアスと感光体11上の静電潜像によって形成される潜像電界に応じて、感光体11表面に移動し現像される。
図5は、本発明の現像剤担持体の構成を示す図である。
図5に示すように、現像剤担持体134は、芯金134aと弾性層134bとから構成されている。弾性層134bは、芯金シャフトにゴム等のエラストマによる弾性層を被覆したローラ形状を有している。芯金の外周に形成された弾性層は、その表面はトナーと逆の極性に帯電し易い材料からなる。弾性層134bは、感光体11との接触状態を均一に保つ為に、JIS−Aで、30〜45°以下の硬度の低弾性ゴムで形成されている。さらに、現像バイアスを作用させるために体積抵抗を103〜1011Ω・cmの電気抵抗値に設定される。
(a)に示すように、真円度の高い現像剤担持体134を用いると、現像剤規制部材136との間で、通過するトナー量に変化が少ないために現像剤規制部材136に付着したナーは掻き取られないまま、現像剤規制部材136上で付着し、次第に、トナーの衝突による熱及び/又は圧力によって固着する。さらに、通過するトナー量に変化が少ないことから、一度固着したトナーを掻き取るような衝撃が発生しにくい。
それに対して、(b)に示すように、真円度の低い現像剤担持体134を用いると、現像剤規制部材136との間で、通過するトナー量に変化が大きいことから、現像剤規制部材136に付着したトナーが生じても、通過するトナー量に変化が大きいことから、一度固着したトナーを掻き取るような衝撃が発生し、掻き取ることができる。
このために、周期的な凸凹を表す真円度として、現像剤担持体134の表面の凸凹を、信号としてFFT(Fast Fourier Transform)処理を施してFFT処理結果を算出する。よく知られているようにフーリエ変換は、フーリエ積分を利用して信号に含まれる周波数を抽出する一連の計算をいうもので、周期的に生じる速度変動があれば、その周期の逆数の周波数に対して、縦軸における振幅でその凸凹の変動を表すことができる。フーリエ変換が無限に連続する信号を前提にするのに対し、回転方向における凸凹の変動は、有限なので信号を離散的に処理する離散フーリエ変換を用いられる。このように、FFTは離散フーリエ変換のうち計算量が低減されたアルゴリズムを言う。
そこで、現像剤担持体134の回転方向の周期的な凸凹変動に対応した周波数を有する回転の変位である周波数に対する振幅・位相を抽出し、この振幅及び位相に基づいて現像剤担持体134の回転方向の凸凹を規制する。
ここにいう周波数f(1/mm)が0.08≦f≦0.23に振幅が最大値を有することは、実際の現像剤担持体134においてには、表面に最大4.3〜12.5mm周期のうねりを有することを示している。これによって、体積平均粒径が6〜10μmの範囲にあるトナーでは、最大4.3〜12.5mmの範囲で大きな凸凹が現れる現像剤担持体134では、現像剤規制部材136に付着したナーが生じても、通過するトナー量に変化が大きいことから、一度固着したトナーを掻き取るような衝撃が発生し、掻き取ることができる。
これによって、真円度の高い、つまり断面が真円に近い現像剤担持体134の場合、規制部に突入するトナー量は時間変化なくほぼ一定であるためトナーの振動は小さい。従ってトナー薄層の形成が進行していくと、ある時点でトナーが現像剤規制部材136に引っ掛かり、そこを起点にトナーが滞留して付着や固着が引き起こされる可能性が高い。それに対して真円度が低い、例えば断面が楕円の形状をした現像剤担持体134の場合、規制部に突入するトナー量はローラ上の地点で様々なため、トナーの振動は大きくなり、結果としてトナー滞留を抑制し付着や固着の誘発を低減することが可能である。
この現像剤担持体134の場合、現像システムとして必要な部材は供給ローラと現像剤担持体134、現像剤規制部材136、感光体11といった一成分現像方式としては一般的な部材だけで足りて余分な装置を必要とせず、省スペース化が可能である。また、現像剤担持体134の真円度を低くするにはローラの研磨工程を省けばいいので、コストを抑えることができる。
また、本発明の現像剤担持体134は、表面の凹凸の最大高低差が10〜20μmの範囲にある。現像剤担持体134はその表面の凸凹の最大高低差が20μmを越えると、現像剤担持体表面の場所によるトナー搬送量の違いが大きくなりすぎて、形成された画像における濃淡ムラが発生してしまう。逆に、10μmに満たないと、トナー搬送量の違いが小さく、衝撃が発生しにくく、一度固着したトナーを掻き取るような効果を得ることが難しくなる。
低弾性ゴムとしては、エピクロロヒドリンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、EPDM、天然ゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、NBR、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴムなどから選択される1種、及びこれらの2種以上の混合物を用い、さらに、架橋してゴム状物質とするために、架橋剤、加硫剤を添加することができる。有機過酸化物架橋、及び硫黄架橋のいずれの場合でも、加硫助剤、加硫促進剤、加硫遅延剤などを用いることもできる。さらにまた、上記以外にもゴム配合剤として一般に用いられている発泡剤、可塑剤、軟化剤、粘着付与剤、粘着防止剤、分離剤、離型剤、増量剤、着色剤などを、特性を損なわない範囲で添加することができる。
本発明による硬い皮膜を有するような場合、弾性体は硬い皮膜に追従する必要があるため、ある程度の硬さが必要であり、上述の弾性体のなかでも特にEPDM、NBR、エピクロルヒドリンゴムなどがよい。硬さ以外にも電気特性、特に電気抵抗が重要であり、弾性体の場合には、抵抗を調整するために、種々の導電性付与剤を添加することができる。導電性材料としては、粉体としては、ケッチェンブラックEC、アセチレンブラックなどの導電性カーボン、SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF、FT、MTなどのゴム用カーボン、酸化処理などを施したカラー用カーボン、熱分解カーボン、インジウムドープ酸化スズ(ITO)、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛、銅、銀、ゲルマニウムなどの金属、及び金属酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレンなどの導電性ポリマーなどを挙げることができる。
さらに、球形微粒子の体積平均粒径が、10〜20μmの範囲にある。弾性層134bの表面の凸凹と同じにすることで、球形微粒子の体積平均粒径が20μmを越えると、現像剤担持体表面の場所によるトナー搬送量の違いが大きくなりすぎて、形成された画像における濃淡ムラが発生してしまう。逆に、10μmに満たないと、トナー搬送量の違いが小さく、衝撃が発生しにくく、一度固着したトナーを掻き取るような効果を得ることが難しくなる。ただし、粒径分布が狭いことが好ましく、体積平均粒径と個数平均粒径との比として、1.01〜1.50の範囲が好ましい。これによって、製造時における媒体中に分散させておくことにより、粒度分布がシャープになるとともに分散が安定である。粒度分布の測定方法は、コールターカウンターTA−IIやコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)があげられる。
さらに、球状粒子が表層134b2から一部露出して存在している。表層134b2から突出させることで、トナーの搬送性が安定し、通過するトナー量に変化が大きいことから、一度固着したトナーを掻き取るような衝撃が発生し、掻き取ることができる。
図7は、本発明の現像剤担持体の実施形態を示す図である。
(実施例1)
図7(a)に示すように、弾性層は、直径φ6mmの金属シャフトの真金の表面の外周に日本ゼオン社製エピクロロヒドリンゴムHydrin T3106を肉厚3mmで形成している。その後で、研磨装置として水口製作所製のLEO−600−F4L−BME及び研磨液SZCで研磨を行った。その上に、三井化学社製ヘキサメチレンジイソシアネートD170Nを3重量部、同社製ポリウレタンポリオールA2789を2.5重量部、富士色素社製カーボンブラックを4.8重量部、メチルエチルケトン2.5重量部、酢酸ブチル6重量部、酢酸エチル54重量部の混合溶媒に溶解させ、触媒に日東化成社製ネオスタンU−820を0.21重量部添加して、塗液を調整した。スプレーコートで基層の上から塗膜を作製し、150℃で1時間アニール処理して塗膜を熱硬化させた。
(実施例2)
図7(b)に示すように、弾性層は、直径φ6mmの金属シャフト表面にIPSIO SP C310に搭載されている現像剤担持体をそのまま用いている。この現像剤担持体を、研磨装置として水口製作所製のLEO−600−F4L−BME及び研磨液SZCで研磨を行った。その上に、三井化学社製ヘキサメチレンジイソシアネートD170Nを3重量部、同社製ポリウレタンポリオールA2789を2.5重量部、富士色素社製カーボンブラックを4.8重量部、メチルエチルケトン2.5重量部、酢酸ブチル6重量部、酢酸エチル54重量部の混合溶媒に溶解させ、触媒に日東化成社製ネオスタンU−820を0.21重量部添加して、塗液を調整した。スプレーコートで基層の上から塗膜を作製し、150℃で1時間アニール処理して塗膜を熱硬化させた。
(実施例3)
図8(a)に示すように、弾性層は、直径φ6mmの金属シャフトの真金の表面の外周に日本ゼオン社製エピクロロヒドリンゴムHydrin T3106を肉厚3mmで形成している。その後で、研磨装置として水口製作所製のLEO−600−F4L−BME及び研磨液SZCで研磨を行った。その上に、三井化学社製ヘキサメチレンジイソシアネートD170Nを3重量部、同社製ポリウレタンポリオールA2789を2.5重量部、富士色素社製カーボンブラックを4.8重量部、メチルエチルケトン2.5重量部、酢酸ブチル6重量部、酢酸エチル54重量部の混合溶媒に溶解させ、積水化成品工業社製の高架橋型PMMA球状微粒子(20mm)を0.27重量部添加し、触媒に日東化成社製ネオスタンU−820を0.21重量部添加して、塗液を調整した。スプレーコートで基層の上から塗膜を作製し、150℃で1時間アニール処理して塗膜を熱硬化させた。
(実施例4)
図8(b)に示すように、弾性層は、直径φ6mmの金属シャフト表面にIPSIO SP C310に搭載されている現像剤担持体をそのまま用いている。この現像剤担持体を、研磨装置として水口製作所製のLEO−600−F4L−BME及び研磨液SZCで研磨を行った。その上に、三井化学社製ヘキサメチレンジイソシアネートD170Nを3重量部、同社製ポリウレタンポリオールA2789を2.5重量部、富士色素社製カーボンブラックを4.8重量部、メチルエチルケトン2.5重量部、酢酸ブチル6重量部、酢酸エチル54重量部の混合溶媒に溶解させ、積水化成品工業社製の高架橋型PMMA球状微粒子(20mm)を0.27重量部添加し、触媒に日東化成社製ネオスタンU−820を0.21重量部添加して、塗液を調整した。スプレーコートで基層の上から塗膜を作製し、150℃で1時間アニール処理して塗膜を熱硬化させた。
現像剤担持体は、IPSIO SP C220に搭載されているのをそのまま用いた。(比較例2)
現像剤担持体は、SAMSUNG社製CLP660DNに搭載されているのをそのまま用いた。
(比較例3)
弾性層は、直径φ6mmの金属シャフト表面に、外周にダイソー社製エピクロロヒドリンゴム エピクロマーを肉厚3mmで形成している。その後で、研磨装置として水口製作所製のLEO−600−F4L−BME及び研磨液SZCで研磨を行った。その上に、三井化学社製ヘキサメチレンジイソシアネートD170Nを3重量部、同社製ポリウレタンポリオールA2789を2.5重量部、富士色素社製カーボンブラックを4.8重量部、メチルエチルケトン2.5重量部、酢酸ブチル6重量部、酢酸エチル54重量部の混合溶媒に溶解させ、積水化成品工業社製の高架橋型PMMA球状微粒子(20mm)を0.27重量部添加し、触媒に日東化成社製ネオスタンU−820を0.21重量部添加して、塗液を調整した。スプレーコートで基層の上から塗膜を作製し、150℃で1時間アニール処理して塗膜を熱硬化させた。
図9は、真円度の測定で、周波数と振幅との関係を示すグラフである。
図9に示すように、真円度の測定で、パワースペクトルを作製し、そこから最大振幅の周波数(1/mm)の値を読み取った。
また、このときに、同時に、真円度測定で得られた粗さ曲線において、最も高い点と低い点の差である最大高低差を測定した。
実施例1ないし4、比較例1ないし3の画像出しをして画像評価を行った。
現像装置および画像形成装置は(株)リコー製IPSiO SP C310を改造して用いた。
トナーは、マイナス極性に帯電するものを用いた。
評価は、以下の白スジ、搬送性で行った。
<白スジ>
5%チャート3P/Jで5000枚の耐久を行ったときの画像に入る白スジの度合いを評価した。
○:0本
△:1〜9本
×:10本以上
<搬送性>
白スジと同じ条件による実機耐久における現像剤担持体上トナーのM/Aの変化を評価した。
○:15%未満
△:15〜30%未満
×:30%以上
2 給紙装置
3 画像形成部
4 スキャナ部
5 原稿自動搬送装置(ADF)
6 トナー
10 作像ユニット(プロセスカートリッジ)
11 感光体
12 帯電装置
13 現像装置
131 トナー供給室
134 現像剤担持体
134a 芯金
134b 弾性層
134b2 表層
134c 球状微粒子
135 トナー攪拌部材
136 現像剤規制部材
137 供給部材
14 転写ローラ
15 クリーニング装置
20 転写装置
21 中間転写ベルト
211、212、213 支持ローラ
22 ベルトクリーニング装置
23 2次転写ローラ
24 搬送ベルト
25 TMセンサ
30 露光装置
31 定着装置
40 給紙カセット
42 ピックアップローラ
43 搬送ローラ
44 レジストローラ
47 排出ローラ
48 排紙トレイ
Claims (10)
- 像担持体に供給する非磁性一成分の現像剤を表面に担持して表面移動する現像剤担持体と、
該現像剤を前記現像剤担持体表面に供給する現像剤供給部材と、
前記現像剤担持体の表面に担持された前記現像剤を薄層化する現像剤層規制部材と、
前記現像剤を収納する現像剤収納器とを備える現像装置において、
前記現像剤担持体が、芯金の外周に形成された弾性層とを備え、
前記弾性層の表面の回転方向に対する凹凸の最大高低差が10〜20μmの範囲にあり、かつ周期的凹凸をフーリエ変換してパワースペクトルで、周波数f(1/mm)が0.08≦f≦0.23に振幅が最大値を有し、
前記現像剤層規制部材が、金属板ばね材を用い、自由端側を前記現像剤担持体に対して10〜100[N/m]の線圧で当接させている
ことを特徴とする現像装置。 - 前記弾性層が、JIS−A硬度で30〜45°の低弾性ゴムである
ことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。 - 前記弾性層が、10 3 〜10 11 Ω・cmの電気抵抗値を有する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の現像装置。 - 前記弾性層が、外周に形成された表層とを備える
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の現像装置。 - 前記表層が有機系の球状微粒子を有する
ことを特徴とする請求項4に記載の現像装置。 - 前記球状微粒子の体積平均粒径が10〜20μmの範囲にある
ことを特徴とする請求項5に記載の現像装置。 - 前記球状粒子が前記表層から一部露出して存在している
ことを特徴とする請求項5又は6に記載の現像装置。 - 像担持体と、少なくとも像担持体上の潜像を非磁性一成分の現像剤で現像する現像装置とを一体化して画像形成装置に対して着脱可能に構成したプロセスカートリッジにおいて、
前記現像装置として、請求項1ないし7のいずれか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。 - 潜像を担持する像担持体と、
像担持体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、
帯電した該像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、静電潜像を書き込む露光装置と、
像担持体表面に形成された静電潜像に非磁性一成分の現像剤を供給し可視像化する現像装置と、
像担持体表面の可視像を被転写体に転写する転写装置と、
被転写体上の可視像を定着させる定着装置と、を備える画像形成装置であって、
前記現像装置として、請求項1ないし7のいずれかに記載の現像装置を用いる
ことを特徴とする画像形成装置。 - 像担持体表面に均一に帯電を施す帯電工程と、
帯電した像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、静電潜像を書き込む露光工程と、
像担持体表面に形成された静電潜像に非磁性一成分の現像剤を供給し可視像化する現像工程と、
像担持体表面の可視像を被転写体に転写する転写工程と、
被転写体上の可視像を定着させる定着工程と、を有する画像形成方法において、
前記現像工程で、請求項1ないし7のいずれかに記載の現像装置を用いる
ことを特徴とする画像形成方法。
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